Od historie k budoucnosti inzulínu: Nahradí zvířecí protein pohodlná inhalace? Vědci hledají cesty

Pro mnoho diabetiků je inzulín doslova životní záležitostí. A není se čemu divit, vždyť tato bezbarvá látka zachránila od svého objevu už miliony životů. Jaká byla však cesta inzulínu od jeho první extrakce a jak by ji chtěli vědci využít v budoucnu?

V hlavní roli inzulín

Inzulín je hormon slinivky břišní, který snižuje koncentraci cukru v krvi (má funkci enzymu, který štěpí cukry, tuky a bílkoviny). Můžeme ho rozdělit podle svého původu na živočišný, humánní (biosyntetický) nebo analogový. Podle Americké diabetické asociace bychom ho však měli dělit na následující typy:

• Rychle působící – do oběhu se dostane za 15 minut a jeho vrchol je mezi 30 až 90 minutami (v krvi zůstává až pět hodin).
• Krátkodobě působící – do oběhu se dostane za 30 minut, vrcholí 2 až 4 hodiny od podání (v krvi zůstává až osm hodin).
• Středně působící – do krve se dostává za 2 až 6 hodin po injekci, vrcholí 4 až 14 hodin (v krvi přetrvává až 20 hodin).
• Dlouhodobě působící – trvá 6 až 14 hodin, než začne fungovat, jeho vrchol je po 20 až 24 hodinách.

Jak k objevu umělého inzulínu došlo?

Je nutno říct, že před objevem inzulínu nežili lidé s diabetem příliš dlouho. Léčba spočívala v přísné dietě, která mohla pacientům zajistit několik let navíc, ale bohužel ani to je kolikrát nezachránilo (někteří diabetici doslova vyhladověli, jiní upadli do diabetického kómatu). Až v roce 1921 se podařilo Fredericku Bantingovi a Charlesu Bestovi extrahovat inzulín ne z rostlin, jak to do té doby bylo zvykem, ale ze slinivky psů a krav. Zpráva o tomto objevu se rozšířila rychlostí blesku a o dva roky později už pánové (spolu s Macleodem a Collipem) získali Nobelovu cenu za medicínu.

Zajímavost: Banting a Best svůj objev učinili ve školní laboratoři, ve které také spali, živili se vajíčky a po chudinských čtvrtích Toronta honili starým Fordem zatoulané psy. Těm pak uměle vyvolali diabetes a extrahovaný inzulín na nich zkoušeli. Dnes by takový výzkum nejspíš neprošel, ale bez tohoto nehumánního zacházení bychom žádný lék na diabetes neměli.

Zvířecí inzulíny

Zatímco první extrakt vědci získali pomocí kuchyňské soli a rozdrobených buněk pankreatu, později praktikují i jednodušší způsob, a to za použití acetonu a okyseleného alkoholu. Inzulín ze slinivky krav a prasat byl vlastně úplně prvním, který diabetici mohli používat, a v jistých obměnách se používá dodnes. Zvířecí inzulín má však dvě velké nevýhody – omezené zdroje živočišného původu a jednu lišící se aminokyselinu z jednapadesáti aminokyselin, na kterou citliví pacienti reagují alergickou reakcí.

V roce 1936 přidali vědci protein protamin, který se nachází v rybím spermatu, a to z toho důvodu, že napomáhal zvířecímu inzulínu s pomalejším uvolňování v krvi. V 70. letech se začaly objevovat první syntetické inzulíny.

Zajímavost: Jako první člověk na světě dostává inzulín 14letý Leonard Thomson, a to dne 11. ledna 1922. Nečistý inzulín vyvolal alergickou reakci, ale druhá očištěná dávka Leonardovi zachraňuje život.

Humánní inzulíny

Po úspěšném přenosu živočišného genu do bakterie vyhlásila firma Eli Lilly, která na trhu působí dodnes, soutěž o novou metodu genetického inženýrství. Tým okolo Davida Goeddela tak na popud velkého aglomerátu vyvíjí syntetický inzulín, který vkládá do bakterií (nejčastěji do nechvalně známé bakterie Escherichia coli), rozmnožuje ho a následně čistí. Certifikaci pro tento typ inzulínu získává v roce 1982.

Zavádějící název humánní svádí k tomu, že je vyroben z lidských tkání, ale jeho název je odvozen od toho, že je tento inzulín geneticky téměř podobný tomu lidskému. Nový inzulín není závislý na zvířatech, vyrábí se v neomezených zásobách a je ekonomičtější. Navíc odpadají jakékoliv obavy z přenosu potenciálních onemocnění zvířat.

Diabetik bez stresu: Nedejte pochmurnému lednu šanci

Stres je reakce našeho těla na nový nebo obtížný podmět. Nemusí se jednat vždy o něco vyloženě špatného, ale i tak nás může ovlivnit nejenom ...

Analogové inzulíny

V polovině 90. let začínají vědci zlepšovat způsob, jakým by měl inzulín v těle fungovat. Změnou aminokyseliny vytvářejí analog, který funguje tak dobře, že oklame lidskou buňku. Také se méně shlukuje, je méně agresivnější a snadněji se rozptyluje do krve, což umožňuje působení v těle do několika málo minut. Je tedy téměř lepší než lidský originál. Základem však stále zůstávají bakterie nebo kvasinky.

Fakt: Společnost Eli Lilly Corporation v roce 2001 uvedla, že 95 % všech uživatelů inzulínu si aplikuje nějakou formu humánního inzulínu. 

Jaká je budoucnost?

V posledních letech se hodně skloňují slova jako geneticky modifikované rostliny. První inzulín se podařilo vyrobit firmě SemBioSys, a to ze světlice barvířské (bohužel tento výzkum z neznámých příčin utichl). Stejně na tom je i geneticky modifikovaný tabák, který byl vyvíjen tak, aby se dal pouze rozžvýkat. Sami genoví inženýři však přiznávají, že tento výzkum je na hony vzdálený od zavedení do praxe.

Vědci se už léta snaží nahradit injekční stříkačky něčím příjemnějším. Výzkum tak probíhá v těchto oblastech:

• pilulky – největším problémem jedlého inzulínu je kyselé prostředí žaludku, které protein zničí dřív, než se dostane do krve (i proto se uvažuje o potažení kapslí plastem),
• inhalace – výzkumníci pracují na možnosti inzulín inhalovat, jeho problémem je však to, že částice inzulínu nejsou dostatečně malé na to, aby pronikly do plic a následně do krevního řečiště (výzkumníci se tak snaží štěpit protein inzulínu),
• náplasti – ty by do těla uvolňovaly inzulín nepřetržitě, a to pomocí ultrazvuku,
• genová terapie – oblast největšího bádání, která spočívá v nahrazení stávajících nefunkčních buněk těmi novými.

Závěrem: Léta výzkumu přinášejí diabetikům neuvěřitelné pohodlí a výhody. Dnes už si můžete zvolit inzulín podle svých preferencí a životního stylu, a to od pomaleji působícího Humalogu, přes rychlejší Novolog, až k super rychlíkovi Lyumjevovi. Inzulín prošel za posledních sto let dlouhou cestou a další vylepšení na sebe určitě nenechají dlouho čekat. Možná neumí vyléčit diabetes, ale rozhodně zachraňuje životy.

Zdroje: diabetes.org, madehow.com, ncbi.nlm.nih.gov, freestylelibre.cz

3972