Pentru mulți ani, oamenii de știință au crezut că un fel de secreție internă a pancreasului era cheia pentru prevenirea diabetului și controlul metabolismului normal. Nimeni nu a putut să o găsească, până când, în vara anului 1921, o echipă de la Universitatea din Toronto a început să încerce o nouă abordare experimentală sugerată de Dr. Frederick Banting. în primăvara anului 1922, cercetătorii din Toronto – Banting, Charles Best, J.B. Collip și supervizorul lor, J.J.R. Macleod, au fost în măsură să anunțe descoperirea insulinei. În 1923, Banting și Macleod au primit Premiul Nobel pentru una dintre cele mai importante,și mai controversate, descoperiri din istoria modernă a medicinei.
Cercetări timpurii
De mai multe secole, oamenii știau despre diabetul zaharat (denumit în mod obișnuit diabet), dar până la sfârșitul secolului al XIX-lea, acesta a fost doar slab înțeles.
Început, se credea că incapacitatea organismului de a procesa carbohidrații și alte substanțe nutritive, semnificată cel mai evident prin prezența zahărului în urină, era considerată a fi o afecțiune a ficatului sau a stomacului. În 1889, cercetătorii germani Oskar Minkowski și Josef von Mehringau descoperit că acei câini cărora li s-a extirpat pancreasul au devenit imediat diabetici în mod grav și fatal. Ceva din pancreas părea a fi esențial pentru a preveni diabetul. Cercetătorii au început imediat să încerce să găsească substanța misterioasă.
Rezultatele au fost de cele mai multe ori negative; de exemplu, hrănirea cu pancreas a pacienților diabetici nu a avut niciun efect. Totuși, noile cunoștințe despre dependența organismului de mesageri chimici – sau hormoni – au adăugat plauzibilitate ipotezei că un fel de secreție internă a pancreasului menține metabolismul normal. Se știa deja că glanda are o secreție externă, sucuri digestive care curg în duoden. Un alt cercetător german, Paul Langerhans, descoperise un sistem separat de celule în pancreas, numit mai târziu insulele de Langerhans, care a ajuns să fie considerat ca fiind posibila sursă a secreției interne evazive. Dar cum putea fi separată această substanță de restul pancreasului?
Între timp, diabetul în forma sa severă, care lovea adesea copiii, era o boală oribilă. Pacienții expulzau excesul de zahăr prin urină, își pierdeau greutatea și forța, sufereau multe alte complicații, în cele din urmă intrau în comă și apoi mureau. Cercetătorii continuau să spere că, prin hrănirea sau injectarea animalelor sau oamenilor diabetici cu porțiuni de pancreas, ar putea determina o îmbunătățire a stării lor. Cel mai obișnuit test ar fi încercarea de a încerca să scadă zahărul din urină, sau poate zahărul din sângele unui subiect diabetic. până la apariția speratei descoperiri, cam tot ceea ce puteau face persoanele cu diabet pentru a-și ține boala în frâu era să mănânce din ce în ce mai puțin – amânând moartea din cauza diabetului prin înfometare propriu-zisă.
În cei 30 de ani de la descoperirea din 1889 a lui Minkowski și von Mehring, sute de cercetători din întreaga lume au încercat să găsească secreția internă. Câțiva dintre ei, Georg Zuelzer în Germania, E.L. Scott și Israel Kleiner în Statele Unite, N.C. Paulescoin România, au raportat rezultate promițătoare. Cu toate acestea, extractele lor pancreatice au funcționat în mod neregulat și neconvingător, adesea cu efecte secundare dăunătoare. Până în 1920, unii oameni de știință au renunțat, gândindu-se că întreaga idee a unei secreții interne a pancreasului era o goană după cai verzi pe pereți. Alții au continuat să caute; și, până în acest moment, începuseră să poată folosi instrumente mai bune, cum ar fi noile tehnici de măsurare rapidă a zahărului din sânge și urină.
Frederick Banting
În noaptea de 31 octombrie 1920, dr. Frederick Banting, un tânăr medic și chirurg din orașul London,Ontario, și-a notat această idee de cercetare despre pancreas:
Diabetus
Ligarea canalelor pancreatice ale câinelui. Țineți câinii în viață până când acinii degenerează lăsând insulele.
Încercați să izolați secreția internă a acestora pentru a ameliora glicozura.
