Hace 100 años

Estructura de la insulina (Hexámero)

HACE 100 AÑOS pudo aislarse un extracto del páncreas endocrino que contenía una hormona esencial en el metabolismo de los carbohidratos, la INSULINA. Así llamada porque se desmostró su origen en unas células agrupadas en cúmulos, distribuidos por todo el tejido pancreático, a los que se denominó islas o islotes. 

La insulina es la "llave" que, de forma general, permite el paso de la GLUCOSA al interior de las células. La glucosa es la molécula más simple de hidrato de carbono y el sustrato o unidad de energía de nuestro organismo. Si falta la insulina ("no hay llaves o son escasas") o la que hay funciona mal ("la cerradura está oxidada o estropeada"), la glucosa se concentra en la sangre en una proporción elevada. Cuando la glucosa, que procede de los hidratos de carbono, sencillos o complejos, que ingerimos con la alimentación, está elevada y, además, esa elevación ocurre durante muchas horas del día, este carbohidrato se une a las proteínas de las membranas celulares del sutil tejido (endotelio), que recubre nuestras arterias en todos los órganos. El endotelio arterial alterado permite el acúmulo del colesterol y la formación de placas (ateromas), que pueden llegar obstruir los vasos sanguíneos (arteriosclerosis). Este es un resumen somero de la enfermedad que llamamos DIABETES MELLITUS. Una enfermedad que se manifiesta por sus complicaciones vasculares.

Bien es sabido que hay dos tipos principales de diabetes: la Diabetes tipo 1 (DM1) en la que existe una falta absoluta de insulina y la Diabetes tipo 2 (DM2) donde se unen factores mas complejos, como son resistencia a la acción facilitadora de la insulina ("cerraduras oxidadas") que, en general, se asocia a la obesidad, y posteriormente a un déficit parcial de insulina, además de factores genéticos, epigenéticos, ambientales y sociales.

Es fácil comprender que cuando no se disponía de la insulina la esperanza de vida de los pacientes con DM1 era mínima. Y en cuanto a los pacientes con DM2, antes del aislamiento de la hormona y sin fármacos eficaces para estimular el páncreas (solo la restricción dietética y el ejercicio físico podían compensar parcialmente el exceso de glucosa en sangre en DM2) o limitar los efectos deletéreos de la hiperglucemia, se veían abocados a un proceso de arteriosclerosis acelerado, con todas las complicaciones que ello arrastra, y a una reducción drástica de la duración de su vida.

Por eso hoy, 14 de noviembre de 2021, tenemos muchos motivos para celebrar una de las más importantes efemérides de la Ciencia en general y de la Medicina en particular: EL DESCUBRIMIENTO Y AISLAMIENTO DE LA INSULINA

Un poco de historia

 

Paul Langerhans

En 1869 Paul Langerhans (1847-1888) presentó en la Universidad de Berlín su Tesis Doctoral bajo el título de Beiträge zur mikroskopichen Anatomie der Bauchspeicheldruse (Contribuciones a la anatomía microscópica del páncreas). En su experimentación utilizó sobre todo conejos a los que inyectaba un colorante (azul de Prusia) en el conducto pancreático para visualizar las ramificaciones y la estructura del sistema excretor. Así descubrió las células glandulares que secretan las enzimas digestivas pancreáticas. Distinguió varios tipos celulares, entre éstos unas células pequeñas, poligonales, sin gránulos, que tenían el aspecto de manchas diseminadas en el interior del parénquima. Las describió con estas palabras:: "...células pequeñas, de contenido prácticamente homogéneo y de forma poligonal, con núcleo redondeado sin nucleolo y unidas siempre de dos en dos o formando pequeños grupos".

Langerhans admitió que ignoraba la función de estas células. En 1893, el histólogo francés G.E. Laguesse afirmó que quizá fabricaran algún producto de secreción interna y las denominó "Islotes de Langerhans". Treinta años más tarde, este epónimo dio lugar al término "insulina", la hormona por ellos secretada y aislada por vez primera por F.G. Banting y Ch. Best en 1921.

