Breve cronistoria della scoperta dell’insulina

Breve cronistoria della scoperta dell’insulina

Paul Langerhans (Berlino, 25 luglio 1847 – Funchal, 20 luglio 1888) in una foto del 1878.

Nel 1869, Paul Langerhans, uno studente di Medicina di Berlino, mentre studia la struttura del pancreas al microscopio, utilizzando il coniglio come cavia, individua degli ammassi cellulari non rilevati prima di allora. Questi ammassi cellulari verranno rinominati dopo il 1893 ‘Isole di Langerhans’. Egli aveva cominciato a studiare il pancreas già dall’estate del 1867 sotto la direzione di Rudolf Virchow nell’Istituto di Patologia.

In seguito, nel 1889, il medico lituano di origine ebraica, Oskar Minkowski, lavorando all’Università di Strasburgo, dopo aver rimosso il pancreas da un cane sano, insieme al collega tedesco Joseph von Mering (1849-1908), per studiarne il ruolo nella digestione, si accorge che alcune mosche si nutrono dell’urina del cane. Al test delle urine Minkowski e von Mering scoprono la presenza di zucchero nelle urine e definiscono per la prima volta una relazione tra pancreas e diabete.


La scoperta del diabete

Oskar Minkowski (13 gennaio 1858 – 18 luglio 1931)

La scoperta di Minkowski e von Mering avvenne in maniera fortuita (dopo una pancreatectomia). Minkowski ed il collega dell’Università di Strasburgo, Joseph von Mering, stavano discutendo se gli acidi grassi liberi fossero essenziali per l’assorbimento dei grassi, un problema che all’epoca occupava von Mering. Il pancreas probabilmente svolgeva un ruolo importante nel processo e von Mering aveva cercato di risolverlo legando i dotti pancreatici, ma senza successo. Minkowski propose la pancreatectomia totale nei cani per dimostrare la teoria di von Mering, una procedura che von Mering considerava impossibile da eseguire. Tuttavia, Minkowski con esperienza di rimozione del fegato negli uccelli – e forse con sconsideratezza giovanile – chiese a von Mering di procurare un cane allo scopo, von Mering lo fece lo stesso giorno ed aiutò Minkowski nella rimozione totale del pancreas. L’operazione, senza preparazioni speciali, ebbe successo, e i due pensarono che presto avrebbero usato il cane per gli studi sui grassi dal momento che von Mering avrebbe dovette lasciare il laboratorio per qualche giorno. È ovvio che nessuno dei due aveva in mente la possibilità che il diabete comparisse dopo la pancreatectomia. Mentre von Meting era assente, accaddero cose che avrebbero fatto la storia della Medicina. Come riporta Minkowski in un secondo articolo su “Zbl Klin. Med.” del 1889:

“Dopo l’estirpazione del pancreas nei cani, compare il diabete. Inizia alcuni giorni dopo l’operazione e dura per settimane fino alla morte dell’animale. Compaiono glicosuria e, inoltre, poliuria, marcata sete, fame grave, grave perdita di peso ed astenia, nonostante un ampio apporto di nutrienti. Un cane pancreatectomizzato dopo il digiuno per 48 ore ha escreto il 5-6% di zucchero nelle urine. Un cane di 16 kg, con una dieta a base di carne pura, espelleva quotidianamente un litro di urina contenente il 6-8% di zucchero. Dopo un pasto con glucosio, lo zucchero urinario ha raggiunto transitoriamente un valore del 13% e la maggior parte del glucosio somministrato è stato escreto invariato. L’urina degli animali operati conteneva anche una quantità apprezzabili di acetone. Lo zucchero nel sangue era considerevolmente elevato; in un cane ammontava allo 0,30%, in un secondo 0,46%. Il contenuto di glicogeno degli organi è praticamente scomparso. Il plesso solare non è stato danneggiato durante l’intervento chirurgico e, pertanto, lo stato diabetico deve essere considerato una conseguenza diretta della rimozione del pancreas. La trasfusione di sangue da un cane diabetico nella vena di un cane sano non ha indotto glicosuria in quest’ultimo. Il riassorbimento dei grassi è stato notevolmente ostacolato, e così è stato
l’utilizzo di proteine ​​somministrate.”


von Mering e Minkowski

Questo report straordinariamente pertinente e preciso di un brillante esperimento fu pubblicato nel 1889 da von Mering e Minkowski in un documento che occupava i tre quarti di una pagina dello “Zbl Klin. Med.”, e fu seguito da report più estesi nell’Archivio Naunyn-Schmiedebergs (1890) e in”Arch. Exp. Pathol. Pharmakol.“(1893).

