L'histoire de l'insuline

Des analyses

L'insuline est peut-être le médicament hormonal le plus important et le plus utilisé dans la pratique médicale. L'insuline humaine - une hormone synthétisée par les cellules bêta du pancréas - joue un rôle majeur dans les processus de fonctionnement normal du corps humain.

Sa fonction la plus importante est de fournir aux cellules du corps le principal matériau énergétique, le glucose.

Si l'insuline ne suffit pas, les cellules ne sont pas en mesure d'absorber le glucose, il s'accumule dans le sang et les tissus et les organes sont en manque d'énergie. En cas de manque d'insuline, une maladie grave telle que le diabète sucré se développe.

Jusqu'au début du XX siècle. Les patients diabétiques sont décédés à un âge précoce ou peu à peu des suites de diverses complications de leur maladie. Presque personne n'a réussi à vivre plus de 5 à 7 ans après le début de la maladie.

Le rôle du pancréas dans le développement du diabète ne fut connu qu'à la fin du XIXe siècle. En 1869, à Berlin, Paul Langergans, étudiant en médecine de 22 ans, étudia la structure du pancréas avec un microscope et attira l'attention sur des cellules auparavant inconnues formant des groupes uniformément répartis dans la glande., est resté inconnu.

Plus tard, Ernst Lako a émis l'hypothèse que le pancréas est impliqué dans les processus de digestion. En 1889, le physiologiste allemand Oscar Minkowski a tenté de prouver que la valeur de la digestion du pancréas était artificielle. Pour cela, il a mis en place une expérience dans laquelle il a enlevé une glande chez un chien en bonne santé. Quelques jours après le début de l'expérience, l'assistant Minkowski, chargé de surveiller l'état des animaux de laboratoire, a attiré l'attention sur le grand nombre de mouches survolant l'urine d'un chien expérimental.

Après avoir examiné l'urine, il a découvert qu'un chien dépourvu de pancréas sécrétait du sucre avec l'urine. Ce fut la première observation qui reliait le travail du pancréas et le développement du diabète. Eugene Opie a prouvé en 1901 que le diabète sucré était causé par des perturbations de la structure du pancréas, à savoir la destruction totale ou partielle des îlots de Langerhans.

Le physiologiste canadien Frederick Banting a été le premier à pouvoir isoler l'insuline et à l'appliquer avec succès pour traiter les patients. La tentative d'un jeune chercheur de soigner le diabète a poussé les événements tragiques: deux de ses amis sont décédés des suites du diabète. Même avant Banting, de nombreux chercheurs, comprenant le rôle du pancréas dans le développement du diabète sucré, avaient tenté d’isoler une substance qui influerait directement sur la glycémie, mais toutes ces tentatives ont abouti à un échec.

Ces échecs étaient également dus au fait que les enzymes pancréatiques (principalement la trypsine) géraient au moins partiellement la décomposition des molécules d'insuline avant qu'elles ne puissent être isolées de l'extrait de tissu glandulaire. En 1906, Georg Ludwig Zeltser réussit à réduire le taux de glucose dans le sang de chiens expérimentaux à l'aide d'un extrait du pancréas, mais il ne put continuer son travail. En 1911, à l’Université de Chicago, Scott utilisa un extrait aqueux du pancréas et remarqua une légère diminution de la glycosurie chez les animaux de laboratoire. Cependant, il ne put convaincre son supérieur de l’importance de ses recherches. Bientôt, ces expériences furent interrompues.

Le même effet a été démontré par Israël Kleiner en 1919, mais n’a pas été achevé en raison du début de la Première Guerre mondiale.

En 1921, le professeur de physiologie de l’école roumaine de médecine, Nicola Paulesco, a publié un ouvrage similaire, et beaucoup, notamment en Roumanie, le considèrent comme le pionnier de l’insuline. Cependant, le mérite d'isoler l'insuline et son utilisation réussie appartiennent précisément à Frederick Banting.

Banting a travaillé comme chargé de cours au département d'anatomie et de physiologie d'une université canadienne sous la supervision du professeur John MacLeod, alors considéré comme un grand spécialiste du diabète. Banting a tenté d'obtenir une atrophie du pancréas en bandant ses canaux excréteurs (canaux) pendant 6 à 8 semaines, tout en maintenant les îlots de Langerhans inchangés par rapport aux effets des enzymes pancréatiques et en obtenant un extrait pur des cellules de ces îlots.

Pour mener cette expérience, un laboratoire, des assistants et des chiens expérimentaux, que Banting n’avait pas, étaient nécessaires.

Pour obtenir de l'aide, il s'est tourné vers le professeur John MacLeod, qui était bien conscient des échecs passés dans l'obtention des hormones pancréatiques. Par conséquent, il n'a d'abord pas permis à Banting de se rendre dans son laboratoire. Cependant, Banting ne recule pas et au printemps de 1921, il demande à nouveau à MacLeod d'être autorisé à travailler dans le laboratoire pendant au moins deux mois. Comme à ce moment MacLeod allait aller en Europe et que le laboratoire était libre, il accepta. En tant qu’assistant de Banting, un étudiant de 5e année a été confié à Charles Best, qui avait bien étudié les méthodes permettant de déterminer la glycémie et l’urine.

Pour mener une expérience qui nécessitait d'importantes dépenses, Banting devait vendre la quasi-totalité de ses biens.

Plusieurs chiens ont été attachés avec des conduits du pancréas, après quoi ils ont commencé à attendre son atrophie. Le 27 juillet 1921, un extrait de pancréas atrophié a été administré à un chien atteint d’un pancréas distant situé dans le précoma. Après quelques heures, le chien avait une diminution de la glycémie et de l'urine, et l'acétone avait disparu.

Puis l'extrait du pancréas a été introduit une seconde fois et elle a vécu 7 jours de plus. Peut-être le chien aurait-il vécu plus longtemps, mais les chercheurs étaient à court d'extraits, car l'insuline du pancréas du chien était extrêmement laborieuse et longue.

Par la suite, Banting et Best ont commencé à obtenir un extrait du pancréas de veaux à naître, dans lequel aucune enzyme digestive n'avait encore été produite, mais dans lequel une quantité suffisante d'insuline avait déjà été synthétisée. La quantité d'insuline est maintenant suffisante pour maintenir le chien expérimental en vie jusqu'à 70 jours. MacLeod, de retour d'Europe à ce moment-là, s'intéresse peu à peu au travail de Banting et de Best et y connecte tout le personnel de laboratoire. Banting, qui a initialement appelé l'extrait pancréatique obtenu Isletin, à la suggestion de MacLeod, l'a renommée insuline (du latin. Insula - "île").

La production d'insuline s'est poursuivie avec succès. Le 14 novembre 1921, Banting et Best ont rendu compte des résultats de leurs recherches lors d'une réunion du Physiological Journal Club de l'Université de Toronto. Un mois plus tard, un rapport a été publié aux États-Unis, à l’American Physiological Society à New Haven.

La quantité d'extrait obtenu à partir du pancréas de bovins abattus à l'abattoir a commencé à croître rapidement et un spécialiste a été nécessaire pour assurer une purification fine de l'insuline. À cette fin, à la fin de 1921, MacLeod a fait appel au célèbre biochimiste James Collip, qui a très rapidement obtenu de bons résultats en matière de purification de l'insuline. En janvier 1922, Banting et Best ont entrepris les premiers essais cliniques sur l'insuline chez l'homme.

