Viele Jahre lang glaubten Wissenschaftler, dass eine Art internes Sekret der Bauchspeicheldrüse der Schlüssel zur Vorbeugung von Diabetes und zur Kontrolle des normalen Stoffwechsels sei. Niemand konnte es finden, bis im Sommer 1921 ein Team an der Universität von Toronto einen neuen experimentellen Ansatz ausprobierte, der von Dr. Frederick Banting vorgeschlagen worden war. 1922 konnten die Forscher aus Toronto – Banting, Charles Best, J.B. Collip und ihr Doktorvater J.J.R. Macleod – die Entdeckung des Insulins bekannt geben. 1923 erhielten Banting und Macleod den Nobelpreis für einen der wichtigsten und umstrittensten Durchbrüche in der modernen Medizingeschichte.
Frühere Forschung
Die Zuckerkrankheit (Diabetes mellitus) war seit vielen Jahrhunderten bekannt, wurde aber bis zum Ende des 19.
Zunächst dachte man, dass die Unfähigkeit des Körpers, Kohlenhydrate und andere Nährstoffe zu verarbeiten, die sich am deutlichsten durch das Vorhandensein von Zucker im Urin bemerkbar macht, auf eine Störung der Leber oder des Magens zurückzuführen sei. Im Jahr 1889 entdeckten die deutschen Forscher Oskar Minkowski und Josef von Mehring, dass Hunde, denen die Bauchspeicheldrüse entfernt wurde, sofort schwer und tödlich an Diabetes erkrankten. Irgendetwas in der Bauchspeicheldrüse war offenbar unerlässlich, um Diabetes zu verhindern. Die Forscher begannen sofort, nach der geheimnisvollen Substanz zu suchen.
Die Ergebnisse waren meist negativ; so half beispielsweise die Verfütterung von Bauchspeicheldrüse an Diabetiker nichts. Doch neue Erkenntnisse über die Abhängigkeit des Körpers von chemischen Botenstoffen – oder Hormonen – machten die Hypothese plausibel, dass eine Art internes Sekret der Bauchspeicheldrüse den normalen Stoffwechsel aufrechterhält. Es war bereits bekannt, dass die Bauchspeicheldrüse eine externe Sekretion hat, nämlich Verdauungssäfte, die in den Zwölffingerdarm fließen. Ein anderer deutscher Forscher, Paul Langerhans, hatte in der Bauchspeicheldrüse ein separates System von Zellen entdeckt, das später als Langerhanssche Inseln bezeichnet wurde und als mögliche Quelle des schwer fassbaren internen Sekrets angesehen wurde. Aber wie konnte die Substanz vom Rest der Bauchspeicheldrüse getrennt werden?
In der Zwischenzeit war Diabetes in seiner schweren Form, die oft Kinder betraf, eine schreckliche Krankheit. Die Patienten sonderten überschüssigen Zucker über den Urin ab, verloren an Gewicht und Kraft, litten unter vielen anderen Komplikationen, fielen schließlich ins Koma und starben dann. Die Forscher hofften, dass sie durch Fütterung oder Injektion von Teilen der Bauchspeicheldrüse bei diabetischen Tieren oder Menschen eine Verbesserung ihres Zustands herbeiführen könnten. Bis die erhoffte Entdeckung gemacht wurde, bestand das Einzige, was Menschen mit Diabetes tun konnten, um ihre Krankheit aufzuhalten, darin, immer weniger zu essen und so den Tod durch Diabetes hinauszuzögern, indem sie buchstäblich verhungerten.
In den 30 Jahren nach der Entdeckung von Minkowski und von Mehring im Jahr 1889 versuchten Hunderte von Forschern auf der ganzen Welt, das innere Sekret zu finden. Einige von ihnen, Georg Zuelzer in Deutschland, E.L. Scott und Israel Kleiner in den Vereinigten Staaten, N.C. Paulescoin in Rumänien, berichteten von vielversprechenden Ergebnissen. Doch ihre Bauchspeicheldrüsenextrakte funktionierten unregelmäßig und nicht überzeugend, oft mit schädlichen Nebenwirkungen. Um 1920 hatten einige Wissenschaftler aufgegeben, weil sie die Idee einer internen Sekretion der Bauchspeicheldrüse für ein fruchtloses Unterfangen hielten. Andere suchten weiter; und zu dieser Zeit begannen sie, bessere Hilfsmittel einzusetzen, wie zum Beispiel neue Techniken zur schnellen Messung des Zuckers im Blut und Urin.
Frederick Banting
In der Nacht des 31. Oktober 1920 wurde Dr. Frederick Banting, ein junger Arzt und Chirurg in der Stadt London, Ontario, notierte diese Idee zur Erforschung der Bauchspeicheldrüse:
Diabetus
Pankreasgänge des Hundes abbinden. Hunde am Leben erhalten, bis die Azini degenerieren und die Inselchen übrigbleiben.
