Este año se conmemoran los 100 años del descubrimiento de la insulina, una hormona esencial para nuestro organismo. En este artículo te contamos la historia de este hallazgo, que fue un hito de la medicina y que les valió un Premio Nobel a sus descubridores.

¿Qué es la insulina?

La insulina es una hormona producida y secretada por las células beta del páncreas. Su rol principal es mantener un nivel adecuado de glucosa en sangre o glucemia*. Esta hormona es liberada al torrente sanguíneo de manera constante a lo largo de todo el día (en pequeñas cantidades) y, principalmente, después de consumir alimentos, más específicamente aquellos que tienen un elevado contenido de hidratos de carbono (como pan, galletitas, fideos, arroz, frutas exprimidas o licuadas, etc.).

La insulina ayuda a que la glucosa que circula en la sangre entre a las células del cuerpo donde es transformada en energía para ser utilizada a corto plazo o almacenada. Sin embargo, en algunas personas la glucosa no entra en las células y queda circulando en la sangre, lo que provoca un aumento del nivel de glucemia (o una hiperglucemia)**.

En el caso de la diabetes tipo 1, esto se debe a que las células beta del páncreas no producen insulina. En el caso de la diabetes tipo 2, las células beta del páncreas producen insulina pero la cantidad es insuficiente. En el caso de la resistencia a insulina, las células no pueden utilizar la insulina, a pesar de que las células del páncreas la producen. 

Actualmente, a la insulina se la utiliza como un medicamento inyectable para el tratamiento de diabetes tipo 1 (aunque en algunos casos también se la utiliza para el tratamiento de diabetes tipo 2), gracias a cuatro científicos que la descubrieron y la aislaron del páncreas de animales y que luego la adaptaron para su uso clínico en humanos.

* En ayunas < 100 mg/dl.
** Se considera hiperglucemia cuando la glucemia en ayunas es ≥ 100 mg/dl y la glucemia posprandial es > 140 mg/dl. Los síntomas que indican que el nivel de glucosa en sangre es elevado son: aumento de la sed, del deseo de orinar y de la sensación de hambre, cansancio, fatiga, visión borrosa, entre otros. Si la hiperglucemia no es controlada y se mantiene a largo plazo pueden aparecer complicaciones en los nervios (neuropatía), en los riñones (nefropatía), en la retina (retinopatía) y en los pies (pie diabético).

A continuación, te contamos brevemente cómo fue descubierta esta hormona.

Breve historia del descubrimiento de la insulina

Adaptado de: Hegele RA, Maltman GM. Insulin's centenary: the birth of an idea. Lancet Diabetes Endocrinol. 2020 Dec;8 (12):971-977. doi: 10.1016/S2213-8587(20)30337-5. Epub 2020 Oct 29. PMID: 33129375. Disponible en: https://www.thelancet.com/journals/landia/article/PIIS2213-8587(20)30337-5/fulltext

Eureka! Se descubre la insulina

El 30 de octubre de 1920, el médico cirujano Frederik G. Banting fue a la biblioteca de la Facultad de Medicina de la Western University (Canadá) a revisar revistas porque estaba preparando una conferencia sobre el páncreas. En una de ellas encontró un artículo de Moses Barron en el que presentaba cuatro informes de casos. En el paciente 4, que no había desarrollado diabetes, un cálculo había obstruido el conducto pancreático (lo que provocó la atrofia del páncreas exocrino) pero conservaba los islotes de Langerhans, que contienen las células beta. Barron asoció este hallazgo con experimentos en animales en los que se les había ligado el conducto pancreático y no habían desarrollado diabetes. Fue por eso que dedujo que los islotes de Langerhans secretaban una hormona en el torrente sanguíneo que controlaba el metabolismo de la glucosa. Después de leer este artículo, a Banting se le ocurrió ligar el conducto pancreático de perros para preservar los islotes de Langerhans, aislar un extracto de la secreción del páncreas de estos animales y administrarlo a personas con diabetes.

El 8 de noviembre de 1920 Banting se reunió con John J.R. Macleod (científico experto en el metabolismo de los hidratos de carbono de la Universidad de Toronto, Canadá) para comentarle su idea. Al principio, Macleod se mostró escéptico porque sabía que los investigadores experimentados en el tema habían informado los resultados de más de 400 intentos previos para tratar a personas con diabetes a través del uso de extractos pancreáticos de animales, y que ninguno de ellos había sido efectivo. Macleod creía que, aunque el efecto de la secreción pancreática era cierto y estaba demostrado en animales, su aislamiento en forma pura del páncreas de los animales para su administración en humanos era una causa perdida. Sin embargo, y a pesar de no estar convencido, Macleod permitió que Banting ingresara como voluntario en su laboratorio de la Universidad de Toronto y juntos desarrollaron un plan de investigación.

