100 Jahre Insulin – Ein Grund zum Feiern

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RÜCKBLICK UND AUSBLICK

Menschen auf der ganzen Welt feiern dieses Jahr das 100-jährige Jubiläum der Entdeckung des Insulins. Man kann es sich heute gar nicht mehr vorstellen, aber vor 100 Jahren war das Auftreten eines Typ 1 Diabetes mellitus (eine Autoimmunerkrankung, bei der die Insulin-produzierenden Zellen der Bauchspeicheldrüse zerstört werden) noch eine todbringende Erkrankung. Durch das Fehlen des Insulins kann der Zucker (Glucose) nicht vom Blut in die Zellen aufgenommen werden, sondern verbleibt im Blut. Trotz hoher Blutzuckerkonzentrationen sind Betroffene – meist Kinder und junge Erwachsene – damals innerlich verhungert. 

1921 gelang es den kanadischen Wissenschaftlern und Medizinern Frederick Grant Banting und Charles Best erstmals Insulin aus der Bauchspeicheldrüse eines Hundes zu isolieren. Sie gelten damit heute als Entdecker des Insulins. Wie immer in der Wissenschaft war die Entdeckung des Insulins sowie auch die Entwicklung von bei Menschen anwendbaren Insulinprodukten keine Leistung einzelner Wissenschaftler, sondern das Ergebnis vieler Einzelerkenntnisse und Entwicklungsschritte, die von verschiedenen Forschungsteams in Universitäten und der Industrie erarbeitet wurden. Bereits im Jahr 1923 wurde Insulin in grossen Mengen für die Behandlung von betroffenen Menschen hergestellt. Dies in den USA durch die Firma Eli Lilly, in Deutschland durch die Farbwerke Hoechst (heute Sanofi) und in Dänemark durch die Firma Nordisk (heute Novo Nordisk). Alle drei Firmen sind heute noch weltweit die Hauptherstellerfirmen von Insulin. 

Die Entwicklung ging weiter. Neben einigen bedeutenden Zwischenschritten gelang es Anfang der 1980er Jahre erstmals menschliches Insulin synthetisch herzustellen. Dies war ein grosser Fortschritt, da es vorher nur tierische Insuline vom Schwein oder Rind gab, welche oftmals schädliche Immunreaktionen provozierten. Der synthetische Herstellungsprozess von Humaninsulin war jedoch aufwendig und teuer, so dass ein weiterer wichtiger Entwicklungsschritt war, dass einige Jahre später Insulin gentechnisch bzw. rekombinant durch die Einschleusung des Insulin-Gens in Hefekulturen in grossen Mengen hergestellt werden konnte. Heute ist diese Art der Herstellung von Peptiden und Proteinen Standard, so dass man sich kaum noch vorstellen kann, dass es damals grossen Widerstand gegen diese neue «Gentechnik» gab, welche den Fortschritt um einige Jahre ausbremste. Ab Mitte der 1990er Jahre folgten dann schrittweise die noch heute verwendeten Insulinanaloga, welche beispielsweise durch Modifikationen in der Aminosäuresequenz die Wirkdauer der Insuline kürzer bzw. schneller oder länger machen. Und auch diese Entwicklung geht weiter. Aktuell kommen immer wieder neue Insuline auf den Markt oder sind in den Pipelines der Pharmaunternehmen, welche noch schneller oder länger und stabiler wirken.

Am Rande seien auch die Fortschritte in der Insulin-Applikationstechnologie erwähnt. Musste man früher Insulin in eine Spritze aufziehen, so sind heute die Injektionen über Pens oder Pumpen Standard. Auch die Messung von Zucker bzw. Glucose hat sich massiv weiterentwickelt. Vor weniger als 100 Jahren musste man noch den Urin «kochen», um zumindest mal die Glucosekonzentration im Urin bestimmen zu können. Heute sind Blutzuckerselbstmessungen sowie das kontinuierliche Monitoring von Gewebsglucose eine Selbstverständlichkeit geworden. Als neuster Entwicklungsschritt sind die sogenannten automated insulin delivery (AID) Systeme zu erwähnen, welche die Insulingabe über eine Pumpe automatisch an die Gewebsglucosewerte anpassen (auch closed-loop System genannt).

Doch der Fortschritt in der Diabetestherapie, welcher mit der Entdeckung des Insulins begann, ist noch lange nicht abgeschlossen. So gibt es auch auf dem Gebiet der Biotechnologie enorme Fortschritte, die das Ziel eines Inselzellersatzes und damit einer Heilung des Typ 1 Diabetes langsam aber sicher immer näher zu rücken erscheinen lassen. So hat die amerikanische Zulassungsbehörde Food and Drug Administration (FDA) am 15.4.2021 das erste kommerzielle Produkt namens Lantidra zur Inselzelltransplantation der Firma CellTrans zugelassen. Da diese Art der sogenannten allogenen («von Fremden») Inselzelltransplantation jedoch weiterhin eine potenziell schädliche Immunsuppression notwendig macht, bleibt die Therapieform bislang nur wenigen «schwierigen Fällen» vorbehalten, bei denen sich der Stoffwechsel mit den sonst aktuell verfügbaren Therapien nicht ausreichend unter Kontrolle bringen lässt. Es besteht jedoch Hoffnung, dass durch die neuen Technologien der Mikroverkapselung oder der Stammzellforschung die bisherige Notwendigkeit einer Immunsuppression zukünftig überwunden werden kann.

Schaut man auf all diese Entwicklungen, welche Menschen mit Typ 1 Diabetes das Leben mit ihrer Erkrankung erleichtern zurück, so versteht man, warum die Entdeckung des Insulins vor 100 Jahren weltweit gefeiert wird. An dieser Stelle sei jedoch erwähnt, dass es noch viele Regionen in der Welt gibt, in denen Insulin nicht in ausreichenden Mengen zur Verfügung steht bzw. sich betroffene Menschen schlicht das notwendige Insulin nicht leisten können. Es gibt daher leider auch in diesem Bereich noch viel zu tun.

von Prof. Dr. med. Bernd Schultes