Versuchen Sie, das innere Sekret der Inselchen zu isolieren, um die Glykose zu lindern.
Banting, ein Bauernsohn aus Alliston, Ontario, hatte 1916 sein Medizinstudium an der Universität von Toronto abgeschlossen, im Ersten Weltkrieg gedient, ein Aufbaustudium in Chirurgie absolviert und sich, während er eine Arztpraxis in London eröffnete, ein Zubrot als Teilzeitlehrer in der physiologischen Abteilung der örtlichen Universität von Western Ontario (heute Western University) verdient. Er entwickelte seine Idee bei der Vorbereitung eines Vortrags vor Medizinstudenten über die Bauchspeicheldrüse. Banting hatte wenig Erfahrung in der Forschung oder in der Behandlung (oder auch nur im Buchstabieren) von Diabetes.
Bantings Überlegung war, dass andere möglicherweise nicht in der Lage gewesen waren, das innere Sekret in ihren Pankreasmischungen zu finden, weil es durch das bekannte äußere Sekret des Organs, die Verdauungssäfte, die in seinem azinären Zellsystem produziert werden, zerstört wurde. Wenn der Abfluss der Verdauungssäfte aus der Bauchspeicheldrüse durch chirurgische Blockade oder Ligatur der Bauchspeicheldrüsengänge gestoppt werden könnte, würde die Bauchspeicheldrüse vielleicht aufhören, ihr äußeres Sekret zu produzieren. Die Azinuszellen der Bauchspeicheldrüse würden schrumpfen, aber die Inselzellen, vielleicht die Quelle des inneren Sekrets, würden die Substanz weiter produzieren. Diese Substanz könnte dann isoliert und zur Behandlung von Diabetes eingesetzt werden.
John J.R. Macleod
Frederick Banting wurde an der University of Western Ontario geraten, seine Idee an die University of Toronto weiterzuleiten, die über umfangreiche Forschungseinrichtungen verfügte, die unter der Leitung des renommierten Physiologen und Experten für Kohlenhydratstoffwechsel John James Rickard Macleod standen. Bei ihrem ersten Treffen war Macleod skeptisch, sowohl was Bantings Idee als auch seine Qualifikation als Forscher betraf. Macleod wusste, dass viel besser ausgebildete Wissenschaftler an der gleichen Idee gearbeitet hatten. Aber er hatte in seinem Labor Überkapazitäten, einschließlich Versuchstieren und enthusiastischen studentischen Helfern, und er beschloss, dass es nicht schaden konnte, Dr. Banting versuchen zu lassen, erfolgreich zu sein, wo andere gescheitert waren. Macleod bot Banting für den Sommer 1921 Laborräume, Hunde und die Dienste eines studentischen Mitarbeiters an.
Einer von Macleods studentischen Helfern, Charles Best, gewann einen Münzwurf, um als erster mit Banting zu arbeiten. Banting und Best begannen ihre Experimente unter Macleods Leitung am 17. Mai 1921 an der Universität von Toronto.
University of Toronto Research
Frederick Banting und Charles Best stellten fest, dass ernsthafte Forschung schwierig, kompliziert und mit vielen Fallstricken behaftet war. Eine Operation an der Bauchspeicheldrüse, um die Gänge von Hunden zu ligieren, war alles andere als einfach, vor allem in der brütenden Hitze des Sommers 1921 in Toronto. Auch die genaue und konsequente Messung der Arbeitsergebnisse war alles andere als einfach. Bevor J.J.R. Macleodle in seiner schottischen Heimat Urlaub machte, gab er den jungen Forschern ausführliche Anweisungen für ihre Arbeit, darunter auch wichtige Ratschläge für die Zubereitung von Bauchspeicheldrüsenextrakten aus Hunden mit ligierten Gängen zur Injektion in andere depankreatische (also diabetische) Hunde.
Banting machte mit großer Entschlossenheit weiter und neigte dazu, seine Ergebnisse stets positiv zu interpretieren. Am 30. Juli injizierten er und Best einen Extrakt aus der degenerierten Bauchspeicheldrüse eines Hundes mit verschlossenen Gängen in einen anderen depankreatischen, diabetischen Hund und beobachteten einen starken Abfall des Blutzuckers. Die Injektion des Extrakts in andere Hunde (die Hunde trugen keine Namen, sondern nur Nummern) schien den Blutzucker häufig zu senken. Als Macleod am Ende des Sommers nach Toronto zurückkehrte, wurde er von aufgeregten Forschern konfrontiert, die glaubten, dass ihre Experimente mit dem, was sie „Isletin“ nannten, äußerst erfolgreich waren.
