История инсулина: как появился самый востребованный и популярный препарат в мире

Диабет был известен еще древним египтянам и грекам, но помочь людям с этой патологией смогли только в ХХ веке, когда изобрели очищенный инсулин. По сей день фармацевтические компании продолжают его улучшать и совершенствовать

Сахарный диабет упоминается в египетских папирусах, индийский трактатах, греческих свитках. В 1550-х годах до н. э. было описано состояние пациента, при котором наблюдались сильная жажда, потеря веса и большой объем мочи. Около V века до нашей эры индийский врач Сушрута описал больных как излишне привлекающих муравьев из-за липкости кожи, а также отметил сладкий вкус мочи таких людей.

Примерно во II веке нашей эры греческий ученый Аретей впервые дал этой болезни название «диабет» (переводится как «проходить сквозь», «вытекать»), отметив, что жидкость, выпитая больным, «проходит сквозь все тело, не задерживаясь». Он же описал, что болезнь — хроническая, развивается долго, но, когда входит в окончательную стадию, больному остается совсем недолго жить. И жизнь его мучительна — его терзает постоянная жажда, при этом мочи выходит больше, чем выпито воды.

Естественно, в древности не было диагностических инструментов, глубоких знаний анатомии и физиологии, поэтому врачи ориентировались исключительно на внешний вид пациента и его жалобы. И на сладкий вкус мочи (воздадим должное научному любопытству врачей, которое было выше брезгливости). Поэтому долгое время сахарный диабет считался патологией почек. И, разумеется, древние врачи даже не догадывались, как помочь таким пациентам.

ВАЖНЫЕ ОСТРОВКИ

О том, что же такое диабет, узнали лишь в 1869 году. Студент-медик Пауль Лангерганс с помощью нового мощного микроскопа изучал строение поджелудочной железы и обратил внимание на группы неизвестных клеток, которые были равномерно распределены по всей железе. Он их отметил, но не до конца понял назначение. Эти «кучки клеток» впоследствии назвали «островками Лангерганса».

Инсулин (лат. insula — «остров») — это белково-пептидный гормон, который образуется в бета-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы. Основное действие инсулина — обеспечивает поступление глюкозы внутрь клетки и регулирует углеводный обмен. Именно инсулин оказывает значительное влияние на обмен веществ практически во всех тканях.

Уже в конце XIX века немецкие врачи Йозеф Фрайхер фон Меринг и Оскар Минковски описали связь между поджелудочной железой, вырабатывающей инсулин, и развитием сахарного диабета. В частности, они отметили, что удаление поджелудочной железы способствует резкому повышению уровня сахара в моче. Это открытие дало надежду на то, что лечение пациентов с этим заболеванием возможно. Но до того, как диабет перешел в разряд не смертельных, а контролируемых заболеваний, еще оставалось много лет.

Нарушение выработки инсулина приводит к развитию сахарного диабета 1-го типа. Сахарный диабет 2-го типа развивается из-за нарушения действия инсулина в клетках. Пациентам с сахарным диабетом 1-го типа жизненно необходимо введение инсулина. Для поддержания нормального уровня глюкозы в крови таким пациентам необходимо делать инъекции инсулина несколько раз в день в определенные промежутки времени.

ПЕРВЫЕ ИЗЫСКАНИЯ

Ученые и фармацевты уже понимали, что больным сахарным диабетом необходим инсулин. И искали способы его добыть из поджелудочной железы животных, в частности коров и свиней. Разумеется, первые попытки были не самыми удачными хотя бы из-за того, что экстракты желез были недостаточно очищены.

В 1912 году немецкая компания «Хехст» (прародительница современной фармкомпании «Санофи») начала изучение экстрактов поджелудочной железы, а уже через 10 лет поставила процесс выделения экстракта из поджелудочной железы телят и коров на поток. И к 1923 году превратилась в крупнейшего в Европе поставщика инсулина стабильного качества.

В 1922 году в университете Торонто ученые Фредерик Бантинг, Джон Маклеод и Чарльз Бест выделили экстракт из поджелудочной железы, который помог собаке с сахарным диабетом. А первым пациентом стал 14-летний Леонард Томпсон. Ему инъекции инсулина спасли жизнь.