Au début, les scientifiques ont injecté 10 unités d'insuline chacune, puis un volontaire, Leonard Thompson, âgé de 14 ans et souffrant de diabète. La première injection lui a été faite le 11 janvier 1922. Cependant, elle n’a pas été couronnée de succès, car l’extrait n’était pas suffisamment purifié, ce qui a provoqué le développement d’allergies. Pendant les onze jours suivants, Collip travailla d'arrache-pied au laboratoire pour améliorer l'extrait. Le 23 janvier, le garçon reçut une deuxième injection d'insuline.

Après l'introduction de l'insuline, le garçon a commencé à récupérer rapidement - c'était la première personne sauvée par l'insuline. Banting a rapidement sauvé son ami, le docteur Joe Gilchrist, de la mort prochaine.

La nouvelle de la première utilisation réussie de l'insuline, le 23 janvier 1922, fit sensation dans le monde entier. Banting et ses collègues ont littéralement ressuscité des centaines de personnes atteintes de diabète, notamment de formes sévères. Il a écrit beaucoup de lettres demandant à être sauvé de la maladie, lui est venu dans le laboratoire. Cependant, il restait encore de nombreuses lacunes à ce jour: la préparation d’insuline n’était pas suffisamment normalisée, il n’existait aucun moyen de se maîtriser et la dose d’insuline devait être mesurée approximativement à l’œil. Par conséquent, des réactions hypoglycémiques de l'organisme se sont souvent produites lorsque le taux de glucose est tombé en dessous de la norme.

Cependant, l'amélioration de l'insuline et son introduction dans la pratique médicale quotidienne se sont poursuivies.

L'Université de Toronto a commencé à vendre des licences de production d'insuline à diverses sociétés pharmaceutiques et, en 1923, cette hormone est devenue disponible pour tous les diabétiques.

Lily (États-Unis) et Novo Nordisk (Danemark), toujours leaders dans ce domaine, ont reçu l’autorisation de fabriquer des médicaments. Bantingu en 1923. Université de Toronto décerné le doctorat en sciences, il fut élu professeur. Un département spécial de recherche médicale a également été ouvert pour Banting et Best, à qui des salaires élevés ont été attribués.

En 1923, Banting et McLeod reçurent le prix Nobel de physiologie et de médecine, qu'ils partagèrent volontairement avec Best et Collip.

En 1926, le scientifique médical Abel était capable de synthétiser l'insuline sous une forme cristalline. Après 10 ans, le chercheur danois Hagedorn a reçu une insuline prolongée (prolongée) et, 10 ans plus tard, la protamine neutre Hagerdon a été créée, qui reste l'un des types d'insuline les plus populaires.

La composition chimique de l'insuline a été établie par le biologiste moléculaire britannique Frederick Sanger, lauréat du prix Nobel en 1958. L'insuline est devenue la première protéine dont la séquence d'acides aminés a été complètement décodée.

La structure spatiale de la molécule d’insuline a été établie par la méthode de diffraction des rayons X dans les années 1990. Dorothy Crouft Hodgkin, qui a également reçu le prix Nobel.

Après que Banting ait reçu de l'insuline bovine, des expériences ont été menées avec de l'insuline obtenue à partir des glandes pancréatiques de porcs et de vaches, ainsi que d'autres animaux (par exemple, les baleines et les poissons).

Une molécule d'insuline humaine est composée de 51 acides aminés. L'insuline de porc n'en diffère que par un acide aminé, l'acide de vache sur trois, ce qui ne les empêche pas de normaliser assez bien le taux de sucre. Cependant, l’insuline d’origine animale présente un inconvénient majeur: elle provoque une réaction allergique chez un nombre important de patients. Par conséquent, des travaux supplémentaires étaient nécessaires pour améliorer l'insuline. En 1955, la structure de l'insuline humaine a été déchiffrée et des travaux intensifs ont été entrepris pour l'isoler.

Pour la première fois, cela a été possible en 1981 par les scientifiques américains Gilbert et Lomedico. Un peu plus tard, l’insuline a été obtenue à partir de levure de boulangerie par génie génétique. L'insuline était la première des protéines humaines synthétisées en 1978 par la bactérie génétiquement modifiée E. coli. C'était de lui dans la biotechnologie a commencé une nouvelle ère. Depuis 1982, la société américaine Genentech a commencé à vendre de l’insuline humaine synthétisée dans un bioréacteur. Cette insuline n'a aucun effet allergène sur le corps humain.

L’histoire de l’insuline est l’une des plus remarquables histoires de découvertes extraordinaires en pharmacologie. L'importance de la découverte et de la synthèse de l'insuline est déjà démontrée par le fait que trois prix Nobel ont été attribués pour des travaux avec cette molécule. Le diabète sucré reste une maladie incurable jusqu'à présent, seules des injections constantes de médicaments magiques peuvent sauver la vie de patients.

Cependant, la production d'insuline n'a pas encore été perfectionnée, elle a ses effets secondaires (par exemple, une lipodystrophie survient sur les sites d'injection, etc.) et les efforts visant à améliorer ou à modifier la qualité des insulines synthétisées sont toujours en cours.

Histoire de la création d'insuline;

L'insuline est peut-être le médicament hormonal le plus important et le plus utilisé dans la pratique médicale. L'insuline humaine, une hormone synthétisée par les cellules bêta du pancréas, joue un rôle majeur dans les processus de fonctionnement normal du corps humain.

Sa fonction la plus importante est de fournir aux cellules du corps le principal matériau énergétique, le glucose.

Le rôle du pancréas dans le développement du diabète ne fut connu qu'à la fin du XIXe siècle. En 1869, à Berlin, un étudiant en médecine, Paul Langergans, avait étudié au microscope la structure du pancréas et avait attiré l'attention sur des cellules jusque-là inconnues formant des groupes uniformément répartis dans toute la glande., est resté inconnu.

Le même effet a été démontré par Israël Kleiner en 1919, mais n’a pas été achevé en raison du début de la Première Guerre mondiale.

Pour mener cette expérience, un laboratoire, des assistants et des chiens expérimentaux, que Banting n’avait pas, étaient nécessaires.

Pour obtenir de l'aide, il s'est tourné vers le professeur John MacLeod, qui était bien conscient des échecs passés dans l'obtention des hormones pancréatiques. Par conséquent, il n'a d'abord pas permis à Banting de se rendre dans son laboratoire. Cependant, Banting ne recule pas et au printemps de 1921, il demande à nouveau à MacLeod d'être autorisé à travailler dans le laboratoire pendant au moins deux mois. Comme à ce moment MacLeod allait aller en Europe et que le laboratoire était libre, il accepta. En tant qu'assistant, Banting reçut Charles Best, étudiant en 5ème année, qui avait étudié les méthodes permettant de déterminer la glycémie et l'urine.

Pour mener une expérience qui nécessitait d'importantes dépenses, Banting devait vendre la quasi-totalité de ses biens.

Cependant, l'amélioration de l'insuline et son introduction dans la pratique médicale quotidienne se sont poursuivies.

En 1923, Banting et McLeod reçurent le prix Nobel de physiologie et de médecine, qu'ils partagèrent volontairement avec Best et Collip.

