Insulina ludzka

Pierwszym rodzajem insuliny ludzkiej o pełnym działaniu biologicznym był hormon ekstrahowany z trzustek ludzkich, Z oczywistych względów stosowano go wyjątkowo i głównie do celów badawczych. Pełna synteza insuliny z pojedynczych aminokwasów okazała się, jak dotąd, najmniej efektywna. W latach sześćdziesiątych dokonano co prawda takiej syntezy w Stanach Zjednoczonych A.P., Niemczech (RFN) i Chinach, jednak otrzymany produkt wywierał słabe działanie biologiczne, co było zapewne wynikiem różnicy jego drugo- i trzeciorzędowej budowy w porównaniu z insuliną naturalną. Później zespołowi pracowników firmy Ciba-Geigy udało się dokonać całkowitej syntezy insuliny o pełnym działaniu biologicznym, jednak ta droga wytwarzania insuliny ludzkiej okazała się nieopłacalna i nie podjęto jej na skalę przemysłową. Pełnym sukcesem zakończyły się natomiast wysiłki zmierzające do otrzymania ludzkiej insuliny na innej drodze. W Instytucie Naukowym Novo uzyskano insulinę identyczną z ludzką, zastępując w pozycji 30 łańcucha B insuliny wieprzowej alaninę przez treoninę. Jest to insulina ludzka półsyntetyczna (semisynlhetic human insulin, SHI), produkowana na skalę przemysłową. Na tej samej zasadzie opiera się synteza insuliny ludzkiej wytwarzanej przez iirmę Hoechst (Human Insulin Hoechst). Z kolei w Instytucie Naukowym Lilly wykorzystano do produkcji insuliny ludzkiej technologię, której podstawą jest „zaprogramowanie1′ odpowiednimi genami plazmidów szczepów bakterii Escherichia coli (K-12); dokonano tego w specjalistycznym instytucie Genentech Corporation [45]. Opracowano 2 sposoby otrzymywania insuliny: w pierwszym do DNA plazmidów dwóch populacji bakterii wprowadza się oddzielne geny (syntetyczne) łańcucha A i łańcucha B, a następnie peptydy wytworzone przez bakterie łączy się, utleniając wolne grupy sulfhydrylowe. W drugiej natomiast metodzie do plazmidu pojedynczej kolonii wprowadza się gen (półsyntetyczny) proinsuliny i wytworzony przez i bakterie prohormon przekształca się, stosując trypsynę i karboksypeptydazę B insuliny. Obie insuliny otrzymane powyższymi metodami określa się mianem ludzkiej insuliny biosyntetycznej (biosynthetic human insulin, BHI). Są one także produkowane na skalę przemysłową. Struktury ludzkiej insuliny półsyntetycznej oraz biosyntetycznej są identyczne i analiza krystalograficzna nie wykazała pomiędzy nimi żadnej różnicy. Oba rodzaje mają te same właściwości biologiczne, co stosowane dotąd insuliny konwencjonalne, i w niektórych krajach preparaty insuliny ludzkiej zostały już dopuszczone do stosowania u chorych na cukrzycę. Dążenie do uzyskania i stosowania w leczeniu cukrzycy insuliny homologicznej jest oparte na przekonaniu, że będzie to stanowiło istotny postęp w terapii tej choroby. Szczególnie duże nadzieje wiąże się z możliwością zmniejszenia ryzyka występowania późnych powikłań cukrzycy. Obecnie jest jeszcze za wcześnie na ocenę, czy i w jakim stopniu synteza i biosynteza laboratoryjna insuliny ludzkiej spełnia te nadzieje. Z teoretycznego punktu widzenia insulina taka powinna być pozbawiona działania immunogennego u człowieka, okazało się jednak, że podczas jej stosowania pojawiają się — chociaż w mniejszym stopniu aniżeli podczas wstrzykiwania insulin heterologicznych — przeciwciała wiążące insulinę. Nie ulega natomiast wątpliwości, że wykorzystanie odpowiednio „zaprogramowanych” bakterii do syntezy insuliny otwiera nieograniczone możliwości wytwarzania tego hormonu, na który zapotrzebowanie stale wzrasta. Podaż surowców naturalnych (trzustek zwierzęcych) jest ograniczona, zaś dla zapewnienia jednemu choremu na cukrzycę przeciętnej dawki insuliny w ciągu całego roku potrzeba trzustek 10 krów lub 40 świń. Okazało się także, że otrzymana w procesie biosyntezy ludzkiej insuliny ludzka proinsulina (biosynthetic human proinsulin) wywiera wyraźne działanie hipoglikemizujące u ludzi, i to tak dalece, że podejmowane są próby stosowaniu gej w leczeniu cukrzycy, Powolniejsze, ale dłuższe działanie, zależne przede wszystkim od hamowania oddawania glukozy przez wątrobę do krwi, może w przyszłości wyznaczyć temu prohormonowi szczególne miejsce w terapii cukrzycy (np. w przypadkach insulinooporności, w cukrzycy chwiejnej).