Многие исследователи пытались выделить лечебное вещество из поджелудочной железы, но сталкивались с трудностями – пищеварительные ферменты панкреатического сока разрушали белковый гормон. Неожиданное открытие инсулина произошло в 1920 году. Двадцатидевятилетний канадский хирург Фредерик Бантинг, не имевший опыта лечения диабета, готовился к лекции для студентов. Изучая литературу об углеводном обмене, он пришел к гениальной идее.
Бантинг предположил: если перевязать выводной проток поджелудочной железы у животных, разрушив тем самым клетки, вырабатывающие пищеварительные ферменты, можно выделить чистый гормон. По своей природе гормоны – это вещества, поступающие непосредственно в капилляры, минуя выводные протоки (такие, как панкреатический). Перевязка протока приведет к повышению давления панкреатического сока, что разрушит только клетки, производящие ферменты, и позволит выделить гормон, не поврежденный пищеварительными ферментами.
Рис. 52. Ф. Бантинг
Рис. 53. Выделение инсулина из поджелудочной железы
Чтобы воплотить свою идею, в ноябре 1920 года Бантинг впервые встретился с профессором физиологии Торонтского университета Джоном Маклеодом. Из-за того что у Бантинга было мало знаний о диабете и недостаточно опыта в экспериментах, Маклеод неохотно предоставил ему лабораторное оборудование. Это решение впоследствии привело к открытию, которое назовут «Торонтским чудом».
В 1921 году Бантингу удалось выделить гормон из поджелудочной железы собаки, используя описанный метод. Когда его ввели другой собаке с диабетом, результат оказался поразительным. Собака по кличке Марджори, несмотря на полное удаление поджелудочной железы, прожила более 70 дней и стала самым известным лабораторным животным в мире.
Уже в январе 1922 года инсулин впервые применили для лечения 14-летнего мальчика с диабетом 1 типа, что привело к резкому улучшению его состояния. Вскоре, благодаря сотрудничеству Торонтского университета с американской фармацевтической компанией Eli Lilly, началось массовое производство инсулина из поджелудочных желез свиней, что позволило спасать жизни диабетиков по всему миру.
Всего через три года после своего открытия, в 1923 году, Бантинг совместно с Маклеодом получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине. Совершивший настоящий научный подвиг Бантинг трагически погиб в авиакатастрофе в феврале 1941 года в возрасте всего 49 лет.
Дата 14 ноября, объявленная Всемирным днем борьбы с диабетом, ежегодно отмечается по всему миру масштабными акциями подсветки зданий. В Японии более 100 объектов по всей стране освещаются синим светом, параллельно проводятся просветительские мероприятия. Этот день выбран неслучайно: 14 ноября – день рождения Фредерика Бантинга.
Рис. 54. Д. Маклеод
Достижения генной инженерии
После открытия инсулина для лечения диабета долгое время использовали инсулин животного происхождения – бычий и свиной. Однако средства, полученного от домашних животных, было явно недостаточно для удовлетворения долгосрочных потребностей всех пациентов. Только один больной диабетом в год требовал инсулина, извлеченного из 70 свиней. Кроме того, животный инсулин иногда вызывал аллергические реакции.
В 1970-х годах прогресс в генной инженерии позволил решить эту проблему. Благодаря технологии рекомбинантной ДНК стало возможным химически синтезировать человеческий инсулин. Метод заключался в массовом выращивании кишечной палочки с внедренным геном инсулина, заставляя бактерии производить гормон.
В 1983 году компания Eli Lilly совместно с биотехнологическим стартапом Genentech, созданным специально для разработки лекарств методами генной инженерии, выпустила первый в мире препарат человеческого инсулина «Хумулин». Это стало первым в истории лекарством, созданным с помощью технологии рекомбинантной ДНК. С этого момента множество препаратов начали производить аналогичным способом.
Сегодня технологии генной инженерии незаменимы в разработке лекарственных препаратов, и ключевую роль в процессе играют бактерии. Они с удивительной легкостью производят в огромных количествах вещества, которые человек никогда не смог бы синтезировать самостоятельно [10].
Инсулиновые препараты значительно усовершенствовались, чтобы точнее имитировать естественную секрецию инсулина в организме. Были созданы различные типы инсулинов, которые сейчас применяются в огромных количествах по всему миру. Помимо них, существует множество других препаратов для лечения диабета, которые подбираются индивидуально в зависимости от состояния пациента.
Однако достижение идеального контроля уровня сахара в крови остается крайне сложной задачей, а упомянутые ранее осложнения по-прежнему представляют серьезную проблему. Если раньше диабет 1 типа приводил к ранней смерти, теперь он превратился в хроническое заболевание, что, в свою очередь, привело к длительному риску развития осложнений.
Согласно данным Международной диабетической федерации (IDF) за 2019 год, в мире насчитывается 463 миллиона заболевших – то есть каждый 11-й человек [10]. Основные причины – глобальная урбанизация, старение населения и ожирение.
Борьба с диабетом, история которого насчитывает более 3000 лет, по сути, только начинается.
Обезболивающее, попавшее в Книгу рекордов Гиннесса
История обезболивающего
Боль доставляет всем немало мучений. Многие, страдающие от головной, суставной или поясничной, не представляют жизни без обезболивающих. Потребность избавиться от нее оставалась неизменной во все времена.
В поисках облегчения человечество испробовало множество методов. Особенно эффективными оказались листья и кора ивы. Еще со времен Древней Греции и Рима ива использовалась для снижения боли и жара.
В 1800-х годах из ивы выделили активный компонент – салициловую кислоту (латинское название ивы – Salix). Вскоре ее научились синтезировать искусственно. Однако обнаружился серьезный недостаток: она вызывала сильные побочные эффекты: желудочный дискомфорт, тошноту и даже язвы.
В 1890-х годах за усовершенствование салициловой кислоты взялся Феликс Хоффман, исследователь из немецкой фармацевтической компании Bayer. У него была личная мотивация: его отец, страдавший ревматоидным артритом, принимал салициловую кислоту от суставных болей и мучился от сильных побочных эффектов.
Компания Bayer, основанная в 1863 году как производитель красителей, в 1888 году создала фармацевтическое подразделение, где велись исследования различных лекарств. Особое внимание уделялось методу «ацетилирования» – введению ацетильной группы в молекулярную структуру вещества для изменения его свойств и повышения безопасности.
Рис. 55. Ацетилирование
Ацетильная группа (CH3CO—) представляет собой структуру, где атом кислорода (O) соединен с двумя атомами углерода (C) и тремя атомами водорода (H). Введение этой группы изменяет свойства химического вещества. В 1897 году Хоффман обнаружил, что ацетилирование салициловой кислоты значительно уменьшает ее побочные эффекты на желудок. В 1899 году компания Bayer выпустила таблетки ацетилсалициловой кислоты под торговым названием «Аспирин».
Препарат приобрел огромную популярность и продолжал продаваться в огромных количествах. В 1950-х годах он был занесен в Книгу рекордов Гиннесса как самый продаваемый анальгетик в мире и остается одним из самых известных обезболивающих по сей день. Например, популярный безрецептурный препарат «Буфферин» с рекламным слоганом «Наполовину состоящий из доброты» – также производный аспирина (от англ. buffer + aspirin).
Хотя его по праву можно назвать бестселлером среди обезболивающих, механизм действия долгое время оставался загадкой. Только