Frederick Banting, Charles Best, James Collip e John Macleod

Nei primi anni ’20 Frederick Banting e Charles Best scoprirono l’insulina sotto la direzione di John Macleod all’Università di Toronto. Con l’aiuto di James Collip l’insulina fu purificata, rendendola disponibile per il trattamento di successo del diabete. Banting e Macleod guadagnarono un premio Nobel per il loro lavoro nel 1923.

Al volgere del 20° secolo una rigorosa dieta ipocalorica e senza carboidrati era l’unico trattamento efficace per il diabete. Ma questo metodo, con l’assunzione di cibo a volte fino a 500 calorie al giorno, aveva le sue conseguenze, poiché la lenta inedia, come il diabete, svuotava i pazienti della loro forza ed energia, lasciandoli semi-invalidi. Il trattamento dietetico richiedeva anche una quantità smodata di forza di volontà da parte del paziente, pochi dei quali erano in grado di mantenere le diete ipocaloriche a lungo termine. Nel 1921 i ricercatori dell’Università di Toronto iniziarono una serie di esperimenti che avrebbero portato all’isolamento e alla produzione commerciale dell’insulina – un ormone pancreatico essenziale per il metabolismo dei carboidrati – e al successo del trattamento del diabete.

Il collegamento tra le secrezioni pancreatiche e il diabete fu mostrato per la prima volta nel 1889 da due fisiologi tedeschi dell’Università di Strasburgo, Oskar Minkowski e Joseph von Mering. Mentre studiavano l’effetto delle secrezioni pancreatiche sul metabolismo dei grassi, eseguirono una pancreatectomia completa su un cane da laboratorio, solo per scoprire che l’animale sviluppò una malattia indistinguibile dal diabete. Vent’anni prima uno studente di medicina tedesco, Paul Langerhans, aveva scoperto due sistemi di cellule nel pancreas: gli acini, che sapeva produrre le secrezioni digestive pancreatiche, e un altro sistema la cui funzione gli era sconosciuta. Queste cellule apparivano a Langerhans come minuscoli ammassi di cellule, o isole, che galleggiavano tra gli acini. Nel 1901 Eugene Opie, un patologo americano della Johns Hopkins University, fece l’associazione tra la degenerazione di queste cellule, che erano state chiamate “isole di Langerhans”, e l’insorgenza del diabete. Grazie agli sforzi sperimentali di questi e di molti altri ricercatori, fu posta la base per la scoperta dell’insulina – la secrezione ormonale antidiabetica delle isole di Langerhans – nei primi decenni del XX secolo.

Frederick Banting

Nel 1920 Frederick Grant Banting (1891-1941) era un chirurgo in uno studio in difficoltà a Londra, Ontario, Canada. Figlio più giovane di agricoltori metodisti di Alliston, Ontario, Banting era quasi entrato nel ministero metodista ma decise all’ultimo momento che la sua vocazione era la medicina. La prima guerra mondiale accorciò il suo corso quinquennale di medicina all’Università di Toronto: la sua classe fece tutto il quinto anno durante l’estate del 1916 e, dopo aver ricevuto i loro frettolosi diplomi, andarono in guerra. Banting servì come ufficiale medico di battaglione nel corpo medico dell’esercito canadese; tornò a Toronto nel 1919 dopo essere stato ferito al braccio da uno shrapnel. Si formò come chirurgo all’Hospital of Sick Children di Toronto, poi decise di aprire un piccolo studio come chirurgo a London, Ontario. Purtroppo, i suoi guadagni dalla sua pratica erano magri, costringendolo a prendere un posto come dimostratore nella scuola medica locale. Fu in questa veste che Banting stava preparando una conferenza sulla funzione del pancreas il 30 ottobre 1920. Si fermò alla biblioteca della scuola di medicina, dove prese l’ultimo numero di Chirurgia, Ginecologia e Ostetricia, e lesse un articolo intitolato “La relazione delle isole di Langerhans con il diabete, con particolare riferimento ai casi di litiasi pancreatica.”

Banting si avvicina a John Macleod

Pensando alle secrezioni pancreatiche dopo aver letto l’articolo, Banting buttò giù un’idea per un esperimento preliminare per indagare ulteriormente la relazione tra secrezioni pancreatiche e diabete. Il 7 novembre, seguendo il consiglio di un collega, Banting portò la sua idea all’attenzione di John James Rickard Macleod (1876-1935), fisiologo scozzese ed esperto di metabolismo dei carboidrati presso la sua alma mater, l’Università di Toronto.

Macleod, figlio di un ministro, ricevette la sua formazione medica all’Università di Aberdeen e quella biochimica all’Università di Lipsia. Nel 1903 Macleod emigrò negli Stati Uniti per prendere un posto come professore di fisiologia alla Western Reserve University (ora Case Western Reserve University) a Cleveland, Ohio. Dopo 15 anni alla Western, Macleod accettò una cattedra all’Università di Toronto, dove condusse ricerche sulla respirazione.

All’inizio della sua carriera Macleod aveva pubblicato una serie di articoli sulla glicosuria, o la presenza di zucchero nelle urine (una comune indicazione di diabete). Come scienziato che aveva familiarità con la letteratura sull’argomento, non era impressionato dalla gamma di conoscenze di Banting sul diabete e il pancreas e scettico sulla solidità dell’idea di Banting. Tuttavia, Macleod decise di dargli spazio in laboratorio, un assistente e alcuni cani da laboratorio per due mesi alla fine dell’anno accademico.