La structure spatiale de la molécule d’insuline a été établie par la méthode de diffraction des rayons X dans les années 1990. Dorothy Crouft Hodgkin, qui a également reçu le prix Nobel.

Faits intéressants sur la découverte de l'insuline

La première insuline, qui a réussi à sauver des vies humaines, a été présentée à un adolescent malade en 1922. Il a été fabriqué à partir du pancréas d’une vache et, avant d’obtenir le médicament, il a fallu des siècles de travail minutieux, de découvertes et d’intrigues, et beaucoup se disputent encore pour savoir qui a ouvert l'insuline, même si les auteurs ont remporté le prix Nobel.

Étude

L’humanité connaît le diabète depuis l’époque de la Grèce antique: remarquant que l’eau dans le corps du patient ne s’attardait pas, la personne a constamment soif, Areteus de Cappadocia a qualifié la maladie de «diabayno» - «passer à travers». Au début du XXe siècle, on savait beaucoup de choses sur le diabète sucré et les chiens y jouaient un rôle important. Les expériences ont été conduites cruellement: les animaux ont retiré le pancréas, après quoi les scientifiques ont observé la croissance de sucre dans le corps (la quantité de glucose dans l'urine a été déterminée et les symptômes de la maladie surveillés). Il a donc été prouvé que le diabète est directement lié au pancréas.

Un scientifique russe, Leonid Sobolev, a été le premier à découvrir que tout le pancréas n'est pas responsable du développement du diabète, mais seulement une partie des cellules (îlots de Langerhans). C'est ce qu'il a fait en 1900, après avoir noué le canal excréteur du pancréas au chien, ce qui a entraîné son atrophie, mais comme les îlots de Langerhans sont restés intacts, l'animal n'a pas développé de diabète. Bien que le scientifique russe avance dans la bonne direction, il est décédé sans avoir achevé ses recherches.

Par la suite, des scientifiques ont déterminé que le développement de la maladie est affecté par le manque de substances biologiquement actives produites dans ces cellules et contribuant à l'absorption du glucose dans le corps et à sa production (en 1916, l'allemand Charpy-Schafer a donné le nom à ces substances: le mot latin "insula" signifie île)..

L'idée que le diabète puisse être traité en administrant de l'insuline par voie externe est apparue presque aussitôt après sa découverte, mais toutes les expériences ont été infructueuses. Obtenir l'hormone dans sa forme pure n'a pas fonctionné, et lors de la déglutition, le médicament a été détruit par l'action des sucs digestifs.

La première synthèse d'insuline pourrait rendre le chercheur français GLay. Il a injecté dans les canaux du pancréas de l'huile de chien, ce qui a entraîné l'atrophie de l'organe, tandis que les îlots de Langerhans sont restés intacts. De la glande atrophiée, Gley a fait l'étirement et injecté le chien, qui a développé un diabète en raison du pancréas retiré. L'animal n'est pas mort pendant l'injection de médicaments dans son corps.

Gley n'attache aucune importance à sa découverte, il décrivit de manière détaillée les recherches et, en 1905, il déposa la Société biologique de Paris pour stockage, où ils avaient accumulé la poussière pendant de nombreuses années dans un coffre-fort.

La synthèse

Frédéric Banting, Canadien, a été le premier à avoir découvert comment synthétiser l'insuline: il a partagé cette idée avec le professeur John MacLeod: pour mener des expériences, il fallait un laboratoire doté d'un bon équipement, que MacLeod pourrait fournir. Au début, le professeur a refusé d'allouer un espace pour les expériences et n'a accepté que parce qu'il devait voyager en Europe et qu'il n'avait pas particulièrement besoin du laboratoire.

Par conséquent, la participation au développement était minime et indiquait qu’au moment de son retour de vacances, tout le travail devait être achevé, c’est-à-dire deux mois plus tard (les scientifiques ne respectaient pas le délai fixé par MacLeod, le professeur qui revenait voulait les expulser du laboratoire, mais avait réussi à le convaincre). Pour aider Banting, l'un des étudiants en médecine les plus prometteurs de Charles Best était très intéressé par l'idée de la synthèse d'insuline.

Les premières expériences ont été menées par Banting et Best sur des chiens. Ils ont reçu un extrait du pancréas atrophié du chien (cela a pris environ deux mois), après quoi ils ont injecté à un animal du coma dont la glande avait été enlevée. Le fait qu'ils soient sur le bon chemin a clairement montré que l'animal avait vécu sept jours de plus après l'injection, quittant le coma, lorsque le médicament avait été injecté et y était tombé, si aucune injection n'était administrée. Pendant ce temps, les scientifiques ont constamment mesuré la glycémie. C’était la première fois que quelqu'un sortait d'un coma diabétique (à l'époque, les recherches du Français n'étaient pas connues).

L'intrigue a commencé plus tard: les scientifiques n'ont pas délivré de brevet et ont transféré le droit d'ouvrir l'université. MacLeod, après avoir compris l'importance de la découverte, a lancé une activité active, a attiré tous les employés prometteurs et a commencé à produire des médicaments à base d'insuline. Le biochimiste John Collip a joué un rôle particulier à cet égard: il a été en mesure de faire en sorte que la ligature des conduits ne soit plus nécessaire et le temps d'attente jusqu'à l'atrophie du pancréas.

Les scientifiques ont délaissé leur attention de chiens en vaches et après un certain temps, il a été découvert que les embryons avaient beaucoup plus d'îlots de Langerhans que d'animaux adultes. Les résultats obtenus avec chaque expérience ont de plus en plus de succès et les scientifiques ont été en mesure de prolonger la vie du chien à soixante-dix jours. En 1922, le médicament fut administré pour la première fois à un garçon mourant et le ramena à la vie.

Prix

Après cela, MacLeod a fait un rapport lors d’une réunion de l’Association of American Doctors, le retournant comme s’il avait fait la découverte. En même temps, il a commencé à promouvoir activement le médicament, car il avait des liens avec cela. Il ne pouvait toujours pas garder le silence sur le rôle de Banting, mais le rôle des autres scientifiques était minimisé. Pour cette raison, le prix Nobel de la découverte de l'insuline n'a été attribué qu'à lui et à Banting.

Étant donné que MacLeod a remporté le prix et que Best n’était plus au travail, Basting était en profond désaccord et a commencé à raconter publiquement la façon dont les expériences avaient été conduites, le rôle de MacLeod, sans oublier de mentionner ce que le scientifique éminent avait joué. Un énorme scandale a conduit au fait que personne n’est allé recevoir le prix, qui a ensuite été divisé entre quatre scientifiques: Basting partagé avec Best, Mcleod avec Collip.

Après avoir appris le prix, le scientifique français Gray a décidé de prouver qu'il était l'auteur de l'invention, pour laquelle ses notes ont été rédigées en présence de témoins. Il ne s'est calmé qu'après que Hermann Minkowski, né en Lituanie, qui faisait à l'époque partie de la Russie mais vivait et travaillait en Allemagne, a évoqué la possibilité de traduire en justice un Français pour avoir dissimulé des informations permettant de sauver plus d'une vie. un millier de personnes.

Fabrication de médicaments

Depuis 1926, la production d’insuline a été largement répandue. Elle a été fabriquée par de grandes sociétés pharmaceutiques et a récemment produit de l’acier en Russie. Au début, l'hormone était fabriquée à partir du pancréas de bovin, mais elle provoquait souvent des allergies, car elle ne coïncidait pas avec les trois acides aminés humains.

