A XX. század egyik legnagyobb horderejű orvosi felfedezése volt az inzulin azonosítása és nagy út vezetett a mindenki számára elérhető, biztonságos, mai modern inzulinkészítményekhez.
A kezdeti időkben az inzulint állati hasnyálmirigyből vonták ki, mégpedig sertés és szarvasmarha hasnyálmirigyből. Akkor még nem tudták - mert a biológia igen gyermekcipőben járt - de az inzulin 51 építőkockából, ún. aminosavból álló kis fehérje, és szinte azonos emberben, sertésben és a marhákban. Az eltérés a három faj között olyan kicsi, hogy az állati inzulinok elég jó hatásfokkal tudnak működni az emberi szervezetben is.
Az inzulin felfedezésének eufóriája után a tömegtermelést illetően két nagyon fontos gyakorlati problémát kellett megoldani. Egyrészt irgalmatlan mennyiségű hasnyálmirigyre volt szükség kis mennyiségű inzulin előállítására, konkrétan egy hegynyi sertés hasnyálmirigyből lett egy pici ampulla inzulin (lsd. kép, hegy hátul, ampulla a kis fehér elöl). Miközben gőzerővel dolgoztak a hatékonyság növelésén, az állati hasnyálmirigy-hegyeket a vágóhidakról, vagonokkal szállították a Lilly inzulingyárába.
"Az első ipari méretű gyártásra az Eli Lilly and Company-nél 1922 június 26-án került sor, a másodikra pedig július 5-én. E második napon sikerült mintegy harminc egység inzulint kinyerni harmincnégy kiló friss sertéshasnyálmirigyből. A Lillynél folytatták a kísérleteket alkoholkoncentrátumokkal, hőmérséklettel, és igazítani kellett a kinyerési folyamaton is. [...]
A gyártási folyamatokban tapasztalt előrelépések ellenére azonban 1948-ban még mindig két és fél tonna marha- és sertéshasnyálmirigyre volt szükség 220 g tiszta inzulin előállításához. Abban az évben világszerte közel hárommillió inzulinfüggő cukorbeteg élt, közülük egymillió az Egyesült Államokban."
Másrészt nagyon problémás volt az inzulinkészítmények megbízhatósága és tisztasága. Úgy kellett izolálni az inzulint az emésztőnedvekkel teli hasnyálmirigyekből, hogy miközben minél több, ép inzulint nyerjenek ki, semmi más egyéb állati fehérje vagy más maradvány-molekula ne maradjon a készítményben. A kihívás adott volt, nem is mindig sikerült megugrani. Egészen az 1980-as évekig állati inzulinok voltak csak forgalomban, sajnos néha súlyos mellékhatásokkal.
"A marha- és sertéshasnyálmirigyből előállított inzulininjekciókkal szemben néhány beteg idővel rezisztenssé vált. Előfordult, hogy az inzulinrezisztenciát mutató diabéteszes beteg állapota kontrollálhatatlanná vált, és ebbe belehalt."
Az igazán nagy újítást a DNS felfedezése és a biotechnológia kiteljesedése hozta. 1978-ban a Genentech nevű kis biotechnológiai startup cég először állított elő rekombináns DNS-technológiával „emberi” inzulint, melyet az Eli Lillyvel közös licensz alapján a gyárban fejlesztettek és teszteltek tovább. A szert 1982-ben, Humulin néven dobták piacra. Ez az első rekombináns inzulin, amit aztán egy sor másik követett, mára pedig szerencsésen kiszorították az állati inzulinokat a piacról.
A ma kapható humán inzulinokat tehát nem emberi hasnyálmirigyből vonják ki, hanem biotechnológiai eljárásokkal, baktériumban vagy élesztőben termeltetik. A baktériumoknak és élesztőknek ugyanis a saját örökítőanyagaik mellett van egy kis, kör alakú DNS darabkájuk is (plazmid). A plazmidot a sejtek könnyen cserélgetik egymás közt és mi kutatók is nagyon könnyen tudjuk módosítani, kivenni vagy éppen bejuttatni baktérium vagy élesztő sejtekbe.
Így például a ki kör alakú DNS darabba könnyedén bele tudjuk csempészni az emberi inzulin génjét (magyarázó animáció itt). A plazmidot aztán bejuttatjuk élesztőkbe, baktériumokba, amelyek osztódni kezdenek, sokszorozódnak és a saját fehérjéik mellett az emberi inzulint is képesek lesznek előállítani.
A gyakorlatban ezt úgy kell elképzelni, hogy az inzulingyárban 5 000 db, 50 000 literes tankokban keverednek a baktériumok, melyek adott behatásra inzulintermelő mini-gyárakká alakulnak és a bennük lévő plazmid alapján vadul termelni kezdik az emberi inzulint. Egy ilyen tank 1 000 ember éves inzulinszükségletét fedezi.
A megfelelő inzulinkészítmény eléréséhez számos tisztítási lépés vezet, centrifugálással, szűréssel, mammut méretű tisztító oszlopok segítségével nyerik ki végül a tiszta inzulint a baktériumtenyészetből. A jelenleg kapható ún. humán inzulinok az emberi hasnyálmirigy által termelt inzulinnal teljesen azonosak, míg az analóg inzulinok apró dolgokban eltérnek a nem cukorbetegek által termelt inzulintól, így optimalizáltabb a hatásgörbéjük és/vagy a hatástartamuk.
A jövő inzulinjait pedig izgatottan várjuk, manapság a fejlesztések célja az extra gyors, illetve az extra hosszú hatású inzulinok létrehozása, ahogy az "okos", vércukorra reagáló inzulinok is ott vannak a palettán.
Források: IDF, Diabetes Forecast, ABPI
Részletek az „Áttörés. Az inzulin felfedezésének kalandos története” című könyvből
