Diabetes: a descoberta da insulina

A compreensão do diabetes vem se desenvolvendo há milhares de anos; até os gregos antigos sabiam disso e diagnosticavam diabetes provando urina.

A conscientização de que certos estados de urina e níveis de sede relacionados aos níveis de açúcar no sangue cresceram ao longo dos séculos.

Embora os fisiologistas do século XIX entendessem que o pâncreas tinha envolvimento fundamental no processamento de energia por todo o corpo, eles não entenderam o papel direto do pâncreas na diabetes até que dois fisiologistas removessem o pâncreas de um cão em 1890.

Esses dois cientistas observaram o desenvolvimento de diabetes grave no espaço de três semanas, incluindo sintomas que serão familiares às pessoas com a doença hoje, incluindo:

O primeiro fisiologista a sugerir que as ilhotas pancreáticas, ou as ilhotas de Langerhans, podem estar causando os efeitos do pâncreas no controle do açúcar no sangue foi Sir Edward Albert Sharpey-Schäfer, que fez essas alegações por volta de 1894.

Enquanto ele não isolou a substância que agora entendemos ser insulina, ele usou o termo “insulina” para descrever essa substância ainda não descoberta e apontou para sua existência e sua importância em 1913.

Em 1901, os cientistas descobriram que a ligação ou amarração do ducto pancreático em cães, gatos e coelhos destruía muitas das células que produziam hormônios no pâncreas.

No entanto, as ilhotas de Langerhans, que os cientistas modernos agora sabem produzir insulina, ainda estavam intactas. É importante ressaltar que não havia sinais de açúcar no sangue na urina, que é um sintoma comum do diabetes. Esta foi a primeira indicação clara de que as células das ilhotas desempenharam um papel no desenvolvimento do diabetes.

Em 1921, o Dr. Frederick G. Banting se tornou o primeiro indivíduo a isolar as secreções das células das ilhotas e divulgá-las como um tratamento potencial para o diabetes.

Ele observou que outros cientistas podem ter falhado em encontrar insulina porque as enzimas digestivas destruíram a insulina antes que alguém pudesse extraí-la.

O plano de Banting era amarrar os ductos pancreáticos de cães de laboratório até que as células que produzem as enzimas degenerassem, deixando as células resistentes das ilhotas vivas. Ele então extrairia o resíduo.

Banting não tinha conhecimento o suficiente sobre novos desenvolvimentos no teste de açúcar no sangue para verificar a diabetes com precisão, então ele verificou a urina, que era menos confiável.

No entanto, a idéia não era nova – outros cientistas também tentaram produzir extratos do pâncreas que reduziam o açúcar no sangue – nem era particularmente útil porque Banting só conseguia isolar pequenas quantidades do hormônio.

Além disso, o extrato parecia ter propriedades tóxicas e causava efeitos colaterais graves, incluindo dor e febre, em animais.

Banting não era especialista no campo do metabolismo de carboidratos; portanto, quando solicitou espaço e instalações laboratoriais ao professor John James Rickard Macleod, chefe de fisiologia da Universidade de Toronto, o estimado fisiologista ficou relutante.

No entanto, a persistência de Banting e a possibilidade de resultados mais confiáveis ​​convenceram MacLeod a doar espaço para laboratório. Embora amarrar o pâncreas para quebrá-lo não fosse uma nova ferramenta de investigação, a idéia de isolar ilhotas devido à sua degeneração mais lenta era de grande interesse para Macleod.

Ninguém tentou extrair ilhotas de um pâncreas totalmente degenerado.

Banting contratou um assistente, Charles Herbert Best, para ajudar no isolamento da insulina. Macleod ajudou na estrutura geral da pesquisa e a Best se especializou em testes químicos do sangue para verificar os níveis de glicose.

A pesquisa começou em 17 de maio de 1921.

O objetivo era ligar o pâncreas de um cão até que ele quebrasse e começasse a produzir o extrato de ilhotas. Esse extrato seria entregue a outros cães sem pâncreas para avaliar seus efeitos no diabetes.

O progresso foi inicialmente lento. Banting lutou com cirurgia em animais e 7 dos 10 cães amarrados no duto morreram. Banting e Best tiveram que recorrer à compra de cães potencialmente do mercado negro nas ruas por alguns dólares canadenses.

Em 27 de julho, eles finalmente prepararam um cachorro com um pâncreas removido com sucesso e um cachorro com ductos pancreáticos amarrados. Três dias depois, os pesquisadores congelaram o pâncreas degenerado, trituraram-no em uma pasta e filtraram-no, antes de aquecê-lo até a temperatura ambiente e injetar 5 mililitros (ml) no cão sem pâncreas.

Os cientistas coletaram amostras de sangue do cão a cada 30 minutos e observaram uma queda temporária no açúcar no sangue de 0,2% para 0,12%. O cão morreu na manhã seguinte devido a uma infecção, mas os cientistas notaram os primeiros sinais de ação antidiabética do extrato, que eles chamaram de isletina.

Enquanto muitos de seus experimentos falharam, resultando na morte de cães de laboratório, Banting e sua equipe viram quedas regulares o suficiente no nível de açúcar no sangue como resultado de seu extrato, e estavam confiantes nas propriedades antidiabéticas da isletina, que mais tarde se tornariam insulina .