Veinte años después, en abril de 1889, en la biblioteca del Instituto de Bioquímica Hoppe-Seylers de Strasburgo tuvo lugar un encuentro que, en gran medida marcaria para siempre la historia de la Medicina en general y de la Endocrinología en particular: el primer encuentro profesional de Oskar Minkowski (1858-1931) y Josef Von Mering (1849-1908). Por aquella época Minkowski era un recién llegado de Königsberg, de donde venía con el profesor Naunyn, que sucedía a Kussmaul en Strasburgo. De aquel primer encuentro nació una estrecha colaboración, que comenzó por el estudio fisiopatológico de la absorción de las grasas realizando la pancreatectomía total de un perro. 

Oscar Minkovski y Josef von Mering

Una carta de O. Minkowski de 1929 narra aquel encuentro:

“En abril de 1889, fui al instituto de bioquímica para leer algunas publicaciones sobre productos químicos, que no estaban disponibles en nuestra clínica, y conocí a von Mering en la biblioteca. Recientemente recomendó Lipantin, una preparación de aceite con un 6% de ácidos grasos libres como reemplazo del aceite de bacalao porque pensó que los ácidos grasos libres pueden ser la sustancia más importante que actúa en el aceite de hígado de bacalao.

Von Mering me preguntó: "¿Utiliza Lipantin con frecuencia en su clínica?" "Oh, no", le contesté. "Solo les damos buena mantequilla a nuestros pacientes y no aceite rancio".

"No te rías", dijo. "Las personas sanas deben metabolizar los lípidos y, si el páncreas no funciona correctamente, debemos administrarles los lípidos metabolizados".

"¿Probaste esto en un experimento?" Le pregunté.

Esta conversación fue seguida por una discusión sobre cómo hacer el experimento y, finalmente, Minkowski mencionó que esta pregunta debería estudiarse en un perro después de una pancreatectomía.

"Esto no es tan fácil", continuó von Mering, "ya que las enzimas del páncreas aún pueden penetrar en los intestinos cuando se realiza una ligadura del conducto pancreático".

"Lo que quiero decir es que deberíamos extirpar todo el páncreas!"

"Esta operación es imposible", respondió von Mering.

Como no sabía sobre la publicación de Claude Bernard que indicaba que ningún animal sobreviviría a la pancreatectomía total, y debido a mi corta edad, al estimar mis capacidades como cirujano de laboratorio, exclamé: "No hay operaciones imposibles. Dame un perro y hoy le sacaré el páncreas". Von Mehring respondió: "Está bien, tengo un perro y puedes probarlo". El mismo día, realicé la pancreatectomía a un perro en el laboratorio de Naunyn con la ayuda de von Mering. El animal sobrevivió y al principio parecía estar bien. El día después de la operación, von Mering tuvo que viajar a Colmar porque su suegro padecía una neumonía grave. Tuvo que quedarse una semana. Mientras tanto, el perro, que había sido limpio antes, comenzó a orinar cada vez más en el laboratorio. Yo reprendí al asistente de laboratorio por no pasear al perro con la frecuencia suficiente, pero él respondió: "Lo hago caminar con frecuencia, pero este animal es gracioso". Tan pronto como regresa, vuelve a orinar, incluso inmediatamente después de haberlo hecho afuera ". Esta observación me llevó a examinar la orina del perro”.

(Excerpt from a letter written by Oskar Minkowski describing his discovery and O. Minkowski (1929) Münchner Medizinische Wochenschrift 79:311-315).

Hasta esa época la Diabetes era considerada como una enfermedad renal, porque su característica clínica mas evidente era la glucosuria. Pero, como resultado de la ablación total del páncreas, se descubrió la diabetes pancreática. Minkowski repitió el experimento con otros perros para descartar el efecto glucosúrico de la florizina, con que había sido previamente tratado el perro que le había facilitado Von Mering. Y tras varios intentos, porque los siguientes perros utilizados en la experimentación, no sobrevivían a la intervención, Minkowski tuvo éxito. Por otra parte, en 1892, Minkowski demostró que la florizina actúa en el riñón. Para ello realizó nefrectomías en perros sanos y pancreatectomizados, señalando cómo, en los animales nefrectomizados, la florizina perdía su efecto hipoglucemiante. El descubrimiento del origen pancreático de la diabetes supuso, obviamente, sentar las bases del descubrimiento de la insulina.

