Dlouhá léta se vědci domnívali, že klíčem k prevenci cukrovky a řízení normálního metabolismu je jakási vnitřní sekrece slinivky. Nikdo ho nedokázal najít, až v létě 1921 začal tým na torontské univerzitě zkoušet nový experimentální přístup navržený Dr. Frederickem Bantingem. na jaře 1922 mohli torontští vědci – Banting, Charles Best, J. B. Collip ajejich vedoucí J. J. R. Macleod oznámit objev inzulínu. V roce 1923 obdrželi Banting a Macleod Nobelovu cenu za jeden z nejvýznamnějších a zároveň nejkontroverznějších objevů v novodobé historii medicíny.
Výzkum v počátcích
O cukrovce (běžně označované jako diabetes) se vědělo po mnoho staletí, ale až do konce 19. století jí lidé rozuměli jen matně.
Zpočátku se mělo za to, že neschopnost organismu zpracovávat sacharidy a další živiny, která se projevuje nejzřetelněji přítomností cukru v moči, je způsobena poruchou jater nebo žaludku. V roce 1889 němečtí vědci Oskar Minkowski a Josef von Mehringzjistili, že psi, kterým byla odstraněna slinivka, se okamžitě stali těžkými a smrtelnými diabetiky. Zdálo se, že pro prevenci cukrovky je něco ve slinivce nezbytné. Vědci se okamžitě začali snažit tuto záhadnou látku najít.
Výsledky byly většinou negativní; například podávání slinivky pacientům s cukrovkou nepřinášelo žádný užitek. Přesto nové poznatky o závislosti těla na chemických poslech – neboli hormonech – dodaly věrohodnost hypotéze, že nějaký druh vnitřní sekreceslinivky udržuje normální metabolismus. Již dříve bylo známo, že žláza má vnější sekreci, trávicí šťávy, které proudí do dvanáctníku. Jiný německý badatel, Paul Langerhans, objevil ve slinivce samostatný systém buněk, později pojmenovaný Langerhansovy ostrůvky, který začal být považován za možný zdroj nepolapitelné vnitřní sekrece. Jak by však bylo možné tuto látku oddělit od zbytku slinivky?
Do té doby byla cukrovka ve své těžké formě, která často postihovala děti, hroznou nemocí. Pacienti vylučovali přebytečný cukr močí, ztráceli váhu a sílu, trpěli mnoha dalšími komplikacemi, nakonec upadali do kómatu a poté umírali. Vědci stále doufali, že podáváním nebo injekčním podáváním částí slinivky diabetickým zvířatům nebo lidem by mohli způsobit zlepšení jejich stavu. Nejčastějším testem by byl pokus o snížení cukru v moči nebo třeba cukru v krvi diabetika.
Do doby, než se objevil nadějný objev, bylo asi jediné, co mohli lidé s cukrovkou dělat, aby svou nemoc oddálili, jíst stále méně – oddalovat smrt na cukrovku tím, že doslova hladověli.
V průběhu 30 let po objevu Minkowského a von Mehringa v roce 1889 se stovky badatelů po celém světě snažily najít vnitřní sekreci. Několik z nich, Georg Zuelzer v Německu, E. L. Scott a Israel Kleiner ve Spojených státech, N. C. Paulescoin v Rumunsku, ohlásilo slibné výsledky. Přesto jejich pankreatické extrakty fungovaly nepravidelně a nepřesvědčivě, často se škodlivými vedlejšími účinky. V roce 1920 to někteří vědci vzdali a mysleli si, že celá myšlenka vnitřní sekrece slinivky břišní je bláznivá. Jiní pokračovali v pátrání; a v té době už začali být schopni používat lepší nástroje, například nové techniky rychlého měření cukru v krvi a moči.
Frederick Banting
V noci 31. října 1920 se dr. Frederick Banting, mladý lékař a chirurg ve městě London,Ontario, zapsal tento nápad na výzkum slinivky břišní:
Diabetus
Ligovat pankreatické vývody psa. Udržujte psy naživu, dokud aciny nedegenerují a nezanechají ostrůvky.
