Os bastidores da descoberta da insulina

A insulina é fundamental para o tratamento do diabetes, já que todos os tipos de diabetes ocorrem devido à incapacidade do corpo de usar o açúcar no sangue de forma eficiente, como resultado de suprimentos de insulina insuficientes, ineficazes ou inexistentes.

Os cientistas inovadores que descobriram ganharam um prêmio Nobel, mas a descoberta também causou polêmica.

A descoberta da insulina ocorreu em 1921, seguindo as idéias de um cirurgião ortopédico canadense chamado Frederick G. Banting, as habilidades de química de seu assistente, Charles Best, e de John MacLeod, da Universidade de Toronto, no Canadá.

Vários relatos conflitantes sobre a descoberta da insulina circularam ao longo dos anos, e até mesmo o Prêmio Nobel concedido por sua descoberta em 1923 foi questionado anos depois.

Neste artigo, olhamos para as pessoas responsáveis ​​por este tratamento inovador.

Em 1922 o jornal de Toronto noticiava a esperança da cura do diabetes, que naquela época era a simples sobrevivência do paciente

A história da insulina

Um grupo de pessoas descobriu a insulina.

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

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

Enquanto os fisiologistas do século XIX entendiam que o pâncreas tinha um envolvimento fundamental no processamento de energia em todo o corpo, eles não entenderam o papel direto do pâncreas no diabetes até que dois fisiologistas removeram o pâncreas de um cão em 1890.

Estes dois cientistas observaram o desenvolvimento de diabetes grave no espaço de 3 semanas, incluindo sintomas que serão familiares às pessoas com a doença hoje, incluindo:

  1. nível alto de açúcar no sangue
  2. urina altamente diluída
  3. diabetes
  4. morte

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

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

Em 1901, os cientistas descobriram que ligar, ou amarrar, o 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 hoje sabem que produz insulina, ainda ficavam intactas. Importante, não havia sinais de açúcar no sangue na urina, que é um sintoma comum de diabetes. Esta foi a primeira indicação clara de que as células das ilhotas desempenhavam algum papel no desenvolvimento do diabetes.

Dr. Banting realizando experiências com animais antes da descoberta da insulina

Descoberta

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

Ele observou que outros cientistas poderiam não ter encontrado a insulina porque as enzimas digestivas tinham destruído a insulina antes que alguém pudesse extraí-las.

O plano de Banting foi amarrar os dutos pancreáticos de cães de laboratório até que as células que produzissem as enzimas degenerassem, deixando as robustas células das ilhotas vivas. Ele então extrairia o resíduo.

Porém Banting não tinha conhecimento suficiente sobre os novos desenvolvimentos em testes de açúcar no sangue para verificar a diabetes com precisão, então ele checou a urina, que era menos confiável.

No entanto, a ideia não era nova – outros cientistas também haviam tentado produzir extratos do pâncreas que reduzissem o açúcar no sangue -, nem era particularmente útil porque Banting só podia isolar pequenas quantidades do hormônio.

Além disso, o extrato pareceu ter propriedades tóxicas e causou efeitos colaterais graves, incluindo dor em animais.

Dr. John James Rickard Macleod observa o azarado cãozinho sendo afagado pelo Dr. Banting

Desenvolvimento

Insulina falhou seu primeiro ensaio clínico.

Banting não era especialista no campo do metabolismo, por isso, quando solicitou espaço e instalações laboratoriais ao professor John James Rickard Macleod, chefe de fisiologia da Universidade de Toronto, o respeitado fisiologista estava inicialmente relutante.

No entanto, a persistência de Banting e a possibilidade de resultados mais confiáveis ​​persuadiram MacLeod a doar espaço laboratorial. Embora amarrar o pâncreas para quebrá-lo não fosse uma nova ferramenta de investigação, a ideia 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 a isolar a insulina. Macleod ajudou com a estrutura geral da pesquisa e Best se especializou no teste químico 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 cachorro até que ele quebrasse e começasse a produzir o extrato de ilhotas. Este extrato seria então dado a outros cães sem pâncreas para avaliar seus efeitos no diabetes.

O progresso foi inicialmente lento. Banting lutou com a cirurgia de animais e 7 dos 10 cães amarrados a dutos morreram. Banting e Best tiveram que recorrer ao mercado negro nas ruas para a compra de cães por alguns dólares canadenses.

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

Os cientistas coletaram amostras de sangue do cão a cada 30 minutos e viram uma queda temporária no nível de açúcar no sangue. O cão morreu na manhã seguinte devido a uma infecção, mas os cientistas notaram os primeiros sinais de ação antidiabética do extrato, que eles chamavam de isletina.

Enquanto muitas de suas experiências falharam, resultando em mortes dos cães de laboratório, Banting e sua equipe viram quedas suficientes nos níveis de açúcar no sangue, como resultado de seu extrato, que estavam confiantes nas propriedades anti-diabéticas da isletina, que mais tarde se tornariam insulina. .

Banting e Best decidiram então que, em vez de quebrar o pâncreas gradualmente, usariam um hormônio chamado secretina para sobrecarregar e exaurir o pâncreas, na esperança de que isso reduzisse os efeitos tóxicos enquanto ainda fornecia a 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 de solução pancreática sem destruir o ingrediente ativo – a substância que cria o efeito terapêutico na medicina – neste caso, a insulina.

Um dos primeiros pacientes a experimentar a insulina de Banting.

Próximos passos

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

Percebendo que um suprimento de cães para a ligação do pâncreas ia 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 então injetaram este extrato em um dos cães de laboratório que não tinham pâncreas.

O açúcar no sangue do cão caiu – uma melhora maciça. Com boa relação custo-benefício e ampla disponibilidade, eles acreditavam que o pâncreas de vaca era o caminho a seguir.

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

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

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

No entanto, a insulina não passou nos primeiros testes clínicos.

O primeiro teste envolveu um 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 desenvolvido no local da injeção e nos níveis de cetona, outro indicador de diabetes, não mudou.

Collip trabalhou na purificação do extrato ainda mais, 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 menino 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 preparando principalmente cães para experimentos e encontrando novas maneiras de produzir insulina para produção em massa e tinha pouco envolvimento nos ensaios ou nos papéis resultantes.

Banting tornou-se desesperado para ganhar reconhecimento, e no final de 1922 sua raiva e decepção começaram a causar conflitos. Em um ponto, Collip ameaçou deixar o grupo e abandonar seu processo de purificação. Banting supostamente chegou a golpes 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 iniciou as atividades – apesar de sua experiência limitada no campo – e montou uma equipe que desenvolveu o avanço mais significativo para o controle do diabetes.

Controvérsia do Prêmio Nobel

A nota canadense de 100 dólares comemora o Prêmio Nobel pela descoberta da insulina.

Em 1923, um fisiologista dinamarquês chamado August Kroch apresentou uma indicação conjunta ao Prêmio Nobel para Banting e MacLeod, com base na ideia de Banting e na orientação de MacLeod.

Banting foi o primeiro candidato a Nobel do Canadá, e um frasco de insulina agora ocupa lugar de destaque na nota de 100 dólares canadenses.

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

No entanto, ele teve uma mudança no coração e em vez disso compartilhou seu crédito e prêmio em dinheiro com Best. Quando MacLeod soube disso, fez o mesmo com Collip.

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

O esforço e intuição de Banting tornou possível o surgimento da insulina

Resumo

Uma equipe de pessoas descobriu a insulina.

Frederick G. Banting inventou uma maneira de extrair o extrato pancreático em 1921; John MacLeod, chefe 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 a insulina ainda mais para torná-la clinicamente útil.

 

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