Banting, fiul unui fermier din Alliston, Ontario, a absolvit medicina la Universitatea din Torontoîn 1916, a servit în Primul Război Mondial, a făcut studii postuniversitare în chirurgie și, în timp ce își deschidea un cabinet medical în Londra, câștiga un venit suplimentar ca profesor cu jumătate de normă la departamentul de fiziologie de la Universitatea locală din Western Ontario (acum cunoscută sub numele de Western University). Și-a dezvoltat ideea ca urmare a lecturii de fond pe care o făcea pentru a pregăti o prelegere pentru studenții la medicină despre pancreas. Banting avea puțină experiență în cercetare sau în tratarea (sau chiar în silabisirea) diabetului.
Raționamentul lui Banting a fost că, probabil, alții nu reușiseră să găsească secreția internă în amestecurile lor pancreatice pentru că aceasta era distrusă de secreția externă bine cunoscută a organului, sucurile digestive produse în sistemul său celular acinar. Poate că, dacă fluxul de sucuri digestive din pancreas ar putea fi oprit prin blocarea sau ligatura chirurgicală a canalelor pancreatice, atunci pancreasul ar înceta să mai producă secreția sa externă. Celulele sale acinare s-ar micșora, dar celulele insulare, probabil sursa secreției sale interne, ar continua să producă substanța. Aceasta ar putea fi apoi izolată și utilizată pentru tratarea diabetului.
John J.R. Macleod
Frederick Banting a fost sfătuit la Universitatea din Western Ontario să își ducă ideea la Universitatea din Toronto, care dispunea de facilități de cercetare extinse sub conducerea unui fiziolog renumit și expert în metabolismul carbohidraților, John James Rickard Macleod. La prima lor întâlnire, Macleod a fost sceptic atât în privința ideii lui Banting, cât și a acreditării sale ca cercetător. Macleod știa că oameni de știință mult mai bine pregătiți lucraseră la aproape aceeași idee. Dar el avea în laboratorul său o capacitate excedentară, inclusiv animale de cercetare și studenți entuziaști care îl ajutau.El a decis că nu ar fi rău dacă l-ar lăsa pe Dr. Banting să încerce să reușească acolo unde alții au eșuat. Macleod i-a oferit lui Banting spațiu de laborator, câini la care să lucreze și serviciile unui student asistent în vara anului 1921.
Unul dintre studenții asistenți ai lui Macleod, Charles Best, a câștigat la tragerea la sorți a unei monede pentru a fi primul care a început să lucreze cu Banting. Banting și Best și-au început experimentele sub conducerea lui Macleod la Universitatea din Toronto la 17 mai 1921.
Cercetări la Universitatea din Toronto
Frederick Banting și Charles Best au descoperit că o cercetare serioasă era dificilă, complicată și plină de capcane. A face o operație pancreatică pentru a lega canalele câinilor nu era deloc ușor, mai ales în timpul căldurii toride din Toronto din vara anului 1921. De asemenea, măsurarea precisă și consecventă a rezultatelor muncii lor era departe de a fi ușoară. Înainte ca J.J.R. Macleodle să plece în vacanță în Scoția sa natală, el le-a oferit tinerilor cercetători îndrumări detaliate cu privire la procedurile pe care trebuiau să le urmeze în munca lor, inclusiv sfaturi cruciale cu privire la modul de pregătire a extractelor de pancreas de la câinii ligaturați de duct pentru a fi injectate în alți câini depancreatizați (deci diabetici).
Banting a continuat cu mare determinare și cu tendința unui entuziast de a-și interpreta rezultatele întotdeauna pozitiv. La 30 iulie, el și Best au injectat un extract de pancreas degenerat de la un câine legat prin conducte într-un alt câine depancreatizat, diabetic, șiau observat o scădere bruscă a glicemiei acestuia. Injecțiile de extract în alți câini (câinii nu aveau nume, ci doar numere) păreau adesea să reducă glicemia. Când Macleod s-a întors la Torontola sfârșitul verii s-a confruntat cu cercetători entuziasmați care credeau că experimentele lor cu ceea ce ei numeau „isletin” au fost extrem de reușite.