Banting e Best decidiram então que, em vez de quebrar o pâncreas gradualmente, eles usariam um hormônio chamado secretina para sobrecarregar e esgotar o pâncreas, na esperança de que isso reduzisse os efeitos tóxicos enquanto ainda fornecesse insulina.

O procedimento para obter secretina foi difícil e impraticável, mas demonstrou uma maneira mais segura de extrair insulina do pâncreas.

Eles também enfrentaram o desafio de tentar coletar um extrato da solução pancreática sem destruir o ingrediente ativo – a substância que cria o efeito terapêutico na medicina – nesse caso, a insulina.

O próximo desafio foi encontrar um método de produção de células de ilhotas e, portanto, insulina, em escala maciça, para que tivesse algum uso como medicamento em larga escala para o diabetes.

Percebendo que um suprimento de cães para a ligação do pâncreas iria limitar o progresso da pesquisa, Banting e Best passaram a usar o pâncreas de vacas como material de origem.

Ao adaptar seus processos de extração e concentração da solução, os cientistas conseguiram produzir uma substância que continha uma quantidade maior do ingrediente ativo (insulina). Eles injetaram esse extrato em um dos cães de laboratório que não possuía pâncreas.

O açúcar no sangue do cão caiu de 0,46% para 0,18% – uma grande melhoria. Com boa relação custo-benefício e amplamente disponíveis, eles acreditavam que o pâncreas da vaca era o caminho a seguir.

Nesse ponto, MacLeod desviou todos os outros recursos para apoiar esta pesquisa. No entanto, a tensão entre Banting e MacLeod estava aumentando, pois Banting achava que MacLeod estava recebendo crédito por seu trabalho.

MacLeod, por outro lado, estava ficando frustrado com a atitude de Banting e com a suspeita constante.

James Bertram Collip, um bioquímico canadense estabelecido, entrou no redil para trabalhar na purificação da insulina. Depois que ele alcançou um nível adequado de pureza, eles o testaram primeiro em coelhos, depois em humanos.

No entanto, a insulina não passou nos seus primeiros ensaios clínicos.

O primeiro teste envolveu um garoto de 14 anos com diabetes grave. Enquanto o extrato levou a uma queda no açúcar no sangue de 0,44% para 0,32% e uma pequena redução na quantidade de glicose excretada, um abscesso se desenvolveu no local da injeção e nos níveis de cetona, outro indicador de diabetes, não mudou.

Collip trabalhou ainda mais na purificação do extrato, e o segundo ensaio clínico, realizado em 23 de janeiro de 1922, obteve sucesso imediato e profundo. Os níveis de açúcar no sangue no mesmo garoto de 14 anos reduziram de 0,52% para 0,12% em 24 horas e as cetonas desapareceram da urina. A quantidade de glicose excretada caiu de 71,1 gramas (g) para 8,7 g.

Os líderes do estudo repetiram essas melhorias significativas em mais seis pacientes no mês seguinte.

Enquanto todos esses experimentos estavam ocorrendo, Banting estava principalmente preparando cães para experimentos e encontrando novas maneiras de produzir insulina para produção em massa e teve pouco envolvimento nos ensaios ou nos documentos resultantes.

Banting ficou desesperado para ganhar reconhecimento e, no final de 1922, sua raiva e decepção começaram a causar conflito. Em um ponto, Collip ameaçou deixar o grupo sem passar em seu processo de purificação. Banting teria brigado com ele nos corredores da universidade.

Embora muitos relatórios diferentes ainda circulem sobre quem deve receber o crédito pela descoberta da insulina, foi Banting quem acionou as rodas – apesar de sua experiência limitada no campo – e reuniu uma equipe que desenvolveu o avanço mais significativo no gerenciamento do diabetes.

Em 1923, um fisiologista dinamarquês chamado August Kroch apresentou uma indicação ao Prêmio Nobel conjunto por Banting e MacLeod, com base na ideia de Banting e nas orientações de MacLeod.

Banting foi o primeiro candidato ao Nobel do Canadá, e uma garrafa de insulina agora ocupa um lugar de destaque na nota de 100 dólares canadenses como resultado.

No entanto, o comitê do Nobel só poderia conceder o cobiçado prêmio entre uma e três pessoas. Banting ficou furioso ao saber da co-nomeação de MacLeod, acreditando que Best deveria ter recebido a indicação e quase recusou o prêmio.

No entanto, ele mudou de idéia e, em vez disso, compartilhou seu crédito e prêmio em dinheiro com Best. Quando MacLeod descobriu, ele fez o mesmo com Collip.

Anos depois, muito depois da morte de Banting em um acidente de avião em 1941, a história oficial do Prêmio Nobel reconheceu publicamente a contribuição de Best para o desenvolvimento de insulina.

Uma equipe de pessoas descobriu insulina.

Frederick G. Banting criou uma maneira de extrair o extrato pancreático em 1921; John MacLeod, chefe de fisiologia da Universidade de Toronto, supervisionou esse processo; Charles Best, assistente de Banting, ajudou a refinar o processo, e um bioquímico chamado James Collip ajudou a purificar ainda mais a insulina para torná-la clinicamente útil.