El comienzo de los experimentos en animales

El 17 de mayo de 1921, Banting y Charles H. Best (estudiante asistente de Macleod) comenzaron con la investigación en el laboratorio de la Universidad de Toronto.

Por su habilidad quirúrgica, Banting realizó dos tipos de intervenciones distintas en perros sanos. A un grupo de perros les ligó el conducto pancreático para obtener un extracto de la secreción pancreática y a otro grupo les realizó una pancreatectomía (extirpación del páncreas) para luego administrarles el extracto. 

Best medía glucosa en sangre y glucosa, acetona y nitrógeno en orina. Macleod ayudó en la primera operación y supervisó los experimentos.

El 3 de agosto de 1921, Banting y Best demostraron que el extracto crudo, que fue administrado cuatro veces durante cuatro días, redujo la glucemia en el grupo de perros pancreatectomizados (o con diabetes). En un principio a este extracto lo llamaron isletina, pero luego fue bautizado con el nombre de insulina. Algunos investigadores habían sugerido otros nombres, como insuline, pancreina, etc.

La insulina de animales es apta para uso humano gracias al aporte de un bioquímico

A fines de 1921, Macleod cumplió con la solicitud de Banting de invitar a James B. Collip (bioquímico) al proyecto para ayudar a purificar la insulina extraída de los perros.

Collip ideó un protocolo de extracción mediante el uso de alcohol al 90%. Esto permitió obtener una insulina lo suficientemente pura para su uso en humanos.

El 23 de enero de 1922, los cuatro investigadores observaron que un paciente de 14 años con diabetes tipo 1 del Hospital General de Toronto había respondido adecuadamente a la inyección de insulina purificada. Esta prueba demostró que la insulina purificada de animales era apta para humanos.

A mediados de 1922, se produjo una asociación entre la Universidad de Toronto y la empresa farmacéutica estadounidense Eli Lilly.

La primera solicitud de patente para la insulina se presentó a nombre de Collip y Best el 3 de junio de 1922 en Estados Unidos.

En noviembre de 1922, el Premio Nobel de Fisiología y Medicina danés Schack August Steenberg Krogh visitó el laboratorio de la Universidad de Toronto. Después de reunirse con Banting y Macleod, Krogh escribió cartas de nominación al comité del Premio Nobel y por otro lado recibió la aprobación de la Universidad de Toronto para producir insulina en Dinamarca en el laboratorio Nordisk Insulin, que él mismo fundó y que luego se convirtió en la empresa farmacéutica Novo Nordisk.

La llegada del reconocimiento internacional

El 25 de octubre de 1923, Banting y Macleod recibieron el Premio Nobel de Fisiología y Medicina por el descubrimiento de la insulina.

Frederick Grant Banting y John James Rickard Macleod

Hasta la fecha, Banting es el ganador más joven del Premio Nobel de Fisiología y Medicina; al recibirlo a los 32 años. 

El descubrimiento de la insulina fue uno de los hitos de la medicina más importantes del siglo XX. Lo más llamativo para la época fue que en menos de tres años (contados después de que Banting leyó el artículo de Barron) esta hormona estaba siendo utilizada para el tratamiento de personas con diabetes.

Pero la historia de la insulina no terminó acá…

La llegada de las técnicas de ingeniería genética permitió producir insulina humana en grandes cantidades, a partir de bacterias genéticamente modificadas. Esto ocurrió por primera vez en 1978. Luego, en 1982, la insulina se transformó en el primer fármaco recombinante aprobado por la FDA. 

Antes, los pacientes debían inyectarse insulina extraída del páncreas de vacas o cerdos pero hoy, los laboratorios farmacéuticos producen insulina humana, tanto a partir de bacterias como a partir de levaduras, de una manera más simple, reproducible y sin ningún riesgo para la salud. 

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Referencias

- Hegele RA, Maltman GM. Insulin's centenary: the birth of an idea. Lancet Diabetes Endocrinol. 2020 Dec;8(12):971-977. doi: 10.1016/S2213-8587(20)30337-5. Epub 2020 Oct 29. PMID: 33129375. Disponible en: https://www.thelancet.com/journals/landia/article/PIIS2213-8587(20)30337-5/fulltext 
- The Nobel Prize. Frederick G. Banting. Disponible en: https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1923/banting/facts/ 
- The Nobel Prize. John Macleod. Disponible en: https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1923/macleod/lecture/

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