Poznejte další okamžik, kdy vznikala moderní medicína. Letní seriálu blogu MUDRstart pokračuje příběhem toho, jak se cukrovka ze smrtící diagnózy stala přinejhorším životní nepříjemností.

Ačkoliv bychom totiž nechtěli podceňovat riziko diabetes libovolného typu – rozhodně jde o chorobu, která si žádá lékařskou pozornost a může snižovat i délku života – před rokem 1922 byla cukrovka chorobou, nad níž mohli lékaři vynést jenom jeden verdikt. Totiž nevyhnutelnou smrt.

Změnil to až objev dvou lékařů v roce 1922. A ten obratem změnil i dějiny lékařství jako takového.

Cukrovka včera, dnes, zítra

V drtivé většině případů byla tehdy cukrovka nebo Diabetes mellitus nemocí vrozenou, popřípadě spuštěnou spíše výjimečnými vnějšími faktory. A tak byla nemoc také relativně vzácná. Případy, kdy dojde na rozvoji cukrovky vlivem špatné životosprávy, byly zřejmě méně časté jak kvůli tomu, že řada lidí se zkrátka nedožila vyššího věku, jednak kvůli tomu, že spíše než přejídání byla tenkrát problémem podvýživa.

Pro pacienty ve starověku či středověku, kteří cukrovkou trpěli z vrozených důvodů, by byly však metabolické kořeny této nemoci u řady moderních lidí asi pramalou útěchou.

Tak či onak, Diabetes I. typu vzniká ztrátou buněk slinivky břišní, které produkují inzulín. Typicky za to může autoimunitní reakce vlastní imunity. Diabetes II. typu častěji plyne z metabolických kořenů – slinivka je v tomto případě v pořádku, vůči inzulinu se však stává méně citlivé celé tělo.  Inzulín sám má v těle za úkol snižovat nejen hladinu cukru v krvi, ale plní i další metabolické funkce.

Označit tento typ nemoci čistě jako civilizační je sice nesprávné – dědičné predispozice existují i zde, ačkoliv se choroba manifestuje až po 40. roce života – je však rozhodně pravda, že moderní strava a životní styl můžou nástupu značně, ne-li majoritně napomoct.

Typická diagnóza diabetes před rokem 1922 každopádně počítala s maximálně dalším rokem života pacienta. Když tak duo lékařů Frederick Banting a James Collip přišli v letech 1921 a 1922 s objevem inzulínu i jeho lékařskou aplikací, byl z toho jeden z největších lékařských objevů 20. století.

Vědecké závody

Základní předpoklady k objevu inzulínu položil o 50 let dříve lékařský student Paul Langerhans při svém studiu struktury slinivky břišní pod mikroskopem. Právě po něm se dnes jmenují oblasti slinivky, které produkují (v ideálním případě) především inzulín. Biochemie těla byla tehdy stále do značné míry neznámá, a tak do aplikace uběhlo další půlstoletí.

Různí výzkumníci k objevu inzulínu přispěli po svém. Oskar Minkowski například v roce 1899 vyjmul slinivku z pokusného psa, a pozoroval u něj následně zvýšené hladiny cukru v krvi a moči. Začínalo být jasné, že slinivka a cukrovka mají kauzální spojitost.

Pokusy na psech pokračovaly i v dalších letech napříč světem, ale mnohdy narazily na ty či ony překážky. Tým E. L. Scotta na Chicagské univerzitě se v letech 1911 a 1912 snažil využít extrakty slinivky k experimentální léčbě cukrovky, ale nezískal podporu vedení, pro které bylo nepředstavitelné, že by bylo možné cukrovku vyléčit, a musel tudíž program ukončit. Pak přišla první světová válka a vědecký závod o to, kdo jako první přijde s lékem na cukrovku, doznal další zpoždění.

Přesto uprostřed války postuloval v Anglii E. A. Sharpey-Shcafer název "inzulín" pro hypotetizovaný hormon, který by mohly produkovat právě Langerhansovy ostrůvky na slinivce. Na těchto základech pak mohl stavět kanadský badal Frederick Banting, když ve 20. letech inzulín konečně definitivně objevil!

Bez důvěry kolegů

Extrakce sekretu slinivky byla podmíněna nejenom nutností pochopit chemické základy fungování těla, ale i praktickými možnostmi. Na konci roku 1920 proto na scénu přichází původem chirurg Frederick Banting, kterého napadá nová možnost, proč se jiným výzkumníkům extrakce nedaří – pro zisk čistého sekretu bylo třeba izolovat regiony sekrece. To celé stále u živého psa, protože jiné možnosti tehdy nebyly.