Macleod war viel kritischer. Er forderte das Duo auf, ihre Arbeit zu wiederholen und zu vertiefen, und widersprach Banting in Bezug auf Einrichtungen und Ressourcen heftig. Als die Experimente im Herbst 1921 fortgesetzt wurden, stellten Banting und Best fest, dass sie auf das umständliche Verfahren der Ductusligatur verzichten konnten. Es war möglich, einen ebenso wirksamen Extrakt aus frischer, gekühlter Rinder- oder Schweinebauchspeicheldrüse herzustellen, die in örtlichen Schlachthöfen erhältlich war. Es stellte sich heraus, dass Bantings großartige Idee nur dazu diente, die Forschung in Toronto anzustoßen. In Wahrheit war sie nicht besonders originell, wirksam oder gar physiologisch fundiert.
James Collip
Das eigentliche Problem bestand darin, ihre Pankreasextrakte konsequent und überzeugend zur Behandlung der Symptome von Diabetes einzusetzen. Die Kühlung der Bauchspeicheldrüse (die die Enzymaktivität hemmt) war ein wichtiger Schritt nach vorn. Die Gruppe machte auch Fortschritte bei der Reinigung des zerkleinerten Gewebes, das das innere Sekret zu enthalten schien.
Auf Wunsch von Frederick Banting nahm J.J.R. Macleod im Dezember 1921 einen erfahrenen Biochemiker in das Team auf. James Bertram Collip war ein in Toronto ausgebildeter Professor an der Universität von Alberta, der in die Stadt zurückgekehrt war, um einige Monate mit Macleod an anderen Forschungsarbeiten zu arbeiten. Collip begann sofort damit, die groben und uneinheitlich wirksamen Extrakte von Banting und CharlesBest zu verbessern. Dennoch stieß die erste Präsentation der Torontoer Forschungsergebnisse Ende Dezember durch Banting und Best vor der American Physiological Society auf erhebliche Kritik seitens der Zuhörerschaft aus angesehenen Diabetologen. Das Muster ihrer Ergebnisse war zwar vielversprechend, schien aber noch nicht wesentlich besser zu sein als das, was andere berichtet hatten.
Im Januar 1922 beschloss die Gruppe aus Toronto, dass sie gefahrlos mit der Erprobung ihrer Pankreasextrakte an Menschen beginnen konnte. Am 11. Januar wurde der von Banting und Best hergestellte Bauchspeicheldrüsenextrakt im Toronto General Hospital Leonard Thompson injiziert, einem 14-jährigen Jungen, der wegen Diabetes kurz vor dem Tod stand. Alle waren enttäuscht, als die Messungen ergaben, dass der Test fehlgeschlagen war. Doch 12 Tage später, am 23. Januar, nahm das Team die Verabreichung des Extrakts an Thompson wieder auf und hatte nun einen spektakulären Erfolg: Sein Blut- und Urinzuckerwert normalisierte sich und seine anderen diabetischen Symptome wurden gelindert. Die Gruppe wusste, dass sie auf dem Weg zu etwas sehr Großem in der Medizin war.
Der Schlüssel zum Durchbruch bei Thompson war, dass Collip, der fieberhaft arbeitete, in der Lage war, ein verbessertes Extraktionsverfahren zu entwickeln, um giftige Verunreinigungen aus dem Extrakt von Banting und Best zu entfernen. Sein reinerer Extrakt funktionierte beständig und effektiv, was sehr stark darauf hindeutete, dass das Team in Toronto tatsächlich das interne Sekret der Bauchspeicheldrüse entdeckt hatte.
Die Arbeit ging nun fieberhaft voran. Die Gruppe, die sich weiter vergrößerte, veröffentlichte am 22. März 1922 im Canadian Medical Association Journal einen vorläufigen Bericht über ihre klinischen Versuche an Thompson und einigen anderen Patienten. Am 3. Mai 1922 hielt Macleod auf der Tagung der Association of American Physicians in Washington, DC, einen Vortrag mit dem Titel „The Effects Produced on Diabetes by Extracts of Pancreas“, in dem das Team erstmals das Wort „Insulin“ verwendete. Macleod hatte diese Verwendung einer lateinischen Wurzel für Inselchen vorgeschlagen. Die Autoren des Artikels waren F.G. Banting, C.H. Best, J.B. Collip, W.R. Campbell, A.A. Fletcher, J.J.R. Macleod und E.C. Noble. (Campbell und Fletcher waren die Kliniker, die den Extrakt an Patienten verabreichten; Noble war ein weiterer junger Physiologe).
Das Publikum spendete den Forschern aus Toronto stehende Ovationen. In den Augen der meisten Weltöffentlichkeit war dies die Verkündung der Entdeckung des Insulins durch Toronto.