Ensuite, ils ont commencé à fabriquer de l'insuline de porc (la différence en un acide aminé), que le corps humain absorbe mieux, mais des allergies sont également possibles. Par conséquent, il a été décidé de produire de l'insuline synthétique, qui serait un analogue complet de l'homme. Ici, le génie génétique est venu à la rescousse, surtout la biochimie.

Avant cela, il convient de noter que toutes les protéines sont des polymères assemblés à partir de fragments d’acides aminés. Dans le même temps, seuls les acides aminés sont impliqués dans la formation des polymères nécessaires à la production d'insuline, qui n'ont qu'un atome de carbone entre le groupe carboxyle et le groupe amino.

Bien qu'il existe de nombreux acides aminés, seuls 51 résidus d'acides aminés participent à la formation de l'insuline, de sorte que l'hormone est l'une des chaînes protéiques les plus courtes.

Pour obtenir de l'insuline, les acides aminés doivent être connectés dans un ordre strictement défini (sinon, vous pouvez obtenir une molécule qui n'a rien à voir avec ce que produit un organisme vivant), ce qui a été fait pendant les expériences.

Après un certain temps, grâce au génie génétique et à la biochimie, les scientifiques ont pu organiser la production d’insuline en plaçant dans un milieu nutritif spécial des souches de levure et d’E. Coli génétiquement modifiées capables de produire de l’insuline génétiquement modifiée par l’homme. La quantité de substance produite était si importante que les scientifiques ont tendance à croire qu'une telle dilution d'hormones remplacera bientôt l'insuline d'origine animale.

Stockage

Selon les données officielles, le nombre de diabétiques en Russie dépasse les trois millions, ce qui fait que la production d’insuline fait l’objet d’une attention toute particulière. Actuellement, une technologie de production d'insuline génétiquement modifiée a été développée en Russie. Mais le nombre de médicaments produits par la Russie pour un tel nombre de patients ne suffit pas. Par conséquent, outre l’insuline libérée en Russie, le pays achète un grand nombre de médicaments à l’étranger, créant ainsi les conditions nécessaires au stockage de l’insuline dans des entrepôts.

S'agissant du stockage de l'insuline en Russie, il convient de noter qu'un flacon non ouvert peut généralement être conservé pendant environ deux à trois ans. Pour que l'insuline ne se détériore pas, il est très important de respecter les conditions de stockage de l'insuline. Avant de stocker de l'insuline, il est nécessaire de prendre en compte que la température de stockage idéale est comprise entre 6 et 8 ° C.

Le stockage de l'insuline est souhaitable sur la porte latérale, loin du congélateur (la congélation est inacceptable, car sa structure change). Quelques heures avant les injections et la dilution, vous devez le sortir du réfrigérateur et le conserver à température ambiante.

Le flacon ouvert est conservé à la température ambiante (jusqu'à 25 ° C), à l'abri de la lumière du soleil et des appareils de chauffage. Utilisez pas plus de quatre semaines. Si la solution est devenue trouble, un précipité est apparu, ce n'est pas bon et doit être jeté.

Histoire de l'insuline qui a inventé l'insuline

Quant à moi, tout diabétique devrait connaître l'historique de sa maladie. Cette connaissance donne un sentiment complet de contrôle de la maladie et la rend plus sérieuse quant à son traitement. Nous allons donc parler aujourd'hui de l'insuline - la principale hormone qui contrôle notre taux de sucre. Dans cet article, nous passerons en revue toute la chronologie de l’étude de l’insuline, de sa détection (découverte de l’insuline) à sa production industrielle.

Le début de la recherche...

La première recherche sur l'insuline est apparue en 1869. Un jeune scientifique a étudié le pancréas à l'aide d'un microscope récemment apparu en lui. Il a attiré l'attention sur les étranges accumulations de cellules. Plus tard, elles seront appelées îles de Langerhans. Puis il ne sut pas pourquoi ils existaient, suggéra seulement qu'ils étaient nécessaires à la régulation de la digestion. Paul Langergans a consacré sa thèse de doctorat à ces cellules.

Vingt ans plus tard, en 1889, un certain physiologiste, Oskar Minkowski, décida de réfuter toutes les recherches sur le pancréas et de prouver que cela n'avait rien à voir avec la digestion. Il enleva la glande du chien, mais au bout de quelques jours, il remarqua que du sucre et du sucre étaient libérés avec son urine. C'est alors que, pour la première fois, des scientifiques ont associé le pancréas au diabète. À propos, Minkowski n'est jamais devenu célèbre dans les milieux scientifiques et n'a fait aucune découverte plus importante. Peut-être n'a-t-il jamais accepté le fait qu'il avait paralysé le pauvre animal...

Découverte d'insuline

En 1900, L.V. Sobolev confirma scientifiquement que les îlots de Langerhans sécrètent une certaine hormone qui régule les processus glucidiques dans le corps. Il a également proposé une méthode d'obtention de cette hormone à partir d'animaux nouveau-nés, car leurs îlots sont très bien développés. Pour les plus curieux, le fait que Sobolev ait travaillé dans le même laboratoire que Pavlov lui-même serait intéressant. Trop serré le monde scientifique qui ne dit pas...

Au cours des décennies suivantes, de nombreux scientifiques ont essayé de guérir le diabète de l'hormone pancréatique (le nom insuline n'apparaissait alors pas). Les dirigeants scientifiques qui ne croyaient pas au sérieux de la recherche empêchaient un scientifique, le scientifique roumain Paulesco a publié ses recherches, mais n'a pas encore avancé dans les méthodes permettant de les isoler.

Et seulement en 1922, un groupe de scientifiques de l'Université de Toronto a réussi à faire la première injection d'insuline à un garçon diabétique de 14 ans. Cela a été précédé par des années d'expériences sur les chiens, basées sur les recherches de Sobolev. Les scientifiques qui ont fait cette percée scientifique s'appellent Banting, Mcleod, Best et Collip.

L'histoire de l'insuline. Regarder vers le passé

Selon la Fédération Internationale du Diabète diabétique, il y aurait actuellement 542 000 enfants de moins de 14 ans, 415 millions d'adultes et, d'ici 2040, le nombre de diabétiques devrait atteindre 642 millions 1.

L’augmentation du nombre de diabétiques est certes liée à des modifications du mode de vie (diminution de l’activité physique), des habitudes alimentaires (manger des aliments riches en glucides facilement digestibles, en graisses animales), mais elle montre également que, grâce à la découverte du sucre moderne, médicaments, création de méthodes de contrôle de la maladie, développement d’algorithmes de diagnostic et de traitement des complications du diabète sucré, l’espérance de vie des personnes atteintes de diabète a également augmenté, de même que l’amélioration de sa qualité _________

L’homme connaît le diabète depuis 3,5 mille ans (comme on le sait, le premier traité décrivant la maladie, le Herbe de papyrus égyptien, date de 1500 ans av. J.-C.), mais il n’ya que 90 ans environ dans le traitement de cette maladie grave. il y a plusieurs années, lorsque le diabète, y compris le premier type, cessait d'être une condamnation à mort.