Snažte se izolovat jejich vnitřní sekreci, abyste zmírnili glykosureu.
Banting, syn farmáře z Allistonu v Ontariu, vystudoval v roce 1916 medicínu na Torontské univerzitě, sloužil v první světové válce, absolvoval postgraduální studium chirurgie a při zakládání lékařské praxe v Londýně si přivydělával jako externí učitel na katedře fyziologie na místní University of Western Ontario (nyní Western University). Jeho nápad vznikl jako výsledek čtení podkladů pro přípravu přednášky pro studenty medicíny o slinivce břišní. Banting měl jen málo zkušeností s výzkumem nebo s léčbou (či dokonce hláskováním) cukrovky.
Banting uvažoval tak, že možná ostatní nebyli schopni najít vnitřní sekreci ve směsích slinivky, protože ji ničila dobře známá vnější sekrece orgánu, trávicí šťávy produkované v jeho acinárním buněčném systému. Možná, že kdyby se podařilo zastavit tok trávicích šťáv ze slinivky chirurgickým zablokováním nebo podvázáním pankreatických kanálků, pak by slinivka přestala produkovat svůj vnější sekret. Její acinární buňky by se scvrkly, ale její ostrůvkové buňky, možná zdroj vnitřního sekretu, by pokračovaly v produkci látky. Tu by pak bylo možné izolovat a použít k léčbě cukrovky.
John J. R. Macleod
Fredericku Bantingovi na univerzitě v Západním Ontariu poradili, aby se se svým nápadem vrátil na torontskou univerzitu, která měla rozsáhlé výzkumné zázemí pod vedením uznávaného fyziologa a odborníka na metabolismus sacharidů Johna Jamese Rickarda Macleoda. Při prvním setkání byl Macleod skeptický jak k Bantingově myšlence, tak k jeho pověření jako výzkumníka. Macleod věděl, že na stejné myšlence pracovali mnohem lépe kvalifikovaní vědci. Měl však ve své laboratoři nadbytečné kapacity, včetně výzkumných zvířat a nadšených pomocníků z řad studentů.Rozhodl se, že nebude na škodu nechat doktora Bantinga, aby se pokusil uspět tam, kde jiní selhali. Macleod nabídl Bantingovi prostory v laboratoři, psy k práci a služby studentského asistenta během léta 1921.
Jeden z Macleodových studentských pomocníků, Charles Best, vyhrál hod mincí a jako první začal pracovat s Bantingem. Banting a Best začali své experimenty pod Macleodovým vedením na Torontské univerzitě 17. května 1921.
Výzkum na Torontské univerzitě
Frederick Banting a Charles Best zjistili, že seriózní výzkum je obtížný, komplikovaný a plný nástrah. Provádět operace slinivky břišní za účelem podvázání vývodů u psů nebylo zdaleka jednoduché, zejména v parném torontském vedru léta 1921. Přesné a důsledné měření výsledků jejich práce také nebylo zdaleka jednoduché. Než J. J. R. Macleodlevel odjel na dovolenou do rodného Skotska, poskytl mladým výzkumníkům podrobné pokyny k postupům, které měli při své práci dodržovat, včetně zásadních rad, jak připravit extrakty slinivky z duktů podvázaných psů pro injekční aplikaci jiným depankreatizovaným (tedy diabetickým) psům.
Banting pokračoval ve své práci s velkým odhodláním a se sklonem nadšence interpretovat své výsledky vždy pozitivně. Dne 30. července spolu s Bestem vstříkli extrakt degenerované slinivky z psa s podvázanými kanálky jinému depankreatizovanému, diabetickému psovi a pozorovali prudký pokles hladiny cukru v jeho krvi. Zdálo se, že injekce extraktu jiným psům (psi neměli jména, pouze čísla) často snižují hladinu cukru v krvi. Když se Macleod koncem léta vrátil do Toronta, byl konfrontován s nadšenými výzkumníky, kteří věřili, že jejich pokusy s tím, co nazývali „isletin“, byly mimořádně úspěšné.