A Minkowski dovrebbe essere attribuita la priorità della scoperta. Von Mering, che assistette alla prima operazione di pancreatectomia sul cane, per il resto non partecipò agli studi sullo stato diabetico, e di lui non risulta alcuna alcuna affermazione di partecipazione alla scoperta.

Minkowski ammise di non aver esaminato la letteratura pertinente prima della prima pancreatectomia, ma in seguito lo fece in dettaglio. Due relazioni meritano un’attenzione speciale. Nel 1683, Conrad Brunner nel suo libro “Experimenta circa pancreas” riportava esperimenti in cui cercava di rimuovere il pancreas nei cani. Un cane aveva dimostrato sintomi, vale a dire la poliuria che, a posteriori, potrebbe essere attribuita a uno stato diabetico. N. De Dominicis in “Munch. med. Wschr.” nel 1891 riferì di pancreatectomie nei cani, in cui a volte notava glicosuria. Tuttavia, egli espresse dubbi sul fatto che il pancreas di per sé era di primaria importanza nel diabete.


il novecento

Nicolae Constantin Paulescu (Bucarest, 30 ottobre 1869 – Bucarest, 17 luglio 1931)

Nel 1912, il fisiologo Ernest Lyman Scott (1877-1966) , della University of Chicago, usò degli estratti pancreatici acquosi e notò una “lieve riduzione della glicosuria”, ma non riuscì a convincere il suo direttore, Anton Julius Carlson, dell’importanza di questa scoperta e della necessità di proseguire nelle ricerche.

Nel 1921, Nicolae Constantin Paulescu, professore di Fisiologia nella facoltà di Medicina dell’Università di Bucarest, pubblicò il suo lavoro in cui dimostrava di aver isolato per la prima volta l’insulina, da lui chiamata “pancreina”. Comunque la sua tecnica non darà risultati clinici.

Nel 1916, egli era riuscito a sviluppare un estratto acquoso del pancreas che, quando iniettato in un cane diabetico, aveva di avere un effetto normalizzante sui livelli di zucchero nel sangue.


Il metodo di Paulescu e kleiner

Nicolae C. Paulescu pubblicò nel 1921 prove più complete riguardanti le azioni dell’ormone antidiabetico pancreatico (pancreina). Adattato da C. Ionescu-Tirgoviste. https://www.elsevier.es/es-revista-avances-diabetologia-326-articulo-from-pancreatic-extracts-artificial-pancreas-S1134323011700059#imagen-4

Poco dopo aver completato gli esperimenti, fu chiamato a prestare servizio nell’esercito rumeno. Dopo la prima guerra mondiale, riprese le sue ricerche.

Dal 24 aprile al 23 giugno 1921, Paulescu pubblicò quattro articoli presso la sezione rumena della “Società di Biologia” di Parigi:
1) “L’effetto dell’estratto pancreatico iniettato in un animale diabetico tramite il sangue“. 2) “L’influenza del tempo trascorso dall’iniezione pancreatica endovenosa in un animale diabetico“. 3) “L’effetto dell’estratto pancreatico iniettato in un animale normale attraverso il sangue“.
Un ampio articolo su questo argomento – “Ricerca sul ruolo del pancreas nell’assimilazione degli alimenti” – fu presentato da Paulescu il 22 giugno agli “Archives Internationales de Physiologie” di Liegi, in Belgio, e fu pubblicato nel numero di agosto 1921 di questa rivista.