Prérequis pour la création d'insuline

Dès le 19ème siècle, lors de l'autopsie de patients décédés de diabète, il était évident que dans tous les cas, le pancréas était gravement endommagé. En Allemagne, en 1869, Paul Langergans découvrit que dans les tissus pancréatiques, il existe certains groupes de cellules qui ne participent pas à la production d'enzymes digestives.

En 1889, en Allemagne, le physiologiste Oscar Minkowski et le médecin Joseph von Mehring ont prouvé de manière expérimentale que le retrait du pancréas chez le chien était responsable du développement du diabète. Cela leur a permis de supposer que le pancréas sécrète une certaine substance qui est responsable du contrôle métabolique du corps 2. Les hypothèses de Minkowski et de Mehring ont trouvé de nouvelles confirmations et, dès la première décennie du XXe siècle, l'étude de la relation entre le diabète et l'îlot pancréatique, l'îlot de Langerhans, la découverte de la sécrétion endocrine, a montré qu'une certaine substance sécrétée par les cellules de l'isolement de Langerhans joue un rôle déterminant. dans la régulation du métabolisme des glucides 3. L'idée est née que si cette substance est isolée, elle peut être utilisée pour traiter le diabète. Cependant, les résultats de la poursuite des expériences de Minkowski et Merking, lorsqu'un extrait était administré aux chiens après l'ablation du pancréas, entraînant dans certains cas une diminution de la glycosurie, ont été reproduits. et l'introduction de l'extrait lui-même a provoqué une élévation de la température et d'autres effets secondaires.

Des scientifiques européens et américains, tels que Georg Sulzer, Nicola Paulesko 4 et Israel Kleiner, ont pratiqué l'introduction d'extrait pancréatique pour les patients diabétiques, mais en raison du grand nombre d'effets secondaires et de problèmes liés au financement, ils ont été incapables de mener à bien les expériences.

L'idée de Frederick Banting

En 1920, Frederick Banting, un chirurgien de 22 ans, tenta d'ouvrir son cabinet dans une petite ville canadienne tout en enseignant à l'Université Western Ontario. Le lundi 31 octobre, Banting était censé informer les étudiants sur le métabolisme des glucides - un sujet sur lequel il n'était pas très fort, et afin de mieux se préparer, il lisait un article récent de M. Barron, qui avait été décrit vers la fin du dimanche soir et décrivait le blocus du pancréas. calculs biliaires canalaires et atrophie des cellules acineuses (cellules responsables de la fonction exocrine) qui en résulte 2. Le même soir, Banting écrivit son idée: «Pansez les conduits pancréatiques chez les chiens. Attendez l'atrophie des acini, isolez le secret des cellules de l'îlot pour faciliter la glucosurie. »5 N'ayant pas réussi à s'exercer, Banting s'est rendu à l'Université de Toronto, son alma mater, où il s'est tourné vers le professeur John MacLeod, l'un des principaux experts en métabolisme des glucides. Bien que le professeur ait accepté l'idée de Banting sans enthousiasme, il a sélectionné un laboratoire doté d'un minimum d'équipement et de 10 chiens pour le chirurgien. Assistant Banting est devenu l'étudiant du lot Charles Best. À l'été 1921, l'expérience commence.

Banting et Best ont commencé leurs recherches en retirant le pancréas chez les chiens. Chez certains animaux, les chercheurs ont retiré le pancréas, chez d'autres, ils ont ligaturé le canal pancréatique et la glande après un certain temps. Ensuite, le pancréas atrophié a été placé dans une solution hypertonique et congelé. La substance obtenue à la suite de cette décongélation a été administrée à des chiens à pancréas retiré et dans une clinique du diabète. Les chercheurs ont enregistré une diminution de la glycémie, améliorant ainsi le bien-être de l'animal. Le professeur MacLeod a été impressionné par les résultats et a décidé de continuer à prouver que «l'extrait pancréatique» de Banting et Best fonctionne réellement.

De nouveaux résultats d’expériences sur l’utilisation du pancréas de bovins ont permis de comprendre qu’il était possible de se passer de la procédure compliquée de ligature du canal pancréatique.

À la fin de 1921, Bertin Collip, biochimiste, s’est joint à l’équipe de recherche. Grâce à lui, en utilisant des précipitations fractionnées avec différentes concentrations d'alcool et d'autres méthodes de purification, des extraits d'îlots pancréatiques ont été obtenus, qui pourraient être introduits en toute sécurité dans le corps humain. C'est une substance efficace et non toxique qui a été utilisée lors des premiers essais cliniques 6.

Essais cliniques

Au début, Banting et Best ont expérimenté l'insuline qu'ils avaient reçue. À la suite de l’introduction du médicament, les deux se sont sentis faibles, étourdis, mais aucun effet toxique n’a été observé.

Le premier patient diabétique à avoir reçu de l’insuline le 11 janvier 1922. est devenu un garçon de 14 ans, Leonard Thompson. Après la première injection de 15 ml d'insuline, il n'y a pas eu de changement significatif de l'état du patient. Le taux de glucose dans le sang et dans l'urine a légèrement diminué. De plus, le patient a développé un abcès stérile. Une injection répétée a été effectuée le 23 janvier et en réponse à la normalisation de la glycémie du patient, à la diminution de la teneur en glucose et en cétones dans l'urine, le garçon a lui-même noté une amélioration de son état de santé 7.

L'un des premiers patients à recevoir de l'insuline était la fille du président de la Cour suprême des États-Unis, Elizabeth Heges Goshet. Étonnamment, avant de commencer l’insulinothérapie, elle souffrait de diabète sucré depuis 4 ans et le traitement qui lui permettait de vivre jusqu’à ce jour consistait en un régime alimentaire féroce (environ 400 kcal par jour). Elizabeth a vécu sous insulinothérapie jusqu'à l'âge de 73 ans et a eu trois enfants.

Prix nobel

En 1923, le Comité Nobel décerna le prix dans le domaine de la physiologie et de la médecine à Banting et MacLeod, ce qui se produisit à peine 18 mois après le premier rapport sur le médicament présenté à la réunion de l'Association of American Physicians. Cette décision a exacerbé la relation déjà difficile entre scientifiques, car Banting pensait que la contribution de McLeod à l'invention de l'insuline était très exagérée. Selon lui, le prix aurait dû être partagé entre lui et son assistant Best. Pour rétablir la justice, Banting a partagé sa part du prix avec Best et MacLeod avec le biochimiste Collip 8.

Le brevet pour la création d’insuline, propriété de Banting, Best et Collip, a été vendu à 3 dollars à l’Université de Toronto. En août 1922, un accord de coopération fut conclu avec la société pharmaceutique Eli Lilly and Co, qui contribua à établir la production de médicaments à l'échelle industrielle.

Plus de 90 ans se sont écoulés depuis l’invention de l’insuline. Les médicaments de cette hormone sont en train d'être améliorés. Depuis 1982, les patients recevaient déjà de l'insuline humaine. Dans les années 90, des analogues de l'insuline humaine sont apparus - des médicaments à durée d'action différente, mais nous devons nous souvenir des personnes qui sont à l'origine de ce médicament qui sauve des millions de personnes chaque jour. les gens

Historique de découverte d'insuline

L'insuline est une hormone peptidique produite dans les cellules bêta des îlots pancréatiques de Langerhans. Garantir la perméabilité des membranes cellulaires aux molécules de glucose en tant que fonction principale. Classification des préparations d'insuline et son reçu.