En 1989 las evidencias científicas y clinicas que relacionaban el páncreas con la diabetes eran aún escasas. Von Mering y Oskar Minkovski, como se intuye de la carta de O. Minkovski que hemos transcrito, discrepaban sobre la importancia del páncreas en la digestión de las grasas en el intestino. Para resolver la discusión decidieron realizar un experimento, que siempre se había considerado muy complejo, especialmente si los investigadores se atenían a las consideraciones de Claude Bernard, que había señalado la imposibilidad de que los animales de experimentación sobrevivieran tras una pancreatectomía total. La cuestión que los investigadores se plantearon era: ¿Qué sucede en los procesos digestivos sin páncreas? 

La serendipia estuvo, una vez mas, presente en una investigación científica. Tras conseguir con éxito realizar una pancreatectomía total, los investigaron constataron con asombro la aparición de una importante glucosuria (12%). O. Minkovski había aprendido a detectar los niveles de glucosa en orina de su maestro Bernard Naunyn. La sintomatología que presentaban los animales pancreatectomizados era indistinguible clínicamente de una diabetes. La conclusión fue que estos animales a los que les había extirpado el páncreas se convertían en animales.

El experimento de Von Mering y Minkovski supuso un avance, no solo por la demostración de los efectos metabólicos de una pancreatectomía total, sino también por el éxito de la técnica quirúrgica, que parece ser la primera intervención experimental de este tipo con éxito.

El interés de fondo se trasladó inmediatamente a descubrir cómo el páncreas regula el metabolismo de la glucosa: ¿Qué faltaba en el jugo pancreático que había desembocado en una diabetes tras la exéresis pancreática? Otros investigadores habían constatado que la ligadura de los conductos excretores pancreáticos podían causar problemas digestivos de mayor ao menor intensidad, pero nunca una diabetes, que solo se observaba tras la pancreatectomía total.

Parecía claro que el páncreas poseía una secreción endocrina, no presente en los jugos pancreático, que era un poderoso regulador del metabolismo glucídico. Descubrir cual era la sustancia responsable de dicha regulación era solo cuestión de tiempo. A partir de estos hallazgos muchos investigadores en fisiología y clínicos, comenzaron a enfocar sus trabajos a intentar aislar dicha misteriosa sustancia. Se trataba de intentar restaurar la mas que probable función metabólica endocrina del páncreas, en animales diabéticos y también en humanos, mediante extractos de páncreas y su administración por diferentes vías.

Etienne Lancereaux (1829 – 1910), médico en varios hospitales de París y profesor de Medicina y también presidente de la Academia Nacional de Medicina francesa (Su alumno más conocido fue 

Nicolae Constantin Paulescu, del que hablaremos más adelante), 

en 1877, publicó un artículo en el que acuñó el término "Diabetes pancreática". Lancereaux distinguió entre los dos tipos primarios de diabetes, hablando de "diabetes magra" y "diabetes grasa".

El extracto pancreático: palos de ciego

Eugene Lindsay Opie

En  1901 Eugene Lindsay Opie (1873-1971), en la Universidad John Hopkins de Baltimore estableció la relación entre el daño de las células de Langerhans y el desarrollo de una diabetes. Desde entonces se extendió el concepto de que los islotes de Langerhans eran el origen de la secreción interna del páncreas.

Minkovski fue el primero, de muchos investigadores que intentaron restaurar la función pancreática en animales  en humanos, administrando extractos pancreáticos.

Los resultados de los primeros experimentos con extractos fueron variados, pero la mayoría tuvieron resultados negativos y en algunos casos no se obtuvo resultado alguno. En otros experimentos los efectos adversos fueron notables y a veces condujeron al empeoramiento o al shock de los animales. A veces se obtenía una reducción de la glucosuria, pero a costa de importantes efectos adversos acompañantes.

Sin embargo, unos pocos investigadores reportaron resultados alentadores. Se multiplicaron los experimentos, en muchos países, que utilizaron extractos de tejido pancreático. Se estima que entre finales del siglo XIX y principios del XX, se sucedieron mas de 400 ensayos con extractos pancreáticos. A pesar de los múltiples resultados desalentadores, continuaron los experimentos para conseguir un extracto de tejido pancreático utilizable para lograr revertir la glucosuria en animales diabéticos y también en humanos.