Macleod byl mnohem kritičtější. Požadoval, aby dvojice svou práci zopakovala a rozpracovala, přičemž s Bantingem ostře nesouhlasil ohledně zařízení a zdrojů. Když experimenty pokračovaly na podzim roku 1921, Banting a Best zjistili, že mohou upustit od těžkopádného postupu podvazování kanálků. Stejně účinný extrakt bylo možné vyrobit z čerstvé, chlazené hovězí nebo vepřové slinivky, kterou bylo možné získat na místních jatkách. Ukázalo se, že Bantingův skvělý nápad byl užitečný pouze pro zahájení torontského výzkumu. Ve skutečnosti nebyla nijak zvlášť originální, účinná, a dokonce ani fyziologicky podložená.
James Collip
Skutečným problémem bylo, aby jejich pankreatické extrakty důsledně a přesvědčivě fungovaly při léčbě příznaků cukrovky. Důležitým krokem vpřed bylo ochlazení slinivky břišní (které inhibovalo enzymové působení). Skupina také pokročila ve svých technikách, kdy se snažila purifikovat rozemletou tkáň, která zřejmě obsahovala vnitřní sekreci.
Na žádost Fredericka Bantinga přidal J.J.R. Macleod v prosinci 1921 do týmu zkušeného biochemika. James Bertram Collip byl v Torontu vystudovaný profesor naAlbertinské univerzitě, který se vrátil do města, aby několik měsíců pracoval s Macleodem na dalším výzkumu. Collip okamžitě začal vylepšovat surové a nejednotně účinné extrakty Bantinga a CharleseBesta. Přesto se první prezentace torontského výzkumu, kterou Banting a Best koncem prosince přednesli Americké fyziologické společnosti, setkala se značnou kritikou publika složeného z významných diabetologů. Vzorec jejich výsledků, i když možná slibný, se zatím nezdál být výrazně lepší, než uváděli jiní.
V lednu 1922 se torontská skupina rozhodla, že může bezpečně začít testovat své pankreatické extrakty na lidech. Dne 11. ledna byl pankreatický extrakt vyrobený Bantingem a Bestem vpraven do těla Leonarda Thompsona, čtrnáctiletého chlapce na pokraji smrti na cukrovku v torontské všeobecné nemocnici. Všichni byli zklamáni, když měření ukázala, že test byl neúspěšný. Ale o 12 dní později, 23. ledna, tým obnovil podávání extraktu Thompsonovi a nyní zaznamenal velkolepý úspěch. cukry v jeho krvi a moči se dostaly do normálu a zmírnily se i další příznaky cukrovky. Skupina věděla, že je na stopě něčeho velkého v medicíně.
Klíčem k průlomu u Thompsona bylo, že Collip, který zuřivě pracoval, dokázal vyvinout vylepšený extrakční proces, který z Bantingova a Bestova extraktu odstranil toxické kontaminanty. Jeho čistší extrakt fungoval trvale a účinně, což velmi silně naznačovalo, že torontský tým skutečně objevil vnitřní sekreci slinivky.
Práce nyní pokračovala horečným tempem. Skupina, která se dále rozrůstala, zveřejnila 22. března 1922 v Canadian Medical Association Journal předběžnou zprávu o svých klinických zkouškách na Thompsonovi a několika dalších pacientech. Dne 3. května 1922 přednesl Macleod na zasedání Asociace amerických lékařů ve Washingtonu příspěvek „The Effects Produced on Diabetes by Extracts of Pancreas“, v němž tým poprvé použil slovo „inzulin“. Macleod navrhl toto použití latinského kořene pro ostrůvky. Autory článku byli F. G. Banting, C. H. Best, J. B. Collip, W. R. Campbell, A. A. Fletcher, J. J. R. Macleod a E. C. Noble. (Campbell a Fletcher byli kliničtí lékaři, kteří podávali extrakt pacientům; Noble byl dalšímmladým fyziologem).
Publikum ocenilo torontské vědce potleskem vestoje. V očích většiny světa to bylo torontské oznámení o objevu inzulínu.