Envoyer votre bon travail dans la base de connaissances est simple. Utilisez le formulaire ci-dessous.

Les étudiants, les étudiants diplômés, les jeunes scientifiques qui utilisent la base de connaissances dans leurs études et leurs travaux vous en seront très reconnaissants.

Posté le http://www.allbest.ru/

Introduction

Insulimn (de Lat. Insula - island) - une hormone peptidique, est formée dans les cellules bêta des îlots de Langerhans du pancréas. Il a un effet multiforme sur le métabolisme dans presque tous les tissus.

La fonction principale de l'insuline est d'assurer la perméabilité des membranes cellulaires aux molécules de glucose. Sous une forme simplifiée, nous pouvons dire que non seulement les glucides, mais également tous les nutriments, sont finalement divisés en glucose, qui est utilisé pour synthétiser d'autres molécules contenant du carbone et constitue le seul type de combustible pour les centrales cellulaires - les mitochondries. Sans insuline, la perméabilité de la membrane cellulaire au glucose chute de 20 fois, les cellules meurent de faim et l'excès de sucre dissous dans le sang empoisonne le corps.

L'altération de la sécrétion d'insuline due à la destruction des cellules bêta - l'insuffisance absolue d'insuline - est un élément clé de la pathogenèse du diabète de type 1. La violation de l'effet de l'insuline sur les tissus - déficit relatif en insuline - a une place importante dans le développement du diabète de type 2.

Historique de découverte d'insuline

L’histoire de la découverte de l’insuline est associée au nom du médecin russe I.M. Sobolev (seconde moitié du XIXe siècle), qui a prouvé que le taux de sucre dans le sang humain est régulé par une hormone spéciale du pancréas.

En 1922, une insuline isolée du pancréas d'un animal a été introduite pour la première fois chez un garçon diabétique de dix ans. le résultat a dépassé toutes les attentes et, un an plus tard, la société américaine Eli Lilly a lancé la première préparation d'insuline animale.

Après avoir reçu le premier lot industriel d’insuline dans les prochaines années, un énorme chemin d’isolement et de purification a été franchi. En conséquence, l'hormone est devenue disponible pour les patients atteints de diabète de type 1. membrane pancréatique d'hormone d'insuline

En 1935, le chercheur danois Hagedorn optimisa l'action de l'insuline dans le corps en proposant un traitement prolongé.

Les premiers cristaux d'insuline ont été obtenus en 1952 et, en 1954, le biochimiste anglais G.Senger a déchiffré la structure de l'insuline. Le développement de méthodes de purification de l'hormone à partir d'autres substances hormonales et de produits de dégradation de l'insuline a permis d'obtenir une insuline homogène, appelée insuline à un composant.

Au début des années 70. Les scientifiques soviétiques A. Yudaev et S. Shvachkin ont proposé la synthèse chimique de l'insuline. Cependant, la mise en œuvre de cette synthèse à l'échelle industrielle était coûteuse et non rentable.

À l'avenir, le degré de purification des insulines s'est progressivement amélioré, ce qui a permis de réduire les problèmes causés par les allergies à l'insuline, les troubles de la fonction rénale, les déficiences visuelles et la résistance à l'insuline immunitaire. L’hormone la plus efficace était nécessaire pour le traitement de substitution du diabète sucré: l’insuline homologue, c’est-à-dire l’insuline humaine.

Dans les années 80, les progrès de la biologie moléculaire ont permis de synthétiser les deux chaînes d'insuline humaine en utilisant E. coli, qui ont ensuite été combinées en une molécule d'hormone biologiquement active. L'insuline recombinante a été obtenue à l'Institut de chimie bioorganique de l'Académie des sciences de Russie en utilisant des souches génétiques d'E. Coli.

L'utilisation de la chromatographie par affinité a considérablement réduit la teneur en protéines contaminantes de poids moléculaire supérieur à l'insuline dans la préparation. De telles protéines comprennent la proinsuline et les proinsulines partiellement clivées, capables d'induire la production d'anticorps anti-insuline.

L'utilisation d'insuline humaine dès le début du traitement minimise les réactions allergiques. L'insuline humaine est absorbée plus rapidement et, quelle que soit la forme du médicament, son action a une durée d'action plus courte que celle de l'insuline animale. Les insulines humaines sont moins immunogènes que le porc, en particulier les insulines mixtes bovines et porcines.

Types d'insuline

Les préparations d'insuline diffèrent par le degré de purification; source de réception (bovin, porcin, humain); substances ajoutées à la solution d'insuline (allongement de son action, bactériostatiques, etc.); la concentration; valeur du pH; la possibilité de mélanger ICD avec SDI.

Les préparations d'insuline varient selon la source. L'insuline porcine et bovine diffère de la composition en acides aminés de l'humain: bovin en trois acides aminés et porcin en un. Il n’est pas surprenant que, dans le traitement à l’insuline bovine, les effets indésirables se développent beaucoup plus fréquemment que lors du traitement à l’insuline porcine ou humaine. Ces réactions sont exprimées en résistance immunologique à l'insuline, allergie à l'insuline, lipodystrophie (modification de la graisse sous-cutanée au site d'injection).

Malgré les inconvénients évidents de l’insuline bovine, elle est encore largement utilisée dans le monde. Et pourtant, sur le plan immunologique, les lacunes de l'insuline bovine sont évidentes: il n'est en aucun cas recommandé de la prescrire aux patients présentant un diabète sucré nouvellement diagnostiqué, aux femmes enceintes ou à l'insulinothérapie à court terme, par exemple en période périopératoire. Les qualités négatives de l’insuline bovine étant également préservées lorsqu’elles sont utilisées en mélange avec du porc, les insulines mélangées (porcines + bovines) ne doivent pas non plus être utilisées pour le traitement de ces catégories de patients.

Les préparations d'insuline humaine pour la structure chimique sont complètement identiques à l'insuline humaine.

Le principal problème de la méthode de biosynthèse pour l'obtention d'insuline humaine est la purification complète du produit final à partir des plus petites impuretés des microorganismes utilisés et de leurs produits métaboliques. De nouvelles méthodes de contrôle de la qualité garantissent que l’insuline biosynthétique humaine est exempte d’impuretés nocives; ainsi, leur degré de purification et leur efficacité de réduction du glucose répondent aux exigences les plus strictes et sont presque les mêmes. Tous les effets secondaires indésirables, en fonction des impuretés, ces médicaments ne contiennent pas d'insuline.

Actuellement, trois types d'insulines sont utilisés dans la pratique médicale:

- courte portée avec un effet rapide;

- durée moyenne d'action;

- longue action avec effet lent.

Tableau 1. Caractéristiques des préparations d'insuline du commerce

Exemples (noms commerciaux)

Methylparaben m-Cresol Phenol

NaCl Glycérine Na (H) PO4 Na Acétate

Humain Taureau de porc

Aktrapid-NM, Humulin-R Aktrapid, Insuline Aktrapid-MS pour injections (URSS, n'est plus disponible)

Humain Taureau de porc

Protafan-NM, Humulin-N Protafan-MS Protamine-insuline (URSS, n'est plus produite)

Humain Taureau de porc

Monotard-NM, Monotard-MS Humulin-Zinc, Lente-MS Lente

L'insuline à action rapide (ICD) - insuline régulière - est une insuline de zinc cristalline à action brève, soluble à pH neutre, dont l'effet se développe dans les 15 minutes suivant l'administration sous-cutanée et dure entre 5 et 7 heures.