Édouard Laguesse 

En 1910 Eugene Opie hizo notar que la literatura médica en torno a la Diabetes era muy extensa. Por otra parte, en la misma época, la doctora Lydia DeWitt (profesora de Medicina y Patóloga, que también trabajó sobre el aislamiento de los islotes de células de Langerhans del páncreas) señaló que las investigaciones sobre los Islotes de Langerhans eran mucho mas numerosas que sobre cualquier otro órgano.

El patólogo francés Édouard Laguesse (1861-1927) sugirió utilizar extractos obtenidos a partir de páncreas fetales, para tratar de evitar la lesión de las células endocrinas por los fermentos pancreáticos. La sugerencia partía de la observación de que las células de los islotes de Langerhans se desarrollaban antes que las células acinares durante la gestación.

También se realizaron experimentos con extractos obtenidos de ciertas especies de peces, en las que los Islotes se encontraban separados de los tejidos pancreáticos exocrinos. Ello llevó a pensar que así de podrían obtener extractos mas puros conteniendo la tan buscada secreción endocrina. Entre 1902 y 1904 dos investigadores de Aberdeen (Escocia), los doctores John Rennie y Thomas Fraser probaron extractos obtenidos de pescado, por vía oral y también parenteral en 5 pacientes que sufrieron una reacción tóxica, por los que estos investigadores abandonaron la investigación.

Georg Ludwig Zülzer

De todos los investigadores pioneros en la extracción de preparados pancreáticos destaca Georg Ludwig Zülzer (1870-1949). Internista en Berlín, comenzó sus investigaciones en 1900, interesado en la teoría de que la diabetes podría ser causada por un desequilibrio en la secreción de adrenalina. La evidencia de que grandes dosis de adrenalina causan glucosuria le llevó a una primera conclusión de que, posiblemente, la secreción endocrina pancreática tenía como misión compensar el efecto de la adrenalina. En 1907, Zülzer produjo extractos de páncreas equino, bovino y porcino. Maceró el tejido glandular en mortero en arena, mezcló el macerado con gel de sílice y lo presionó en un filtro. Posteriormente trató el extracto líquido con alcohol, precipitando las proteínas contaminantes.

Para probar la hipótesis de que el extracto pancreático podía reducir la glucosuria producida por la adrenalina inyectó adrenalina mas un extracto pancreático en conejos, observando la anulación de la glucosuria. Tras ello decidió probar si el extracto pancreático reducía los síntomas de diabetes en perros pancreatectomizados. El resultado (disminución de la glucosuria) alentó a Zülzer para ir mas allá.

El 17 de junio de 1906 probó el extracto pancreático, en inyección subcutánea (dos dosis de 8 y 10 c.c. en dos días consecutivos) en un paciente diabético moribundo de 50 años. El paciente mejoró y se recuperó: se recupero su estado general y su apetito y desapareció el mareo. La mejoría duró mientras hubo disponibilidad de extracto. pero el paciente falleció unos días después de la ultima inyección.

Zülzer repitió sus experiencias tratando a cierto número de pacientes con su extracto pancreático. En julio de 1907 trató a un niño de 6 años, hospitalizado con una diabetes que lo tenia sumido en una severa desnutrición, glucosuria y cetosis. Le administró por vía intravenosa una emulsión con 1 gramo de extracto pancreático. Tras la inyección se produjo un incremento inmediato de la temperatura corporal hasta 38,4 ºC, además de un cuadro de vómitos. Sin embargo, el paciente mejoró clínicamente con aumento de peso y desaparición de la cetonuria. Zülzer repitió el tratamiento unos días después, con continuidad de la mejoría y desaparicion de la cetonuria. Sin embargo, el niño falleció pocos días despues del alta hospitalaria.

En muchos pacientes tratados se observó la reducción o desaparición de la glucosuria y cetonuria, aunque siempre acompañado de efectos adversos como la fiebre, los vómitos y la sudoración. Estos efectos se han asimilado a episodios de hipoglucemias severas. En sus experiencias Zülzer no realizaba glucemias, solamente determinación de la glucosuria y cetonuria, por lo que no pudo detectar hipoglucemias.

En 1911, Hoffman-La Roche facilitó a Zülzer un laboratorio y la tramitación de una patente para el extracto pancreático, que el investigador alemán denominó acomatol, aprobado para tratamiento de la diabetes mellitus. La patente 1027790, Acomatol, es de fecha 28 de mayo de 1912. 