Po mnoho let poté dohlížela torontská univerzita na výrobu inzulínu na základě patentů, které jí předali členové objevitelského týmu. Licencovala výrobce, kteří koncem roku 1923 byli schopni zpřístupnit inzulín obětem cukrovky po celém světě. Přijetí chemika Petera Moloneyho do týmu na jaře 1922 znamenalo zlom v jeho výrobní činnosti. Proces, který Moloney vyvinul pro čištění inzulínu, umožnil vyrábět látku ve velkém množství.
Nobelova cena
Globální nadšení z náhlého objevení účinné léčby cukrovky maskovalo téměř neuvěřitelný příběh rivality a hořkosti mezi zúčastněnými vědci.
Frederick Banting měl nápad, který vše odstartoval. Domníval se, že on a Charles Best,pracující převážně na vlastní pěst, objevili vnitřní sekreci svými pokusy na psech v létě a na podzim roku 1921. Banting nikdy neměl rád J. J. R. Macleoda a myslel si, že James Collip – s nímž měl v laboratoři přinejmenším jednu prudkou konfrontaci – pouze poněkud přispěl k vyčištění inzulinu. Banting měl v Torontu přátele na dobrém místě. Protože věděli, že za inzulin může být udělena Nobelova cena, usilovně pracovali na tom, aby byl Banting doma i v zahraničí oceněn jako objevitel inzulinu.
Mezi zkušenými vědci měl větší podporu názor, že Bantingovy a Bestovy poněkud tápavé výzkumy by nedosáhly cíle bez přispění Macleoda i Collipa – spolu s dalšími pracovníky, například těmi, kteří v poslední době učinili zásadní pokrok ve schopnosti měřit a sledovat změny hladiny cukru v krvi. Při jednání o udělení Nobelovy ceny za fyziologii nebo lékařství v roce 1923 dospěl Nobelův výbor Karolinského institutu ve Švédsku k závěru, že Banting by bez Macleodova vedení cestu k inzulínu nenašel. Cenu za rok 1923 – jedno z nejrychlejších ocenění objevu v historii udělování cen – udělili Bantingovi a Macleodovi. Banting okamžitě oznámil, že Best měl být oceněn a že se o svou cenu rozdělí se svým mladým partnerem rovným dílem. Macleod oznámil, že se o svou cenu rozdělí rovným dílem s Collipem.
Nobelova cena za inzulin se stala velmi kontroverzní. Bantingovi obdivovatelé, k nimž se připojil Best a jeho přátelé, trvali na tom, že Macleod byl oceněn neoprávněně a že cenu měli dostat Banting a Best. Léta propagandy, zahrnující extenzivní překrucování historie, upevnila v obecném povědomí, zejména v Kanadě, názor, že inzulin objevili Banting a Best. Macleod a Collip se stali zapomenutými muži.
Vědci a historici medicíny se více přikláněli k názoru, že na objevu inzulinu se podílel tým vědců – Banting, Best, Collip, Macleod a další. Tento názor je nyní více přijímán na University ofToronto a v dalších informovaných kruzích. Čas od času se také objevují kampaně, které tvrdí, že skutečným objevitelem inzulinu byl ten či onen z dřívějších badatelů – Zuelzer, Scott, Paulesco a další. Tato tvrzení nebyla široce uznávána.
Význam
Na slavnostní večeři u příležitosti udělení Nobelovy ceny v Torontu v roce 1923 jeden moudrý vědec odmítl spor o vyznamenání s poznámkou: „V inzulínu je dost slávy pro všechny.“ Miliony lidí trpících cukrovkou po celém světě nezajímaly ani tak boje o vědeckou prestiž a moc, jako spíše skutečnost, že se v Kanadě objevila terapie, která jim přináší úlevu od jejich nemoci. S objevem inzulínu se primární otázkou cukrovky stala kvalita života, nikoliv rychlost smrti. Torontská skupina Fredericka Bantinga, Charlese Besta, Jamese Collipa a J. J. R. Macleoda navázala na příspěvky svých předchůdců a dosáhla dramatického průlomu a jednoho z prvních úspěchů lékařského výzkumu.