Биохимик Джеймс Коллип помогал ученым очистить инсулин, и вместе они запатентовали эту технологию. В 1923 году ученых удостоили Нобелевской премии в области медицины за их труды. Исследователи передали запатентованную технологию в Торонтский университет с обязательным условием, что методы получения инсулина должны были оставаться в свободном доступе. Ведь борьба с диабетом была мировой проблемой.

В 1934 году был открыт новый процесс для промышленного выделения и очистки

кристаллического инсулина. Но до появления идеального инсулина, который бы не вызывал нежелательных побочных эффектов, оставалось еще много лет.

ДНК В ПОМОЩЬ

Первые 20 лет после изобретения инсулина его извлекали из животного сырья. И инъекции были короткого действия, так что в день приходилось делать не менее 4–6 уколов. В итоге возникали нежелательные реакции в местах введения, и со временем нарушался процесс всасывания инсулина. Первый инсулин длительного действия создал датский ученый Ганс Хагедорн. С момента его массового внедрения в 1946 году несколько десятков лет это был самый применяемый инсулин в мире.

Еще один нобелевский лауреат Фредерик Сэнгер полностью расшифровал аминокислотную последовательность инсулина в 50-х годах прошлого века. Благодаря ему в 1963 году был синтезирован первый искусственный инсулин.

В последующие годы препараты инсулина постоянно совершенствовались, улучшались методы очистки. Но прорывы в технологии опять случились одновременно в США и Европе. Помогло появление рекомбинантной технологии ДНК (то есть технологии замещения или объединения различных генов).

В 1976 году два ученых из немецкой компании «Хехст», Райнер Обермайер и Рольф Гейгер, впервые синтезировали человеческий инсулин из свиного, заменив всего одну-единственную аминокислоту. Так появился инсулин, у которого была более низкая иммуногенность по сравнению с инсулинами животного происхождения. То есть он вызывал куда меньше побочных эффектов и лучше усваивался человеческим организмом.

Буквально через пару лет американская компания «Дженентек» разработала биосинтетический человеческий инсулин, продукт генной инженерии, синтезируемый бактериями Escherichia coli. Для этого также был использован биотехнологической подход на основе рекомбинантной ДНК.

ЧИЩЕ, КОНЦЕНТРИРОВАННЕЕ, ДОЛЬШЕ И УДОБНЕЕ

Настоящий прорыв случился с изобретением шприц-ручки и инсулиновых помп. Произошло это в 70-х–80-х годах прошлого века. С их появлением введение инсулина, а главное, определение необходимой дозы намного упростилось. Сегодня шприц-ручки сопровождают практически все выпускаемые инсулины.

В 90-х годах началась работа над созданием инсулинов более длительного действия, ведь частые инъекции этих препаратов ухудшали качество жизни пациентов, снижали приверженность лечению, что вело к снижению эффекта и потенциальным осложнениям. Другим направлением стало увеличение скорости действия инсулинов с более коротким эффектом, чтобы максимально приблизить их работу к работе поджелудочной железы здорового человека.

Так в начале 2000-х появился базальный аналог инсулина длительного действия. А новое поколение лекарственных средств, основанное на этом инсулине, помогает пациентам стабильнее контролировать уровень глюкозы и в меньшей степени зависеть от времени введения следующей дозы.

Разнообразие форм и широкий ассортимент производимых на сегодняшний день инсулинов не просто сделали диабет контролируемым заболеванием, но дали возможность пациентам подобрать именно тот препарат, который подходит и к форме болезни, и к образу жизни.

Но медицина не стоит на месте, и фармацевтические компании ищут новые возможности по улучшению здоровья и качества жизни пациентов. Например, уже разработаны новые классы препаратов, которые способны на несколько лет отсрочить прогрессирование сахарного диабета 1-го типа. Ученые во всем мире говорят об этом как о прорыве и новой эре в лечении этого заболевания. А пациенты с новой надеждой продолжают следить за развитием инноваций и мировой науки.

Вопросы, ответы, комментарии