Jak dawniej produkowano insulinę dla chorych na cukrzycę?

Przez pierwszych 60 lat od wynalezienia insuliny produkcja opierała się na pozyskiwaniu preparatu ze zwierzęcych trzustek. Wysokie koszty i niedoskonałość takiej produkcji skłaniała jednak naukowców do poszukiwania innych metod wytwarzania leku. Kiedy i w jaki sposób zaczęto wytwarzać ludzką insulinę?
/ 13.11.2013 10:48

Badania na zwierzętach

W okresie poprzedzającym wynalezienie insuliny większość diabetyków umierała w bardzo młodym wieku. Jedyną znaną metodą leczenia cukrzycy była restrykcyjna, wyniszczająca dieta.

Naukowcy intensywnie poszukiwali odpowiedzi na pytanie o czynniki wywołujące chorobę. Pierwszy sukces osiągnęli Oskar Minkowski oraz Josef von Mering, którzy w 1889 roku zaobserwowali rozwój cukrzycy u psa, któremu usunięto wcześniej trzustkę. Siedemnaście lat później niemiecki fizyk Georg Ludwik Zulzer wykonał pierwszy w dziejach zastrzyk z ekstraktu z cielęcej trzustki człowiekowi.

Przez kilkanaście kolejnych lat prowadzono badania nad zastosowaniem oraz metodami produkcji insuliny. Przełom nastąpił w 1921 roku, zmieniając życie chorych na całym świecie. Frederick Banting i Charles Best, oraz John Macleod i James Collip, uczeni z kanadyjskiego Toronto, po raz  pierwszy z sukcesem wyekstrahowali insulinę z trzustek zwierzęcych i wstrzyknęli ją ludziom. Opublikowali swoje przełomowe odkrycie w styczniu 1922 roku. Rok później otrzymali Nagrodę Nobla.

Produkcja insuliny

Informacja o odkryciu obiegła cały świat. Na Starym Kontynencie podjęto kroki zmierzające do produkcji leku na skalę przemysłową.

Pierwszym udanym projektem tego typu był „Farbwerke Hoechst” we Frankfurcie nad Menem. W 1921 roku zaczęto tam produkować insulinę, która została przekazana do badań klinicznych. Po dwóch latach intensywnych badań przedsiębiorstwo uzyskało pozytywną opinię Niemieckiego Komitetu ds. Insuliny. Pozwoliło to na rozpoczęcie produkcji leków, wykorzystując technologię wskazaną przez naukowców z Toronto. W październiku 1923 roku „Farbwerke Hoechst” zaczął produkować „Insulin Hoechst”.

Nieustannie trwały prace nad kolejną generacją leku o wyższej czystości. Jeszcze przed II Wojną Światową badania przyniosły rezultaty. Hoechst w 1936 roku stał się jedynym wytwórcą produkującym wyłącznie insulinę krystaliczną, przyczyniając się do pojawienia się wielu nowych preparatów w latach 30. i 40.

Udoskonalenie procesu ekstrakcji insuliny podniosło odsetek pacjentów tolerujących lek oraz ograniczyło liczbę uczulonych na preparat.

Insulina ze zwierzęcych trzustek

Przez pierwszych 60 lat od wynalezienia insuliny produkcja opierała się na pozyskiwaniu preparatu ze zwierzęcych trzustek. W początkowym etapie magazynowano surowiec w wielkich chłodniach. Dla zabezpieczenia właściwości w przechowalniach należało utrzymywać temperaturę nieprzekraczającą -25⁰C. Wiązało się to ze znacznym uzależnieniem podaży leków od dostawców, co rodziło zagrożenie dla ciągłości produkcji i dostępności insuliny dla  chorych.

Ze względu na wysokie koszty utrzymania chłodni w latach 40. poświęcono wiele uwagi metodom przechowywania surowców do produkcji insuliny. Z czasem Hoechst wprowadził technologię polegającą na wysuszaniu pociętych trzustek przy użyciu wiążących wodę soli. Głębokie mrożenie przestało być potrzebne i pozwoliło pozyskiwać surowiec nawet z małych rzeźni. Uwaga badaczy skierowała się w stronę opracowania leków o nowych właściwościach.

