Frederick Banting, Charles Best, James Collip och John Macleod

I början av 1920-talet upptäckte Frederick Banting och Charles Best insulin under ledning av John Macleod vid University of Toronto. Med hjälp av James Collip renades insulin, vilket gjorde det tillgängligt för framgångsrik behandling av diabetes. Banting och Macleod fick Nobelpriset för sitt arbete 1923.

Vid sekelskiftet 1900 var en strikt lågkaloridiet utan kolhydrater den enda effektiva behandlingen av diabetes. Men denna metod, med ett matintag som ibland var så lågt som 500 kalorier per dag, hade sina konsekvenser, eftersom långsam svält, precis som diabetes, tömde patienterna på deras styrka och energi och gjorde dem halvt invalida. Dietbehandlingen krävde också en orimlig mängd viljestyrka från patientens sida, och mycket få av dem kunde upprätthålla kalorisnåla dieter på lång sikt. År 1921 inledde forskare vid University of Toronto en serie experiment som i slutändan skulle leda till isolering och kommersiell produktion av insulin – ett hormon från bukspottkörteln som är viktigt för att metabolisera kolhydrater – och framgångsrik behandling av diabetes.

Sättet att sätta scenen för upptäckten av insulin

Sambandet mellan bukspottkörtelsekret och diabetes påvisades för första gången år 1889 av två tyska fysiologer vid universitetet i Strasbourg, Oskar Minkowski och Joseph von Mering. När de undersökte bukspottkörtelsekretets inverkan på fettmetabolismen utförde de en fullständig bukspottkörteloperation på en laboratoriehund, men upptäckte att djuret utvecklade en sjukdom som inte går att skilja från diabetes. Tjugo år tidigare hade en tysk läkarstudent, Paul Langerhans, upptäckt två system av celler i bukspottkörteln: acini, som han visste producerade bukspottkörtelns matsmältningssekret, och ett annat system vars funktion var okänd för honom. För Langerhans såg dessa celler ut som små cellkluster, eller öar, som flöt omkring bland acini. År 1901 gjorde Eugene Opie, en amerikansk patolog vid Johns Hopkins University, en koppling mellan degenerationen av dessa celler, som kallades ”Langerhans öar”, och diabetes. Tack vare dessa och många andra forskares experimentella ansträngningar var det möjligt att upptäcka insulin – den hormonella antidiabetiska sekretionen från Langerhans öar – under 1900-talets första decennier.

Frederick Banting

In 1920 var Frederick Grant Banting (1891-1941) kirurg i en sviktande praktik i London, Ontario, Kanada. Banting, som var yngste son till metodistbönder från Alliston i Ontario, var nära att gå in i metodistpastoratet men bestämde sig i sista stund för att hans kallelse låg inom medicinen. Första världskriget förkortade hans femåriga läkarutbildning vid University of Toronto: hans klass gjorde hela sitt femte år under sommaren 1916 och efter att ha tagit emot sina hastiga examina drog de iväg till kriget. Banting tjänstgjorde som bataljonsläkare i den kanadensiska arméns sjukvårdskår. 1919 återvände han till Toronto efter att ha blivit skadad i armen av granatsplitter. Han utbildade sig till kirurg vid Hospital of Sick Children i Toronto och bestämde sig sedan för att öppna en liten praktik som kirurg i London, Ontario. Tyvärr var hans inkomster från praktiken magra, vilket tvingade honom att ta en tjänst som demonstratör vid den lokala medicinska skolan. Det var i denna egenskap som Banting förberedde en föreläsning om bukspottkörtelns funktion den 30 oktober 1920. Han stannade till vid medicinska skolans bibliotek, där han hämtade det senaste numret av Surgery, Gynecology and Obstetrics och läste en artikel med titeln ”The Relation of the Islets of Langerhans to Diabetes, with Special Reference to Cases of Pancreatic Lithiasis.”

Banting närmar sig John Macleod

I samband med att han funderade på bukspottkörtelsekretet efter att ha läst artikeln, antecknade Banting en idé till ett preliminärt experiment för att ytterligare undersöka sambandet mellan bukspottkörtelsekret och diabetes. Den 7 november, efter råd från en kollega, uppmärksammade Banting John James Rickard Macleod (1876-1935), en skotsk fysiolog och expert på kolhydratmetabolism vid hans alma mater, University of Toronto, på sin idé.

Macleod, som var son till en präst, fick sin medicinska utbildning vid universitetet i Aberdeen och sin biokemiska utbildning vid universitetet i Leipzig. År 1903 emigrerade Macleod till USA för att ta en tjänst som professor i fysiologi vid Western Reserve University (numera Case Western Reserve University) i Cleveland, Ohio. Efter 15 år vid Western accepterade Macleod en professur vid University of Toronto, där han forskade om andning.

Tidigare i sin karriär hade Macleod publicerat en rad artiklar om glykosuri, eller förekomsten av socker i urinen (ett vanligt tecken på diabetes). Som vetenskapsman med kännedom om litteraturen i ämnet var han föga imponerad av Bantings kunskapsområde om diabetes och bukspottkörteln och skeptisk till om Bantings idé var sund. Macleod beslutade dock att ge honom laboratorieutrymme, en assistent och några laboratoriehundar under två månader i slutet av det akademiska året.