Los perros pancreatectomizados investigados demostraron desaparición de la glucosuria y convulsiones graves, no observadas con anterioridad. Estos efectos adversos se atribuyeron a contaminación  incorporada en el proceso de extracción. Posteriormente (1915) al monitorizar la glucemia se pudo comprobar hipoglucemias de 17mg/dL.

En 1909, J. Forsbach, en la clínica de Breslau dirigida por por Minkovski, probó muestras del extracto pancreático producido por Zülzer en tres perros y en tres humanos. El veredicto tras la prueba fue negativo, especialmente por el elevado número de efectos secundarios severos que se producían y que hicieron que se detuvieran las experiencias.

La compañia farmaceútica Shering, que había apoyado inicialmente la producción del extracto de Zülzer dejó de hacerlo. Tampoco la Universidad de Berlín le apoyó en la continuidad de sus investigaciones. Sin el apoyo de las eminencias del momento en el ámbito de la Diabetes, el investigador detuvo sus experiencias.

Ernest Lyman Scott

Georg Zülzer emigró a Estados Unidos en 1934, como refugiado judío, y practicó la medicina clínica hasta su muerte en un asilo de ancianos en Nueva York, a los 79 años de edad.

Ernest Lyman Scott (1877-1966), investigador del Departamento de Fisiología de la Universidad de Columbia preparó extractos acuosos y alcohólicos de páncreas animal, que administró a perros pancreatectomizados por vía intravenosa. Observó una reducción transitoria de la glucosuria, que atribuyó más a un efecto tóxico que no terapéutico, al confirmar las acciones adversas previamente descritas por Zülzer y otros investigadores.

Edward Albert Sharpey-Schafer

Edward Albert Sharpey-Schafer (1850– 1935) fue un fisiólogo inglés acuñó el término "endocrino" para las secreciones de las glándulas sin conductos y también sugirió el nombre insulina después de teorizar que una sustancia del páncreas era responsable de la diabetes mellitus. 

En Estados Unidos la investigación en el campo de la diabetes era también muy intensa y extensa en el campo de la diabetes. Israel S. Kleiner y S. J. Meltzer, del Departamento de Investigación Médica de Fisiología y Farmacología del Instituto Rockefeller, investigaron los efectos de la inyección intravenosa de una emulsión de páncreas en animales intactos y pancreatectomizados, y publicaron sus resultados en 1915. Estos experimentos indicaron que la secreción interna del páncreas contribuyó a la desaparición rápida de la glucosa circulante. 

En 1919, Kleiner publicó sus experiencias entre entre 1915 y 1919, cuyos resultados apoyan la existencia de la secreción interna del páncreas, con acciones beneficiosas en el tratamiento de la diabetes experimental. La administración intravenosa de la emulsión pancreática consiguió una reducción muy importante de la glucemia en la mayoría de los 16 perros investigados con diabetes pos-pancreatectomía. Sorprendió a los investigadores la ausencia de efectos tóxicos relevantes, lo que se atribuyó a la alta dilución del extracto pancreático y a su lenta administración. Sin embargo Kleiner abandonó el Instituto Rockefeller en 1919 y con ello esta interesante área de investigación.

Falta poco o nada

Nicolae C. Paulescu (1869-1931) inició sus investigaciones sobre la secreción

Nicolae C. Paulescu

endocrina del páncreas en el Hôtel Dieu (París), en el laboratorio del Servicio de Medicina Interna (Prof. Etienne Lanceraux), y en la Universidad de la Sorbonne (Albert Dastre). A los 31 años regresó a Bucarest para organizar el Laboratorio de Fisiología Experimental.

Paulescu realizó progresos importantes en la técnica quirúrgica de la ablación pancreática. En el año 1920 publicó en francés el Traité de Physiologie Médicale. En dicho texto describió los efectos de la administración de extractos pancreáticos a perros pancreatectomizados. 