Macleod a fost mult mai critic. El le-a cerut celor doi să repete și să elaboreze munca lor, în timp ce era în dezacord dur cu Banting în ceea ce privește facilitățile și resursele. Pe măsură ce experimentele au continuat în toamna anului 1921, Banting și Best au descoperit că puteau să renunțe la procedura greoaie de ligaturare a canalelor. Era posibil să se facă un extract la fel de eficient din pancreasul proaspăt, refrigerat, de vită sau de porc, care se putea obține la abatoarele locale. Ideea măreață a lui Banting, s-a dovedit a fi fost utilă doar pentru a începe cercetările de la Toronto. În realitate, nu era deosebit de originală, eficientă și nici măcar fiziologic sănătoasă.
James Collip
Reala problemă era de a face ca extractele lor pancreatice să funcționeze în mod constant și convingător pentru a trata simptomele diabetului. Răcirea pancreasului (care inhiba acțiunea enzimatică) fusese un important pas înainte. Grupul a făcut, de asemenea, progrese cu tehnicile lor de a încerca să purifice țesutul măcinat care părea să conțină secreția internă.
La cererea lui Frederick Banting, J.J.R. Macleod a adăugat un biochimist calificatîn echipă în decembrie 1921. James Bertram Collip era un profesor educat în Toronto laUniversitatea din Alberta, care se întorsese în oraș pentru a lucra câteva luni cu Macleod la alte cercetări. Collip a început imediat să îmbunătățească extractele rudimentare și inconstant eficace ale lui Banting și CharlesBest. Cu toate acestea, prima prezentare a cercetărilor din Toronto, la sfârșitul lunii decembrie, de către Banting și Best, în fața Societății Americane de Fiziologie, a întâmpinat critici substanțiale din partea unei audiențe de distinși diabetologi. Modelul rezultatelor lor, deși poate promițător, nu părea să fie încă semnificativ mai bun decât raportaseră alții.
În ianuarie 1922, grupul din Toronto a decis că poate începe în siguranță testarea extractelor lor pancreatice pe subiecți umani. Pe 11 ianuarie, extractul pancreatic realizat de Banting și Best a fost injectat în corpul lui Leonard Thompson, un băiat de 14 ani aflat în pragul morții din cauza diabetului, la Spitalul General din Toronto. Toată lumea a fost dezamăgită când măsurătorile au arătat că testul a fost un eșec. Dar 12 zile mai târziu, pe 23 ianuarie, echipa a reluat administrarea extractului pe Thompson, iar acum a avut un succes spectaculos. glicemia și glicemia urinară au revenit la normal, iar celelalte simptome ale diabetului au fost ameliorate. Grupul știa că se aflau în fața a ceva foarte mare în medicină.
Cheia descoperirii pe Thompson a fost că Collip, lucrând cu furie, a reușit să dezvolte un proces de extracție îmbunătățit pentru a elimina contaminanții toxici din extractul lui Banting și Best. Extractul său mai pur a funcționat în mod constant și eficient, sugerând foarte puternic că echipa din Toronto a descoperit într-adevăr secreția internă a pancreasului.
Lucrările au continuat acum într-un ritm febril. Grupul, care a continuat să se extindă, a publicat un raport preliminar al testelor sale clinice pe Thompson și pe alți câțiva pacienți în Canadian Medical Association Journal din 22 martie 1922. La 3mai 1922, Macleod a prezentat o lucrare, „The Effects Produced on Diabetes by Extracts of Pancreas” (Efectele produse asupra diabetului de extractele de pancreas), la reuniunea de la Washington, DC, a Asociației Medicilor Americani, în care echipa a folosit pentru prima dată cuvântul „insulină”. Macleod a sugerat această utilizare a unei rădăcini latine pentru insule. Autorii lucrării au fost F.G. Banting, C.H. Best, J.B. Collip, W.R. Campbell, A.A. Fletcher, J.J.R. Macleod și E.C. Noble. (Campbell și Fletcher au fost clinicienii care au administrat extractul pe pacienți; Noble a fost un alt tânăr fiziolog).
Audiența i-a ovaționat în picioare pe cercetătorii din Toronto. În ochii celei mai mari părți a lumii, acesta a fost anunțul făcut de Toronto cu privire la descoperirea insulinei.