Iniziano gli esperimenti

Banting e il suo assistente, Charles Herbert Best (1899-1978), iniziarono i loro esperimenti nel maggio 1921. Best, figlio americano di genitori canadesi, aveva appena finito la sua laurea in fisiologia e biochimica all’Università di Toronto ed era stato assunto come assistente di ricerca da Macleod, suo ex insegnante. Macleod lo assegnò a Banting, e il chirurgo 29enne e l’assistente 22enne iniziarono il loro lavoro insieme.

Una combinazione di tempismo e fortuna permise ai ricercatori di Toronto di essere i primi ad annunciare la scoperta dell’insulina. Gli scienziati in Germania e Ungheria erano arrivati molto vicini a trovare l’insulina pura, ma la mancanza di fondi e la devastazione della prima guerra mondiale hanno fermato i loro progressi. Seguendo le orme dei ricercatori precedenti, Banting e Best cominciarono a studiare il diabete attraverso una combinazione sperimentale di legatura del dotto, che comportava la legatura del dotto pancreatico all’intestino tenue, e pancreatectomie, ovvero la rimozione chirurgica completa del pancreas. La legatura del dotto serviva ad atrofizzare le cellule degli acini che producevano le secrezioni digestive, lasciando solo le cellule degli isolotti di Langerhans. I cani legati al dotto, si scoprì, non sviluppavano il diabete. La pancreatectomia era il metodo per indurre il diabete: quando tutto il tessuto pancreatico veniva rimosso, i cani sperimentali mostravano immediatamente segni di glicosuria.

L’idea di Banting del 30 ottobre prevedeva la legatura dei dotti pancreatici di un cane e l’estrazione e l’isolamento di qualsiasi secrezione prodotta dopo l’atrofia delle cellule acini. Lui e Best iniziarono questo esperimento, solo per scoprire che era difficile mantenere i cani legati ai dotti e depancreatizzati abbastanza a lungo per effettuare qualsiasi test. Dopo un’estate di molte battute d’arresto e fallimenti, tuttavia, il team ha riferito in autunno che stavano mantenendo in vita un cane gravemente diabetico con iniezioni di un estratto fatto dal pancreas legato al dotto e preparato, seguendo le istruzioni di Macleod, in soluzione salina. Sorprendentemente, questo estratto abbassava drammaticamente i livelli di zucchero nel sangue dei cani diabetici sperimentali.

Vengono presentati i risultati e iniziano le tensioni

Il 30 dicembre 1921, Macleod, Banting e Best presentarono i loro risultati alla conferenza della American Physiological Society, all’Università di Yale. Banting, a causa del nervosismo e dell’inesperienza, fece un pessimo lavoro consegnando il documento, e il pubblico fu molto critico sui risultati presentati. Macleod, come presidente della sessione, si unì alla discussione nel tentativo di salvare Banting dal commento sprezzante. Dopo questo fiasco Banting si convinse che Macleod fosse intervenuto per rubare il merito a lui e a Best, e i rapporti tra i due cominciarono a deteriorarsi.

Purificare l’insulina e i primi test umani

Alla fine del 1921 Macleod invitò James Bertram Collip (1892-1965), un biochimico del dipartimento di fisiologia dell’Università di Toronto, ad aiutare Banting e Best nella purificazione del loro estratto. Collip, un altro laureato dell’Università di Toronto, era in anno sabbatico dall’Università di Alberta e, sostenuto da una borsa di studio, era tornato alla sua alma mater. Con l’accelerazione del ritmo sperimentale, Banting e Best avevano bisogno di grandi quantità del loro estratto, e Collip si mise al lavoro per purificare l’estratto per i test clinici sugli esseri umani.

I primi test clinici su un paziente umano furono condotti su un ragazzo di 14 anni gravemente diabetico. Anche se le iniezioni dell’estratto non hanno avuto effetti benefici clamorosi, il team di Toronto ha continuato a sperimentare. Poco tempo dopo Collip fece un passo avanti nella purificazione dell’estratto, utilizzando l’alcol in una concentrazione leggermente superiore al 90% per precipitare il principio attivo (insulina). Allo stesso tempo, però, la tensione personale stava montando tra i quattro scienziati, come Banting divenne sempre più amaro verso Macleod e snocciolato se stesso e Best contro Collip nella gara per purificare l’estratto. Alla fine di gennaio, Collip venne al laboratorio di Banting e Best e informò i due che, sebbene avesse scoperto un metodo per produrre estratto puro, lo avrebbe condiviso solo con Macleod. Fu solo il rapido contenimento di Best a impedire a Banting di attaccare Collip. Fortunatamente per il futuro dell’insulina, un accordo non facile fatto pochi giorni dopo permise loro di continuare a lavorare insieme. Il 3 maggio 1922, Macleod, in rappresentanza del gruppo, annunciò alla comunità medica internazionale in una riunione dell’Associazione dei medici americani che avevano scoperto “l’insulina”, l’agente antidiabetico.

Premio Nobel

Banting e Macleod ricevettero il premio Nobel del 1923 in fisiologia o medicina per la scoperta dell’insulina. Il fatto che il comitato del Nobel abbia scelto solo Banting e Macleod per il premio ha causato più animosità. Banting, indignato dal fatto che Macleod fosse stato scelto per condividere il premio con lui, annunciò immediatamente che avrebbe diviso la sua vincita con Best. Macleod, forse in reazione al gesto di Banting, annunciò che anche lui avrebbe diviso il suo premio con Collip. Alla fine del 1923 l’insulina era in produzione commerciale da un anno nei laboratori della Eli Lilly and Company di Indianapolis. I pazienti diabetici che ricevevano le iniezioni di insulina si riprendevano dal coma, riprendevano a mangiare carboidrati (con moderazione) e si rendevano conto che era stata data loro una nuova prospettiva di vita.

Le informazioni contenute in questa biografia sono state aggiornate l’ultima volta il 1 dicembre 2017.

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