Banting paradoxně neměl přehnanou víru kolegů – jako chirurg stál mimo rodící se obor farmacie. Přesto získal od profesora Macleoda z torontské univerzity dílčí podporu k experimentování ve formě laboratoře a asistenta – doktoranda Cherlese Besta. Krok za krokem spolu postupovali ke klíčovému objevu. Na horkého 30. července 1921 se jim podařilo poprvé izolovat extrakt Langerhansových ostrovků jednoho psa, a vpíchnout jej do psa druhého, trpícího diabetes. Během hodiny se druhému psovi snížila hladina krevního cukru o 40 %!

Jednalo se stále jen o extrakt – pojmenovaný "isletin", nikoliv čistý inzulín. Zisk hormonu samotného se tak stal dalším cílem výzkumníků. Původně nedůvěřivý Macleod byl stále pozornější. Na podzim duo přestěhoval do nové laboratoře, Banting mezitím zkoumal i další cesty extrakce inzulinu. Nakonec Macleod přerušil ve svých laboratořích všechen další výzkum a přesměroval badatele k hledání lepších cest k čistému inzulínu. Jedním z nich je i tým Jamese Collipa.

Bez přímého testu se však nikdo nemohl pohnout dále. Na 11. ledna 1922 tak dostává čtrnáctiletý Leonard Thompson, diabetik ležící v Torontské nemocnici, první injekci inzulínu. Následuje však prudká alergická reakce, protože látka stále neoplývá dostatečnou čistotou. O dalších testů u více pacientů je tak upuštěno…

Po příštích 12 dnů se Collipův tým snaží zlepšit metodiku přípravy čistého inzulínu. A s ním pak klinické testy na 23. ledna 1922 obnoví. Výsledkem je jeden z nejzázračnějších okamžiků medicíny 20. století.

V síni umírajících

V éře před příchodem léku mohli být pacienti s diabetes ponecháni přinejlepším paliativní péči. Převážně děti a mladiství diabetici tak typicky leželi ve velkých místnostech po desítkách, kde čekali na nevyhnutelnou smrt. V poslední fázi choroby upadali do komatu, obklopeni truchlící rodinou. Právě tady byl čistý inzulin aplikován ve zlomovém testu.

Leonard Thomas tak dostal druhou dávku, a tentokrát již bez nepříjemných vedlejších účinku. Bylo jasné, že inzulín funguje! Poté, co první test prokázal, že nedošlo na opakování původní alergické reakce, začal Banting, Best a Collip aplikovat inzulín celému oddělení. Lužko vedle lůžka, desítky pacientů dostávaly v netradičním klinickém testu kritický hormon. Než trio s podáním skončilo, první pacienti, u kterých začínali, se probouzeli z komatu...

Během pouhých několika měsíců bylo jasné, že na světě je první „zázračný lék“, který má potenciál naprosto změnit dosavadní tradičnou diagnózu. O rok později dostal Banting a Macleod Nobelovu cenu za medicínu a lékařství jako takové se posunulo blíže skutečné farmacii – místu, kde klinické testy musejí přinést skutečně měřitelné výsledky, nikoliv jenom doufání v účinek.

Neméně významné bylo však i rozhodnutí objevitelů inzulínu získat patent tak, aby měly k metodě extrakce a purifikace přístup i jakékoliv další týmy. Zveřejnění výsledků aplikace inzulínu bylo – dnešní terminologií – open-source, a nevedlo k utajovanému léčivu. Nešlo o rozhodnutí, které by bylo učiněno bez problémů. Collip plánoval, že si nechá proces purifikace inzulínu patentovat separátně. Právě kvůli těmto třenicím nakonec Nobelovu cenu získal Banting a Macleod, nikoliv Banting a Collip.

Přesto finální výsledek snah Bantingova týmu dodnes inspirativním počinem na poli otevřené aplikace vědy.

O století později

Inzulín se již dávno nezískává extrakcí ze slinivky jiných živočichů – dnes jej produkují geneticky upravené mikroorganismy bez utrpení, které museli zažívat Bantingovi psi. Stejně archaicky dnes působí i někdejší diagnóza diabetes jako smrtelné choroby – a to byť cukrovky vlivem nesprávného životního stylu a stravy přibývá. Medicína dnes nicméně čelí větším problémům, než nemocem způsobeným „pouhou“ nedostatečností jednoho hormonu.

Příběh o tom, jak byl objeven inzulín, však demonstruje, že i dnes všední aplikace, byly kdysi zbrusu novými objevy. A připomíná, že revoluční změny můžou přijít od libovolného výzkumníka s dostatečnou vizí a byť jen minimální podporou.