Pe mulți ani după aceea, Universitatea din Toronto a supravegheat producția de insulină pe baza unor brevete care i-au fost acordate de membrii echipei de descoperire. Aceasta a acordat licențe producătorilor, care, până la sfârșitul anului 1923, au fost capabili să pună insulina la dispoziția victimelor diabetului din întreaga lume. Adăugarea chimistului Peter Moloney la echipă în primăvara anului 1922 a marcat un punct de cotitură în operațiunile de producție. Procedeul dezvoltat de Moloney pentru purificarea insulinei a făcut posibilă producerea substanței în cantități mari.
Premiul Nobel
Ecitanța globală la apariția bruscă a unui tratament eficient pentru diabet a mascat o poveste aproape incredibilă de rivalități și amărăciune între cercetătorii implicați.
Frederick Banting avusese ideea care a dat startul la tot. El credea că el și Charles Best,lucrând în principal pe cont propriu, descoperiseră secreția internă cu ajutorul experimentelor lor cu câini din vara și toamna anului 1921. Banting nu l-a plăcut niciodată pe J.J.R. Macleod;și credea că James Collip – cu care avusese cel puțin o confruntare violentă în laborator – nu făcuse decât să contribuie într-o oarecare măsură la purificarea insulinei. Banting avea prieteni bine plasați în Toronto. Știind că un premiu Nobel ar putea foarte bine să fie acordat pentru insulină, aceștia au lucrat din greu pentru ca Banting să fie onorat, în țară și în străinătate, ca descoperitor al insulinei.
Între oamenii de știință experimentați a existat mai mult sprijin pentru opinia că cercetările oarecum bâjbâite ale lui Banting și Best nu ar fi atins scopul fără contribuțiile atât ale lui Macleod cât și ale lui Collip – împreună cu alți lucrători, cum ar fi cei care făcuseră recent progrese cruciale în capacitatea de a măsura și urmări modificările nivelului de zahăr din sânge. În deliberările sale pentru acordarea Premiului Nobel pentru Fiziologie sau Medicină din 1923, Comitetul Nobel al Institutului Caroline din Suedia a concluzionat că Banting nu ar fi găsit calea spre insulină fără îndrumarea lui Macleod. Aceștia au acordat premiul din 1923 – una dintre cele mai rapide onorări ale unei descoperiri din istoria premiilor – lui Banting și Macleod. Banting a anunțat imediat că Best ar fi trebuit să fie onorat și că va împărți banii premiului în mod egal cu tânărul său partener. Macleod a anunțat că își va împărți banii premiului în mod egal cu Collip.
Premiul Nobel pentru insulină a devenit foarte controversat. Admiratorii lui Banting, cărora li s-au alăturat Best și prietenii săi, au insistat asupra faptului că Macleod a fost recunoscut în mod necorespunzător și că premiul ar fi trebuit să revină lui Banting și Best. Ani de propagandă, care au implicat o denaturare extensivă a istoriei, au stabilit în mentalul popular, în special în Canada, opinia că insulina a fost descoperită de Banting și Best. Macleod și Collip au devenit oameni uitați.
Cercetătorii și istoricii medicali au fost mai înclinați către opinia că descoperirea insulinei a implicat un efort de colaborare al unei echipe de oameni de știință – Banting, Best, Collip, Macleod și alții. Acesta este acum punctul de vedere cel mai acceptat la Universitatea dinToronto și în alte cercuri avizate. Din când în când au existat, de asemenea, campanii pentru a susține că unul sau altul dintre cercetătorii anteriori – Zuelzer, Scott, Paulesco și alții – a fost adevăratul descoperitor al insulinei. Aceste afirmații nu au fost acreditate pe scară largă.
Semnificație
La cina de decernare a Premiului Nobel de la Toronto din 1923, un om de știință înțelept a respins controversa onorurilor cu comentariul „în insulină există suficientă glorie pentru toți.” Milioane de bolnavi de diabet din întreaga lume erau mai puțin interesați de bătăliile pentru prestigiu și putere științifică decât de faptul că din Canada apăruse o terapie care îi scăpa de boala lor. Odată cu descoperirea insulinei, problema principală a diabetului a devenit una legată de calitatea vieții, nu de viteza morții. Bazându-se pe contribuțiile predecesorilor lor, grupul din Toronto, format din Frederick Banting,Charles Best, James Collip și J.J.R. Macleod, a realizat o descoperire dramatică și unul dintre cele mai timpurii succese ale cercetării medicale.
.