Experimenten börjar

Banting och hans assistent, Charles Herbert Best (1899-1978), började sina experiment i maj 1921. Best, amerikansk son till kanadensiska föräldrar, hade just avslutat sin kandidatexamen i fysiologi och biokemi vid universitetet i Toronto och hade anställts som forskningsassistent hos Macleod, hans tidigare lärare. Macleod tilldelade honom Banting, och den 29-årige kirurgen och den 22-årige assistenten började sitt arbete tillsammans.

En kombination av tajming och tur gjorde det möjligt för Toronto-forskarna att vara de första att tillkännage upptäckten av insulin. Forskare i Tyskland och Ungern hade varit mycket nära att hitta rent insulin, men bristande finansiering och första världskrigets förödelse stoppade deras framsteg. Banting och Best följde tidigare forskares spår och började studera diabetes genom en experimentell kombination av kanalbindning, som innebär att bukspottkörteln kopplas bort från tunntarmen, och pankreatektomi, dvs. ett fullständigt kirurgiskt avlägsnande av bukspottkörteln. Genom ligering av kanalerna förtvinade de acini-celler som producerade matsmältningssekretet, så att endast cellerna i de Langerhanska öarna fanns kvar. Man upptäckte att hundar som fick kanalerna ligerade inte utvecklade diabetes. Pankreatektomi var metoden för att framkalla diabetes: när all bukspottkörtelvävnad avlägsnades uppvisade försökshundarna omedelbart tecken på glykosuri.

Bantings idé av den 30 oktober innebar att man ligerade bukspottkörtelgångarna hos en hund och att man utvann och isolerade de sekret som producerades efter att acinicellerna hade förtvinat. Han och Best påbörjade detta experiment, men upptäckte att det var svårt att hålla kanal-ligerade, depankreatiserade hundar vid liv tillräckligt länge för att kunna utföra några tester. Efter en sommar med många motgångar och misslyckanden rapporterade teamet dock på hösten att de höll en svårt diabetisk hund vid liv med injektioner av ett extrakt som tillverkats av kanalligerad bukspottkörtel och som enligt Macleods anvisningar beretts i saltlösning. Otroligt nog sänkte detta extrakt dramatiskt blodsockernivåerna hos diabetiska försökshundar.

Fynd presenteras och spänningarna börjar

Den 30 december 1921 presenterade Macleod, Banting och Best sina resultat vid konferensen för American Physiological Society, vid Yale University. Banting, på grund av nervositet och oerfarenhet, gjorde ett dåligt jobb när han höll sitt föredrag, och publiken var mycket kritisk till de resultat som presenterades. Macleod, som var ordförande för sessionen, deltog i diskussionen i ett försök att rädda Banting från de svidande kommentarerna. Efter detta fiasko blev Banting övertygad om att Macleod hade gått in för att stjäla äran från honom och Best, och relationerna mellan de två började försämras.

Rensning av insulin och de första testerna på människor

I slutet av 1921 bjöd Macleod in James Bertram Collip (1892-1965), en biokemist vid institutionen för fysiologi vid Toronto-universitetet, för att hjälpa Banting och Best med att rena sitt extrakt. Collip, som också hade examen från Torontos universitet, var på sabbatsår från University of Alberta och hade, med stöd av ett stipendium, återvänt till sin alma mater. I takt med att experimenten tog fart behövde Banting och Best stora mängder av sitt extrakt, och Collip började arbeta med att rena extraktet för kliniska tester på människor.

De första kliniska testerna på en mänsklig patient utfördes på en 14-årig pojke med svår diabetes. Även om injektionerna av extraktet inte hade några genomgripande positiva effekter fortsatte teamet i Toronto att experimentera. En kort tid senare gjorde Collip ett genombrott när det gällde att rena extraktet, genom att använda alkohol i något över 90 procent koncentration för att fälla ut den aktiva beståndsdelen (insulin). Samtidigt ökade dock de personliga spänningarna mellan de fyra forskarna, eftersom Banting blev alltmer bitter på Macleod och ställde sig själv och Best mot Collip i tävlingen om att rena extraktet. I slutet av januari kom Collip till Banting och Bests laboratorium och informerade de två om att han visserligen hade upptäckt en metod för att framställa rent extrakt, men att han bara skulle dela den med Macleod. Det var endast Bests snabba återhållsamhet som hindrade Banting från att attackera Collip. Lyckligtvis för insulinets framtid gjorde ett oroligt avtal som slöts några dagar senare det möjligt för dem att fortsätta att arbeta tillsammans. Den 3 maj 1922 meddelade Macleod, som representerade gruppen, den internationella läkarkåren vid ett möte med Association of American Physicians att de hade upptäckt ”insulin” – det antidiabetiska medlet.

Nobelpris

Banting och Macleod fick 1923 års nobelpris i fysiologi eller medicin för upptäckten av insulin. Att Nobelkommittén valde ut endast Banting och Macleod till priset orsakade mer fientlighet. Banting, som var upprörd över att Macleod valts att dela priset med honom, meddelade omedelbart att han skulle dela sin vinst med Best. Macleod, kanske som en reaktion på Bantings gest, meddelade att även han skulle dela sitt pris med Collip. I slutet av 1923 hade insulin varit i kommersiell produktion i ett år vid Eli Lilly and Companys laboratorier i Indianapolis. Diabetespatienter som fått insulinsprutor återhämtade sig från koma, återupptog ätandet av kolhydrater (med måtta) och insåg att de hade fått ett nytt liv.

Informationen i den här biografin uppdaterades senast den 1 december 2017.

SaveSave