La première insuline prolongée (SDI) a été créée à la fin des années 30 afin que les patients puissent effectuer des injections moins fréquemment que lorsqu’ils utilisent un DCI seul, si possible une fois par jour. Afin d'augmenter la durée d'action, toutes les autres préparations d'insuline sont modifiées et, une fois dissoutes dans un milieu neutre, forment une suspension. Ils contiennent de la protamine dans un tampon phosphate - insuline protamine-zinc et NPH (protamine neutre Hagedorn) - de l'insuline NPH ou différentes concentrations de zinc dans un tampon acétate - insuline ultralente, bande, seize.

Les préparations d'insuline de durée moyenne contiennent de la protamine, qui est une protéine de moyenne m. 4400, riche en arginine et dérivé de la laitance de truite arc-en-ciel. Pour la formation du complexe nécessite un rapport de protamine et d'insuline 1:10. après administration sous-cutanée, les enzymes protéolytiques détruisent la protamine, permettant ainsi à l'insuline d'être absorbée.

L'insuline NPH ne modifie pas le profil pharmacocinétique de l'insuline réglementaire mélangée à celle-ci. L'insuline NPH est préférable à la bande d'insuline en tant que composant de la durée d'action moyenne dans les mélanges thérapeutiques contenant de l'insuline régulière.

Dans le tampon phosphate, toutes les insulines forment facilement des cristaux avec le zinc, mais seuls les cristaux d'insuline bovine sont suffisamment hydrophobes pour permettre une libération lente et régulière d'insuline caractéristique d'ultralente. Les cristaux de zinc d'insuline porcine se dissolvent plus rapidement, l'effet est plus précoce, la durée d'action est plus courte. Par conséquent, il n’existe aucun médicament ultralente contenant uniquement de l’insuline porcine. L’insuline porcine monocomposant est produite sous le nom d’insuline en suspension, insuline neutre, insuline isophane, insuline aminoquinuride.

La bande à insuline est un mélange d’insuline à 30% du semi-lent (précipité d’insuline amorphe avec des ions de zinc dans un tampon acétate, dont l’effet se dissipe assez rapidement) avec 70% d’insuline ultralente (insuline de zinc cristalline faiblement soluble, à action retardée et prolongée). Ces deux composants offrent une combinaison d'absorption relativement rapide et d'action stable à long terme, faisant de la bande d'insuline un agent thérapeutique commode.

Production d'insuline

L'insuline humaine peut être produite de quatre manières:

1) synthèse chimique complète;

2) extraction du pancréas d'une personne (ces deux méthodes ne conviennent pas à cause d'inefficacité: développement insuffisant de la première méthode et manque de matières premières pour une production en masse par la seconde méthode);

3) par un procédé semi-synthétique utilisant une substitution enzymatique-chimique en position 30 de la chaîne B de l'acide aminé alanine dans l'insuline de porc avec de la thréonine;

4) méthode de biosynthèse pour la technologie du génie génétique. Les deux dernières méthodes permettent d’obtenir de l’insuline humaine de haute pureté.

Actuellement, l'insuline humaine est principalement obtenue de deux manières: en modifiant l'insuline de porc par une méthode enzymatique synthétique et par une méthode de génie génétique.

L'insuline était la première protéine obtenue à des fins commerciales en utilisant la technologie de l'ADN recombinant. Il existe deux approches principales pour obtenir de l'insuline humaine génétiquement modifiée.

Dans le premier cas, des souches distinctes (différentes souches productrices) produisent les deux chaînes, suivies du repliement de la molécule (formation de ponts disulfure) et de la séparation des isoformes.

Dans le second cas, préparation sous forme de précurseur (proinsuline) suivie d'un clivage enzymatique avec la trypsine et la carboxypeptidase B en la forme active de l'hormone. Le plus préférable actuellement consiste à obtenir de l'insuline en tant que précurseur, en assurant la fermeture correcte des ponts disulfure (dans le cas de la production séparée de chaînes, des cycles successifs de dénaturation, de séparation des isoformes et de renaturation sont effectués).

Dans les deux approches, il est possible d'obtenir individuellement les composants de départ (chaînes A et B ou proinsuline) et en tant que partie de protéines hybrides. En plus des chaînes A et B ou de la proinsuline, la composition des protéines hybrides peut être présente:

- une protéine porteuse qui transporte la protéine de fusion dans l'espace périplasmique de la cellule ou du milieu de culture;

- composant d'affinité, facilitant grandement la sélection d'une protéine hybride.

En même temps, ces deux composants peuvent être simultanément présents dans la composition de la protéine hybride. De plus, lors de la création de protéines hybrides, le principe de multidimensionnalité peut être utilisé (c'est-à-dire que plusieurs copies du polypeptide cible sont présentes dans la protéine hybride), ce qui permet d'augmenter considérablement le rendement du produit cible.

Au Royaume-Uni, les deux chaînes d'insuline humaine ont été synthétisées à l'aide de E. coli, qui ont ensuite été connectées à une molécule d'hormone biologiquement active. Pour qu'un organisme unicellulaire puisse synthétiser des molécules d'insuline sur ses ribosomes, il est nécessaire de lui fournir le programme nécessaire, c'est-à-dire de lui introduire le gène de l'hormone.

Obtenez chimiquement le précurseur de la biosynthèse de la programmation génique de l'insuline ou de deux gènes, en programmant séparément la biosynthèse des chaînes d'insuline A et B.

L'étape suivante est l'inclusion du gène du précurseur de l'insuline (ou des gènes de la chaîne séparément) dans le génome de E. coli, une souche spéciale d'E. Coli cultivée en laboratoire. Cette tâche est effectuée par génie génétique.

Un plasmide avec une enzyme de restriction appropriée est isolé de E. coli. Le gène synthétique est inséré dans le plasmide (clonage avec la partie C-terminale fonctionnellement active de la β-galactosidase de E. coli). En conséquence, E. coli acquiert la capacité de synthétiser une chaîne protéique composée de galactosidase et d’insuline. Les polypeptides synthétisés sont chimiquement clivés de l'enzyme, puis purifiés. Dans les bactéries, environ 100 000 molécules d'insuline sont synthétisées par cellule bactérienne.

La nature de la substance hormonale produite par E. coli est déterminée par le gène inséré dans le génome de l'organisme unicellulaire. Si le gène précurseur de l'insuline est cloné, la bactérie synthétise le précurseur de l'insuline, qui est ensuite soumise à un traitement par enzyme de restriction pour éliminer la prépondérance avec l'isolement du peptide C, donnant ainsi une insuline biologiquement active.