En 1921 Paulescu presentó varias comunicaciones a la Sociedad Rumana de Biología y publicó varios trabajos en Comptes rendus des Séances de la Societé de Biologie (julio de 1921). En ellos  describió los efectos de la ablación completa del páncreas en el perro (elevación de la concentración de glucosa, urea y cuerpos cetónicos en sangre y orina), así como la supresión temporal de la hiperglucemia tras la inyección de extracto pancreático en la vena yugular externa y ramas de la vena porta, seguida de hipoglucemia y supresión de la glucosuria. En experimentos posteriores demostró la disminución consiguiente en la urea sanguínea y urinaria, acetonemia y acetonuria, así como la duración de las acciones del extracto pancreático (inicio casi inmediato, pico a las 2 horas, y desaparición a las 12 horas) y la naturaleza de dosis-dependencia de los efectos observados (en función del peso del fragmento pancreático utilizado en la obtención del extracto). Además señaló cómo los efectos se reprodujeron, igualmente, en animales no diabéticos. 

En fecha 31 de agosto de 1921, Paulescu publica un artículo extenso, titulado Recherche sur le role du pancréas dans l’assimilation nutritive en la revista Archives Internationales de Physiologie, describiendo numerosos experimentos, que ilustraban el efecto hipoglucemiante del extracto pancreático, en perros pancreatectomizados y la inducción de hipoglucemia en el perro normal. Describe además los ensayos de control con otro tipo de infusiones y extractos de otros órganos, con los que no se observaron los efectos metabólicos de la administración del extracto pancreático. 

Paulescu intentó, sin éxito, la purificación del extracto pancreático, para evitar las manifestaciones colaterales, principalmente acceso febril y tumefacción local en la zona de inyección. En humanos comprobó, en un número limitado de pacientes diabéticos, los efectos biológicos cuando se administraba por vía parenteral (intravenosa y subcutánea), mientras que era inactivo por vía oral o por cánula intestinal. Denominó pancreine al extracto pancreático activo y registró la petición de patente al gobierno rumano en abril de 1922.

Charles H. Best y Frederick G. Banting  

El 5 de febrero del año 1922, Frederick Grant Banting (1891-1941) y Charles Herbert Best (1899 - 1978) publicaron el artículo The internal secretion of the pancreas en The Journal of Laboratory and Clinical Medicine. Los resultados del mismo fueron esencialmente idénticos a los publicados anteriormente por Zülzer, Kleiner y Paulescu.

Los autores administraron al menos 75 dosis de extracto de «páncreas degenerado» (siguiendo la técnica quirúrgica de ligar los conductos pancreáticos para inducir degeneración acinar atribuibles a las enzimas pancreáticas intentando que no afectaran a los islotes pancreáticos). El proceso no finalizaba antes de transcurrir 10 semanas. En perros pancreatectomizados, el «extracto de páncreas degenerado» produjo reducciones parciales de la glucemia y la glucosuria y los autores consideraron que este extracto contenía la secreción interna del páncreas.

Banting y Best emplearon el método de Myers-Bailey, publicado en 1916, para estimar las concentraciones de glucosa. En ensayos de control, la administración de un extracto hepático o esplénico, con protocolo similar, o de extracto pancreático fresco tratado con calor, no determinaron modificaciones de la glucemia y la glucosuria. Dada la mortalidad elevada de los animales quirúrgicamente intervenidos y la dificultad en inducir diabetes experimental, Banting y Best decidieron, en agosto de 1921, proceder a la pancreatectomía en un solo tiempo. Posteriormente, desarrollaron extractos con mayor actividad por su procedencia fetal y utilizaron nuevos procedimientos (sin ligadura de conductos pancreáticos, acidulación del extracto alcohólico, lavado con toluol y uso del filtro Berkfeld). A pesar de la modificación de técnica, el extracto pancreático aún contenía impurezas, como contenido excesivo de proteínas, a lo que atribuyeron la formación de abscesos estériles en el lugar de inyección.

El retraso en el desarrollo de la técnica y de la posibilidad de ensayos clínicos en humanos impacientaba a los investigadores. La mediación de John James Rickard Macleod (1876 -1935), Director del Departamento de Fisiología de la Universidad de