Viele Jahre lang überwachte die Universität Toronto danach die Insulinproduktion auf der Grundlage von Patenten, die ihr von Mitgliedern des Entdeckerteams erteilt worden waren. Sie vergab Lizenzen an Hersteller, die Ende 1923 in der Lage waren, Insulin für Diabetiker in aller Welt bereitzustellen. Die Aufnahme des Chemikers Peter Moloney in das Team im Frühjahr 1922 markierte einen Wendepunkt in der Produktionstätigkeit. Das von Moloney entwickelte Verfahren zur Reinigung von Insulin machte es möglich, die Substanz in großen Mengen zu produzieren.
Nobelpreis
Die weltweite Begeisterung über das plötzliche Auftauchen einer wirksamen Behandlung für Diabetes verdeckte eine fast unglaubliche Geschichte von Rivalitäten und Verbitterung unter den beteiligten Forschern.
Frederick Banting hatte die Idee, mit der alles begann. Er glaubte, dass er und Charles Best, die hauptsächlich allein arbeiteten, das innere Sekret bei ihren Hundeversuchen im Sommer und Herbst 1921 entdeckt hatten. Banting hatte J.J.R. Macleod nie gemocht; und er war der Meinung, dass James Collip – mit dem er mindestens eine heftige Konfrontation im Labor hatte – nur etwas zur Reinigung des Insulins beigetragen hatte. Banting hatte gut vernetzte Freunde in Toronto. Da sie wussten, dass ein Nobelpreis für Insulin vergeben werden könnte, setzten sie sich sehr dafür ein, dass Banting im In- und Ausland als Entdecker des Insulins geehrt wurde.
Unter erfahrenen Wissenschaftlern gab es mehr Unterstützung für die Ansicht, dass Bantings und Bests etwas stümperhafte Forschungen ohne die Beiträge sowohl von Macleod als auch von Collip nicht zum Ziel geführt hätten – zusammen mit anderen Arbeitern, die in letzter Zeit entscheidende Fortschritte bei der Messung und Verfolgung von Veränderungen des Blutzuckerspiegels gemacht hatten. Bei den Beratungen über die Verleihung des Nobelpreises für Physiologie oder Medizin 1923 kam das Nobelkomitee des Karolinen-Instituts in Schweden zu dem Schluss, dass Banting den Weg zum Insulin nicht ohne die Anleitung von Macleod gefunden hätte. Sie verliehen den Preis 1923 – eine der schnellsten Ehrungen einer Entdeckung in der Geschichte der Preisverleihung – an Banting und Macleod. Banting verkündete sofort, dass Best hätte geehrt werden sollen und dass er das Preisgeld zu gleichen Teilen mit seinem jungen Partner teilen würde. Macleod kündigte an, dass er sein Preisgeld zu gleichen Teilen mit Collip teilen würde.
Der Nobelpreis für Insulin wurde höchst umstritten. Bantings Bewunderer, zu denen sich auch Best und seine Freunde gesellten, bestanden darauf, dass Macleod zu Unrecht ausgezeichnet wurde und dass der Preis an Banting und Best hätte gehen sollen. Jahrelange Propaganda, die eine umfassende Geschichtsverfälschung beinhaltete, verfestigte in der Öffentlichkeit, insbesondere in Kanada, die Ansicht, dass das Insulin von Banting und Best entdeckt worden sei. Macleod und Collip gerieten in Vergessenheit.
Wissenschaftler und Medizinhistoriker neigten eher zu der Ansicht, dass die Entdeckung des Insulins eine gemeinsame Anstrengung eines Teams von Wissenschaftlern war – Banting, Best, Collip, Macleod und andere. Diese Ansicht wird heute an der Universität von Toronto und in anderen Fachkreisen eher akzeptiert. Von Zeit zu Zeit gab es auch Kampagnen, die behaupteten, dass einer der früheren Forscher – Zuelzer, Scott, Paulesco und andere – der eigentliche Entdecker des Insulins war. Diese Behauptungen wurden nicht weithin anerkannt.
Bedeutung
Beim Nobelpreisdinner in Toronto im Jahr 1923 wies ein weiser Wissenschaftler die Kontroverse um die Ehrung mit der Bemerkung zurück: „Im Insulin gibt es genug Ruhm für alle.“ Millionen von Diabetikern auf der ganzen Welt interessierten sich weniger für die Kämpfe um wissenschaftliches Prestige und Macht als für die Tatsache, dass in Kanada eine Therapie entwickelt worden war, die sie von ihrer Krankheit befreite. Mit der Entdeckung des Insulins wurde die Frage nach der Lebensqualität und nicht nach der Geschwindigkeit des Todes zur wichtigsten Frage bei Diabetes. Aufbauend auf den Beiträgen ihrer Vorgänger hatte die Torontoer Gruppe um Frederick Banting, Charles Best, James Collip und J.J.R. Macleod einen dramatischen Durchbruch und einen der frühesten Erfolge der medizinischen Forschung erzielt.