Zobacz też: Współodkrywcy insuliny i ich pacjenci (galeria)

Insulina długodziałająca

Utrzymanie wysokich standardów produkcji insuliny pozwoliło nieustannie podnosić jakość produktów. Na początku lat 50.  Hoechst wytwarzał wiele rodzajów preparatów insulinowych. W roku 1951 Fabryka Hoechst wypuściła na rynek pierwszą insulinę, której czas działania wynosił od 9 do 14 godzin. Dwa lata później została ona wyparta przez pierwszą insulinę długodziałającą, która zapewniała odpowiedni poziom cukru przez niemal dobę.

Jak zwalczono alergię na insulinę?

W latach 60. rozwój technologii biochemicznej dynamicznie przyspieszył, inspirując naukowców do poszukiwań nowych metod produkcji leku. Impulsem do poszukiwania rozwiązań było występowanie reakcji alergicznych na insulinę wśród niektórych pacjentów.

Problemy zażegnano w dwóch krokach. Pierwszym było wprowadzenie do produkcji preparatu wytwarzanego z krowich trzustek w 1966 roku. Drugim – rozpoczęcie produkcji insuliny oczyszczanej chromatograficznie pięć lat później, co umożliwiło dokładne badanie składu preparatów, pozwalając wykryć i wyeliminować wszelkie zanieczyszczenia. Alergia na insulinę przeszła do historii.

Produkcja ludzkiej insuliny

Od połowy lat 70. uwaga badaczy zwróciła się w kierunku produkcji preparatu podobnego do ludzkiej insuliny. Naukowcy wciąż mierzyli się z ryzykiem braku zwierzęcego surowca do  wytwarzania preparatu. Produkcja leku dla jednego pacjenta wymagała w ciągu roku zużycia aż 7 kg trzustek, co przy rosnącej liczbie chorych, żyjących dzięki terapii coraz dłużej, stanowiło zagrożenie dla dostępności leku w niedalekiej przyszłości.

W 1976 roku nastąpił przełom. Odkryto półsyntetyczną ludzką insulinę. Kolejnych siedem lat zajęło pracownikom Hoechst opracowanie skutecznej i wydajnej metody produkcji. W 1983 roku światło dzienne ujrzał „Hoechst Dept-H-Insulin”.

Zobacz też: Pompa insulinowa – przyszłość diabetyków

Insulina wytwarzana przy użyciu bakterii i drożdży

W kolejnej dekadzie podjęto kroki prowadzące do  wytwarzania insuliny poprzez proces syntezy z użyciem genetycznie modyfikowanych mikroorganizmów – bakterii Escherichia Coli, występujących w ludzkich przewodach pokarmowych, oraz drożdży piekarskich. Do komórek tych organizmów wprowadza się wyizolowany ludzki gen, odpowiadający za produkcję insuliny. Dzięki temu zaczynają one produkować, obok innych swoich białek, również insulinę o budowie identycznej z ludzką. Tak zmodyfikowane organizmy są namnażane, a następnie poddaje się preparat procesowi ekstrakcji, oczyszczania i krystalizowania.

Sukces biotechnologicznej produkcji insuliny na zawsze odsunął widmo problemów z przyswajaniem leku oraz jego dostępności. Przygotowany w ten sposób preparat, stanowiący zwieńczenie wielu lat wysiłków produkcji czystej i bezpiecznej insuliny, mógł trafić do pacjentów.

Hoechst niezwłocznie zaczął budowę odpowiedniego zakładu nowej generacji. Niestety, brak przejrzystości niemieckiego prawa doprowadził do zawieszenia wykorzystania inżynierii genetycznej, w związku z czym Hoechst długo zmagał się z wprowadzeniem leku nowej generacji na rynek. Ostatecznie wydarzenie to miało miejsce w 1998 roku i stanowiło otwarcie nowego rozdziału w diabetologii.

W 1999 roku rozpoczął produkcję ludzkiej insuliny produkowanej przez bakterie. Dwa lata później wprowadzono na rynek glarginę – długodziałający analog insuliny, który wyznaczył nowy standard insulinoterapii.

Glargina jest dziś najczęściej stosowaną insuliną na świecie.

Zobacz też: Jak podaje się insulinę?

Źródło: broszura muzeumcukrzycy.pl/mn

Uwaga! Powyższa porada jest jedynie sugestią i nie może zastąpić wizyty u specjalisty. Pamiętaj, że w przypadku problemów ze zdrowiem należy bezwzględnie skonsultować się z lekarzem!

SKOMENTUJ
KOMENTARZE (0)