John James Rickard Macleod

Toronto, haría posible la administración de la primera dosis del extracto pancreático, elaborado por Banting, a un paciente ingresado en el hospital: El 11 de enero de 1922, el médico residente Ed Jeffrey cumplió la orden del médico consultor Walter Campbell, coordinador de la sala de hospitalización de medicina del Hospital General de Toronto, y administró una dosis de 15 ml del extracto pancreático de Banting (líquido turbio, de color marrón claro), dividida en dos inyecciones de 7,5 ml en cada nalga, al paciente Leonard Thompson, de 14 años de edad, diagnosticado de diabetes mellitus en diciembre de 1919, que había sido admitido en el Hospital en diciembre de 1921 como paciente de beneficencia. Leonard estaba emaciado, con glucosuria extrema, cetonuria intensa, hipotenso y una diuresis aproximada de 4 litros en 24 horas. La respuesta a la administración del extracto pancreático consistió en una reducción de la glucemia de 440 a 320 mg/dL, de la glucosuria en 24 horas de 92 a 84 gr. y la cetonuria permaneció inalterada. Se desarrolló rápidamente un «absceso estéril» en una de las dos zonas de inyección y la experiencia se consideró clínicamente fallida, por lo que se decidió no administrar nuevas dosis del preparado.

James Bertram Collip

James Bertram Collip, doctor en Bioquímica y profesor de la Universidad de Alberta, se encontraba en Toronto como Assistant Professor en un período sabático, financiado por la Fundación Rockefeller. Ante la petición de Banting, Macleod solicitó la ayuda de James B. Collip para el desarrollo del extracto. Collip inició dichas actividades en un laboratorio propio el 12 de diciembre de 1921. Utilizó extractos pancreáticos de ternera y el 19 de enero de 1922, descubrió que la concentración límite de alcohol, determinante de la precipitación del principio activo del extracto, era superior al 90%. Utilizando este umbral, eliminó la mayor parte de contaminantes proteícos, que precipitaban a concentraciones inferiores a 90%. Consiguió de esta forma aislar el producto activo, aún con impurezas, pero con una potencia muy superior a las preparaciones ensayadas con anterioridad.

 
El extracto de Collip se administró por primera vez al paciente Leonard Thompson el 23 de enero de 1922 y la mejoría clínica fue inmediata: La glucemia se redujo de 520 a 120 mg/dL; la glucosuria bajó de 71 a 9 gr. en 24 horas y desapareció la cetonuria. El paciente mejoró de forma rápida y recuperó su actividad. Se trataba del primer paciente tratado con éxito.

 
En el mes de febrero, 6 pacientes siguieron el mismo protocolo aplicado a Leonard Thompson, todos con resultados satisfactorios. Estos resultados fueron: bajada inmediata de la glucemia y mejoría sustancial de los síntomas; reducción marcada o desaparición de la glucosuria y de la cetonuria, además de recuperar su actividad física. El informe preliminar se publicó en el número de marzo de la revista Canadian Medical Association Journal. Tanto el extracto pancreático de Zülzer como el de Banting y Best presentaban una toxicidad similar, que excluía su uso en el tratamiento de pacientes. Pero el equipo de Toronto contó con pericia de Collip y ello supuso el éxito en la utilización terapéutica de la insulina.

La insulina universal

Después de estos avances críticos, las compañías farmacéuticas entraron definitivamente en escena. En enero de 1922, los investigadores de la Universidad de Toronto firmaron un acuerdo de cooperación con Connaught Antitoxin Laboratories, y el 12 de abril de 1922, el equipo investigador propuso al presidente de la universidad una patente que debería registrarse bajo los nombres de Best y Collip y el extracto pancreático recibió el nombre definitivo de insulina. La patente Collip-Best fue rechazada por la oficina de patentes de Estados Unidos por conflicto de intereses con la patente previa, concedida el 28 de mayo de 1912 a Georg Zülzer.

El 30 de mayo de 1922, se firmó una colaboración entre la universidad y Eli Lilly. El laboratorio invierte en la producción de insulina y adquiere los derechos exclusivos en Estados Unidos y resto del continente americano. Lilly aceptó que la palabra «insulin» quedara asignada al producto genérico, y que la alternativa «iletin» se refiriera exclusivamente al producto específico de Laboratorios Lilly. Posteriormente, el 23 de enero de 1923, se concedería la patente americana tanto sobre el método de Toronto como sobre el método de Lilly. El laboratorio Lilly, desarrolló un método de purificación, mediante fraccionamiento isoeléctrico, que permitió la fabricación industrial de insulina, con un aumento de la estabilidad y la pureza hasta 100 veces superior al producto anterior. A partir de febrero de 1923, la producción de insulina permitió la disposición de la hormona para diversas instituciones seleccionadas para su utilización clínica.