Il metodo di Paulescu e kleiner (2)

Israel S. Kleiner

Il metodo usato da Paulescu per preparare il suo estratto pancreatico era simile a una procedura descritta dal ricercatore americano di origini ebraiche del ‘New York Medical College‘, Israel S. Kleiner (1885-1966),  in un articolo pubblicato nel 1919 sul “Journal of Biological Chemistry“.

Usando la sua procedura, Kleiner era stato in grado di dimostrare significative riduzioni della concentrazione di sangue e glucosio urinario dopo iniezioni endovenose del suo estratto.

Paulescu si assicurò quindi i diritti di brevetto per il suo metodo di fabbricazione della pancreina il 10 aprile 1922 (brevetto n. 6254) del Ministero dell’industria e del commercio rumeno. Gli articoli di Paulescu del 1921 menzionavano che l’estratto causava effetti collaterali tossici sui cani, il che lo rendeva inutilizzabile nell’uomo (“qui la rendent inapplicable dans la pratique médicale“). Pertanto, quando egli testò il suo estratto pancreatico sull’uomo il 25 febbraio 1922, somministrò l’estratto per via rettale. I pazienti sembravano mostrare una certa riduzione della glicosuria. Questo apparente successo lo incoraggiò ad iniettare il suo estratto per via endovenosa in un paziente diabetico il 24 marzo 1922, dopo di che lo zucchero nel sangue apparentemente del paziente scese a zero (“.000”, “veramente AGLYCÉMIE”). Un livello di zucchero nel sangue pari a zero avrebbe dovuto portare il paziente al coma diabetico, ma egli non fece menzione di questo effetto in nessuno dei suoi articoli. Al contrario, il team di Toronto sapeva da diversi mesi che i cani potevano essere sottoposti a coma diabetico a causa di una dose eccessiva di insulina, quindi avevano preparato succo d’arancia e caramelle per gli studi clinici.


BANTING E BEST

Frederick Banting e Charles Best

Nel 1921 Frederick Banting e Charles Best, nel laboratorio di John James Rickard Macleod (1876 – 1935) dell’Università di Toronto, riescono ad isolare un estratto dalle isole del Langerhans e produrre quella che chiamano “isletina”. Banting e Best riescono a tenere in vita per qualche mese un cane pancreatomizzato.
Nel gennaio 1922 viene praticata la prima iniezione di insulina su un paziente diabetico, ma l’estratto era così impuro che, in seguito ad una severa reazione allergica, il trattamento venne interrotto. Il biochimico James Collip, lavorando intensamente sulla purificazione dell’estratto riuscì dopo qualche settimana a produrre un prodotto efficace e senza questo grave effetto collaterale.


commercializzazione dell’insulina e controversie per il Nobel

John James Rickard Macleod (Clunie, 6 settembre 1876 – Aberdeen, 16 marzo 1935) in una foto del 1928.

Le negoziazioni con il team di ricerca dell’Università di Toronto da parte del direttore delle ricerche biochimiche della compagnia farmaceutica “Lilly“, G.H.A. Clowes, permettono alla compagnia di iniziare dopo qualche mese la commercializzazione dell’insulina (ancor più purificata).
Nel 1923 Banting e Macleod vincono in Nobel. Banting, offeso perché non era stato premiato anche Best, lo volle condividere con costui, ed allora Macleod decise di condividerlo con Collip.

Dopo che Banting e Macleod ricevettero il Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina nel 1923, Nicolae Paulescu scrisse al comitato per il premio Nobel affermando di aver scoperto prima l’insulina. Tuttavia, le sue pretese di priorità non poterono essere sostenute. Paulescu preparò l’estratto pancreatico nel 1916 e lo testò nei cani, ma Israel Kleiner testò l’estratto pancreatico nei cani nel 1915, così come aveva fatto il medico tedesco di origini ebraiche George Ludwig Zuelzer (1870-1949) nel 1906. Anche Zuelzer aveva scritto al comitato per il premio Nobel affermando la priorità, ma tutti questi tentativi precedenti (a quelli di Banting e Best) avevano prodotto estratti pancreatici che causavano effetti collaterali nei cani o nell’uomo.


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