Pour obtenir de l'insuline humaine purifiée, la protéine hybride isolée de la biomasse est soumise à une transformation enzymatique chimique et à une purification chromatographique appropriée (frontal, perméation de gel, échange d'anions). L’insuline recombinante a été obtenue à l’Institute of RAS à l’aide de souches de E. coli modifiées par génie génétique. Un précurseur, une protéine hybride exprimée à raison de 40% de la protéine cellulaire totale, contenant de la préproinsuline est libéré de la biomasse cultivée. Sa transformation in insuline in vitro s'effectue dans la même séquence qu'in vivo - le polypeptide principal est séparé, la préproinsuline est convertie en insuline au cours des étapes de la sulfitolyse oxydative, suivies de la fermeture réductrice de trois liaisons disulfure et de l'isolement enzymatique de la liaison du peptide C. Après une série de purifications chromatographiques, comprenant échange d’ions, gel et HPLC (chromatographie liquide à haute performance), on obtient une insuline humaine de grande pureté et ayant une activité naturelle.

On peut utiliser une souche avec une séquence nucléotidique incluse dans un plasmide exprimant une protéine de fusion, qui consiste en une proinsuline linéaire et un fragment de protéine A de Staphylococcus aureus attachés à son extrémité N-terminale.

La culture de la biomasse saturée de cellules de la souche recombinante garantit le début de la production de la protéine hybride, dont l'isolement et la transformation séquentielle en tube conduisent à l'insuline.

Une autre voie est également possible: il se révèle dans un système d’expression bactérienne une protéine de fusion recombinante constituée de proinsuline humaine et d’une queue de polyhistidine qui y est fixée par un résidu méthionine. Il est isolé par chromatographie sur chélate sur des colonnes de Ni-agarose à partir de corps d'inclusion et digéré avec du bromure de cyanogène.

La protéine isolée est S-sulfonée. La cartographie et l'analyse spectrométrique de masse de la proinsuline obtenue, purifiée par chromatographie d'échange d'ions sur échangeur d'anions et HPLC (chromatographie en phase liquide à haute performance) RP (phase inverse), montrent la présence de ponts disulfure correspondant aux ponts disulfure de la proinsuline humaine native.

Récemment, une attention particulière a été accordée à la simplification de la procédure de production d'insuline recombinante par des méthodes de génie génétique. Par exemple, une protéine de fusion constituée du peptide leader de l'interleukine 2 lié à l'extrémité N-terminale de la proinsuline peut être obtenue via un résidu de lysine. La protéine est efficacement exprimée et localisée dans des corps d'inclusion. Après isolement, la protéine est clivée avec de la trypsine pour produire de l'insuline et du peptide C.

L'insuline et le peptide C résultants ont été purifiés par RP-HPLC. Lors de la création de structures de fusion, le rapport de masse de la protéine porteuse au polypeptide cible est très important. Les peptides C sont reliés par le principe de la queue à la queue en utilisant des espaceurs d'acides aminés portant le site de restriction Sfi I et deux résidus arginine au début et à la fin de l'espaceur pour le clivage ultérieur de la protéine avec la trypsine. Les produits de clivage HPLC montrent que le clivage du peptide C est quantitatif, ce qui permet d'utiliser la méthode des gènes de synthèse multimériques pour obtenir des polypeptides cibles à l'échelle industrielle.

Conclusion

Le diabète sucré est une maladie chronique causée par un déficit absolu ou relatif en insuline. Il se caractérise par un trouble métabolique profond des glucides avec hyperglycémie et glucosurie, ainsi que par d'autres troubles métaboliques résultant d'une exposition à un certain nombre de facteurs génétiques et externes.

À ce jour, l'insuline est un moyen radical et, dans la plupart des cas, le seul moyen de préserver la vie et le handicap des personnes atteintes de diabète. Avant de recevoir et d'introduire de l'insuline à la clinique en 1922-1923. Les patients atteints de diabète sucré de type I attendaient une issue fatale un à deux ans après le début de la maladie, malgré l’utilisation des régimes les plus débilitants. Les patients atteints de diabète sucré de type I ont besoin d'un traitement de remplacement à l'insuline à vie. L’arrêt du traitement pour diverses raisons liées à l’introduction régulière d’insuline entraîne l’apparition rapide de complications et la mort imminente du patient.

Actuellement, le diabète en termes de prévalence occupe la 3ème place après les maladies cardiovasculaires et oncologiques. Selon l'Organisation mondiale de la santé, la prévalence du diabète parmi la population adulte dans la plupart des régions du monde est de 2 à 5% et le nombre de patients a tendance à augmenter presque deux fois tous les 15 ans. Malgré les progrès évidents dans le domaine des soins de santé, le nombre de patients insulino-dépendants augmente chaque année et, pour le moment, rien qu'en Russie, le nombre de patients atteint 2 millions.

La création de médicaments à base d'insuline génétique humaine ouvre de nouvelles possibilités de résoudre de nombreux problèmes de diabétologie en Russie afin de sauver la vie de millions de diabétiques.

Biotechnologie: manuel pour les universités / ed. N.S. Egorova, V.D. Samuilova.- M.: Higher School, 1987, pp. 15-25.

2. Insuline humaine génétiquement modifiée. Améliorer l'efficacité de la séparation chromatographique en utilisant le principe de bifonctionnalité. / Romanchikov, AB, Yakimov, S.A., Klyushnichenko, V.E., Arutunyan, AM, Vulfson, A.N. // Chimie bioorganique, 1997 - 23, n ° 2

3. Egorov N. S., Samuilov V. D. Méthodes modernes de création de souches industrielles de micro-organismes // Biotechnologie. Prince 2. M.: Higher School, 1988. 208 p.

4. Immobilisation de la trypsine et de la carboxypeptidase B sur des silices modifiées et utilisation de celles-ci pour la conversion de la proinsuline humaine recombinante en insuline. / Kudryavtseva N.E., Zhigis L.S., Zubov V.P., Vulfson A.I., Maltsev K.V., Rumsh L.D. // produits pharmaceutiques chimiques. J., 1995-29, n ° 1, p. 61-64.

5. Principes fondamentaux de la biotechnologie pharmaceutique: guide d'étude / ETC. Prishchep, V.S. Chuchalin, K.L. Zaikov, L.K. Mikhalev. - Rostov-sur-le-Don.: Phoenix; Tomsk: Maison d'édition NTL, 2006.

6. Synthèse de fragments d'insuline et étude de leurs propriétés physico-chimiques et immunologiques. / Panin L.E., Tuzikov F.V., Poteryaeva ON, Maksyutov A.Z., Tuzikova N.A., Sabirov A.N. // Bioorganic Chemistry, 1997–23, n ° 12, p. 953–960.

L'histoire de l'insuline

Histoire de la création d'insuline;

Faits intéressants sur la découverte de l'insuline

Étude

La synthèse

Prix

Fabrication de médicaments

Stockage

Histoire de l'insuline qui a inventé l'insuline

Le début de la recherche...

Découverte d'insuline

L'histoire de l'insuline. Regarder vers le passé

Prérequis pour la création d'insuline

L'idée de Frederick Banting

Essais cliniques

Prix ​​nobel

Historique de découverte d'insuline

L'insuline est une hormone peptidique produite dans les cellules bêta des îlots pancréatiques de Langerhans. Garantir la perméabilité des membranes cellulaires aux molécules de glucose en tant que fonction principale. Classification des préparations d'insuline et son reçu.

Envoyer votre bon travail dans la base de connaissances est simple. Utilisez le formulaire ci-dessous.

Introduction

Historique de découverte d'insuline

Types d'insuline

Production d'insuline

Conclusion

En Savoir Plus Sur Le Diabète

Symptômes Du Diabète

L'Index Glycémique

Prix nobel