 
En los meses de noviembre y diciembre de 1922, el Departamento de Medicina publicó en Journal of Metabolic Research tres artículos de gran relevancia clínica. En el primero de ellos, el equipo canadiense describió minuciosamente un conjunto de nueve casos de pacientes diabéticos tratados con insulina. En el mismo número de la revista, Walter R. Campbell realizó unas observaciones clínicas muy reveladoras de los primeros catorce casos de coma diabético tratados en la Clínica Médica del Hospital General de Toronto. Uno de los manuscritos, firmado por Almon Fletcher y Walter Campbell, contiene una magnífica descripción de la hipoglucemia insulínica con sus manifestaciones clínicas, tanto en la etapa adrenérgica como en la neurogénica.

En la Conferencia del Premio Cameron, impartida en la Universidad de Edimburgo el 30 de octubre de 1928, el Dr. F. G. Banting dio su versión de la historia de la investigación que culminó con el descubrimiento de la insulina. En esta conferencia el profesor Banting explicó como concibió la idea original el 30 de octubre de 1920, después de leer un artículo de Moses Baron que apareció en Cirugía, Ginecología y Obstetricia, y en la que el autor señaló la analogía entre los cambios degenerativos que siguen a la ligadura experimental del conducto pancreático y el bloqueo del conducto por cálculos biliares. Más tarde, por la noche, bajo la influencia de las ideas evocadas por este artículo, escribió la siguiente entrada en su cuaderno: "Ligar los conductos pancreáticos de perros. Esperar de seis a ocho semanas para la degeneración. Retirar el residuo y extraer". El siguiente paso fue solicitarle, al profesor J. J. R. Macleod, permiso para probar estos experimentos en su laboratorio y para usar las instalaciones de su departamento para hacer estimaciones de azúcar en sangre y orina.

En 1923 llegaron los Premios Nobel

El Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1923 por el descubrimiento de la insulina se dividió entre Frederick G. Banting y John J.R. Macleod. La elección de esta combinación de galardonados ha sido muy debatida desde que se otorgó el premio. Banting compartió su parte del monto del premio con su compañero de trabajo más joven Charles Best.

Es muy inusual que alguien reciba el Premio Nobel de Fisiología o Medicina el mismo año en que es nominado por primera vez. Sin embargo, como puede verse en el material de archivo de la institución galardonada (La Asamblea Nobel en el Karolinska Institutet en Estocolmo), así ocurrió en el caso esto de Banting y Macleod. Publicaron su trabajo sobre el descubrimiento de la insulina en 1922 y fueron nominados por primera vez en 1923: Banting por G.W. Crile (Cleveland), F.G. Benedict (Boston) y August Krogh; y Macleod de G.N Stuart (Cleveland) y August Krogh. Charles Best, por otro lado, nunca fue nominado en este momento (solo los candidatos nominados pueden ser considerados para el premio).

En su nominación, August Krogh resumió sus razones para proponer a Banting y Macleod de la siguiente manera: “Con la información que yo personalmente he obtenido en Toronto, y que también, aunque menos claramente, surge de las obras publicadas, se puede concluir que el mérito de la idea detrás del trabajo que condujo al descubrimiento, sin duda es de Banting, que es un hombre joven y aparentemente muy talentoso. Sin embargo, definitivamente no habría podido realizar las investigaciones, que desde el inicio y durante todas las etapas, han sido supervisadas por el profesor Macleod ”.

Aunque el Premio Nobel lo compartieron Banting y Macleod, muchos otros investigadores sumaron esfuerzos para llegar hasta el descubrimiento de la fisiologia pancreática, al descubrimiento de la secreción interna de este órgano y a su caracterización y aislamiento hasta la sustancia pura que puede suplir el deficit de los pacientes con Diabetes Mellitus. Por ello, son muchos los investigadores e historiadores de la Medicina que consideran, a muchos de los autores y científicos citados, con los suficientes méritos para haber sido laureados por los Premios Nobel. Este artículo quiere ser un modesto homenaje al esfuerzo, el tesón, la imaginación y el sacrificio de todos los médicos, biólogos, bioquímicos y científicos, en general, que han contribuido a salvar, si no a hacer más llevaderas las vidas de millones de seres humanos.

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BIBLIOGRAFIA

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