Woher kommen unsere Medikamente? Am Beispiel: Insulin

Insulin ist das Hormon in unserem Körper, das für die Regulation des Zuckergehaltes des Blutes (und demnach der Gewebe) verantwortlich ist. Es macht das zusammen mit dem Hormon Glucagon, wobei das Glucagon für den Anstieg des Blutzuckers verantwortlich ist und das Insulin für dessen Senkung.

Wir brauchen Zucker als Antriebsstoff für unsere Zellen. Wie überall gilt aber auch hier: Zuviel ist schlecht. Speziell schlecht ist es, wenn der Zucker im Blut (unserem Transportsystem) zu hoch ist. Das schadet dann den Gefässen und gibt die ganzen Folgeerscheinungen, die man bei unbehandeltem Diabetes sehen kann: Blindheit, wenn die Gefässe im Auge betroffen sind, Amputationen, weil die Gefässe der Extremitäten zugehen, Nierenschäden und so weiter.

Wie aber hat man das Hormon – und damit eine Behandlung für Diabetes eigentlich gefunden?

Durch ein paar Fliegen.

House Fly on Wall

Image via Wikipedia

Das kam so: 1889 hat man Hunden wegen einem Experiment den Pankreas (die Bauchspeicheldrüse) entfernt. Im Lauf des Experimentes fand man, dass Fliegen vom Urin der Hunde, denen nun die Bauchspeicheldrüse fehlte mehr angezogen wurden.Wieso? Durch das Experiment hat man bei den Hunden – noch ohne es zu wissen – künstlich Diabetes verursacht. Der Zucker wurde via Nieren im Urin ausgeschieden – und Fliegen mögen Süsses, also …

Jetzt wusste man also, dass irgendetwas im Pankreas den Blutzucker niedrig hält.

Seit der Entdeckung versuchten viele Wissenschaftler die Sekrete des Pankreas zu extrahieren und als Mittel gegen Diabetes zu verwenden.

Der Name Insulin kommt übrigens von den Langerhanschen Inseln im Pankreas – dem Ort, wo das Insulin produziert wird.

1906 führte der deutsche Internist Professor Georg Ludwig Zuelzer  erstmals eine Injektion mit einem von ihm isolierten und von der Firma Schering hergestelltem Kälberpankreasextrakt namens Acomatol am Menschen durch. Der Extrakt war wohl wirksam, wegen der starken Nebenwirkungen konnte das Präparat nicht weiter verwendet werden.

1916 gelang es Nicolae Paulescu dann erstmals, Insulin aus Pankreasgewebe zu gewinnen.

1921 gelang auch Frederick Grant Banting und Charles Best die Extraktion von Insulin, sie nannten es „isletin“ – dafür bekamen sie 1923 den Nobelpreis

Damit ist die Geschichte aber noch nicht am Ende.

Die ersten Insulinpräparate wurden aus den Bauchspeicheldrüsen von Tieren hergestellt. Für mehrere Jahrzehnte war das auch die einzige Quelle für die Insulinproduktion. Die Tiere waren Schweine und Rinder. Deren Insulin unterscheidet sich zwar, wie man heute weiss an einigen Stellen vom menschlichen Insulin (im Fall vom Schwein ist der Unterschied eine einzige Aminosäure), war aber brauchbar.

Humaninsulin kam als nächstes – der Name ist aber irreführend, weil es sich nicht um Insulin aus menschlichen Bauchspeicheldrüsen handelt, sondern um ein Molekül, das chemisch identisch mit dem des Menschen ist. Gewonnen wurde es aus Schweineinsulin, indem man mit biochemischen Methoden die eine „falsche“ Aminosäure austauscht. 1983 wird dieses halbsynthetische Humaninsulin erstmals von der Firma Hoechst auf den Markt gebracht.

1979 gelang es Frankfurter Wissenschaftlern, das Gen für die Herstellung von Insulin aus menschlichen Zellen zu isolieren, und mittels Gentransfer in Mikroorganismen wie Bakterien (Escherichia coli) oder Hefen (Saccharomyces cerevisiae) zu bringen, so dass ab 1982 die Möglichkeit bestand, mittels dieser gentechnisch veränderten Organismen Humaninsulin in großen Mengen ohne den Einsatz tierischen Ausgangsmaterials von Schwein oder Rind zu produzieren.

Aufgrund der Diskussion über Chancen und Risiken von Gentechnik kam erst 1999 durch die aus der Firma Hoechst hervorgegangene Firma Aventis dieses neue Humaninsulin in den USA an den Markt.

Heute geht man noch weiter, indem man mit Insulinanaloga Abwandlungen hat, die eine kürzere oder längere Wirkdauer haben. So kann man ein bisschen mit der Anwendung des Insulins spielen – aber darüber wissen die betroffenen Diabetiker fast mehr als ich :-/

Es gibt unterschiedliche Formen von Diabetes. Wenn die Bauchspeicheldrüse noch einigermassen funktioniert, wird versucht mit Tabletten die Insulinausschüttung anzuregen und die Empfindlichkeit der Gewebe auf das noch vorhandene Insulin zu verbessern. Wenn aber (fast) kein Insulin (mehr) vorhanden ist, dann muss man es halt ersetzen.

Two types of modern, pre-filled insulin syringes.

Image via Wikipedia

Insulin ist ein Proteinhormon und geht leider relativ leicht kaputt – weshalb es gekühlt gelagert werden muss – und zur Anwendung injiziert – also gespritzt. Wenn man es schluckt, zerstört die Magenenzyme die Struktur und macht es unwirksam. Es gibt Bemühungen nach einfacheren Anwendungsarten zu suchen, zum Beispiel zur Inhalation – es ist aber nichts auf dem Markt im Moment.Dennoch ist es ein ziemlich erstaunliches Medikament, v.a. wenn man bedenkt, dass noch vor nicht allzu langer Zeit Menschen mit Diabetes eine ziemlich schlechte Lebenserwartung hatten – kompliziert noch durch die auftretenden Beschwerden. Heute muss man kaum noch Amputieren wegen Diabetes-Folgen … vorausgesetzt die Leute halten sich an die Therapien …

 


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