Na semana passada nós falamos sobre o que é diabetes, seus tipos, sintomas e tratamento. Nós também mencionamos que o uso de insulina é fundamental para tratar essa doença (principalmente para pacientes com diabetes tipo I), então, hoje vamos falar sobre a história desse hormônio, como a ciência avançou na sua produção e como a biotecnologia foi fundamental nesse processo.
No início do século 20, médicos começaram a perceber que pessoas com diabetes deveriam ter uma dieta restritiva com menor ingestão de açúcar e amido, e que pessoas com sobrepeso deveriam perder peso, o que ajudou na diminuição das complicações dessa doença. Nessa época já se sabia que o pâncreas secretava uma substância que controlava o metabolismo de carboidratos, mas apesar de várias tentativas em preparar extratos pancreáticos para diminuir os níveis de açúcar no sangue, devido à toxidade, isso não foi possível.
Até que o cirurgião canadense Frederick Banting teve interesse em estudar essa substância pancreática para o tratamento de diabetes. John Macleod ofereceu seu laboratório para Banting realizar o seu estudo na universidade de Toronto, e também um ajudante, o estudante Charles Best. Em 1921 eles demonstraram que extratos de ilhotas (um conjunto de células) pancreáticas foram capazes de diminuir os níveis de açúcar no sangue de cães que tiveram seus pâncreas removidos. Ainda nesse ano, o bioquímico James Collip entrou no projeto com a intenção de purificar a substância presente nos extratos, também chamada de insulina, para então promover seu uso em humanos. Finalmente, em 1922, testaram a injeção de insulina em diabéticos e obtiveram ótimos resultados, com diminuição dos níveis de açúcar no sangue e consequentemente sintomas dos pacientes, o que levou os cientistas a conquistarem o prêmio Nobel em 1923 (1).
Deste período em diante, laboratórios começaram a produzir insulina a partir do isolamento desta do pâncreas de animais, principalmente porcos e vacas, já que a insulina desses é muito parecida com a de humanos. Porém, esse processo era muito ineficiente, já que mais de uma tonelada de porcos eram usadas para extrair aproximadamente apenas 100 ml de insulina (2).
Felizmente, com o advento da biotecnologia, a produção de insulina foi melhorada. Em 1979, David Goeddel e colegas produziram a primeira insulina humana a partir da tecnologia do DNA recombinante. Dessa vez, ao invés de produzir insulina em porcos e vacas, a insulina começou a ser produzida pela bactéria intestinal Escherichia coli. Essa tecnologia envolve inserir um gene humano dentro do material genético de bactérias, fazendo com que estas comecem a produzir a proteína codificada do gene humano, nesse caso, a insulina. A produção em larga escala de bactérias é muito simples, assim como a purificação de insulina destas, tornando o processo viável e econômico (3).
Desde então, os estudos científicos para facilitar o tratamento de diabéticos não pararam. Por exemplo, a produção de insulinas análogas, com modificações de apenas alguns aminoácidos foram capazes de promover uma maior absorção e duração prolongada. Outro estudo em andamento tem o objetivo de transplantar ilhotas suínas na membrana fina que reveste a cavidade abdominal de uma pessoa, para que esta possa produzir insulina (4).
Assim, com a história da insulina, podemos perceber a importância da ciência no desenvolvimento de tecnologias para melhorar a vida das pessoas. Na semana que vem vamos falar sobre o perigo do coronavírus para quem tem diabetes e estudos relacionados que estão sendo realizados sobre esse assunto.
Por Bianca Ribeiro
Referências:
(1) Quianzon CC, Cheikh I. History of insulin. J Community Hosp Intern Med Perspect. 2012; 2:10.3402/jchimp.v2i2.18701.
(2) https://americanhistory.si.edu/blog/2013/11/two-tons-of-pig-parts-making-insulin-in-the-1920s.html Acessado em 12 de julho de 2020.
(3) https://www.nlm.nih.gov/exhibition/fromdnatobeer/exhibition-interactive/recombinant-DNA/recombinant-dna-technology-alternative.html Acessado em 12 de julho de 2020.
(4) https://sciam.uol.com.br/porcos-podem-ser-a-salvacao-de-diabeticos/ Acessado em 12 de julho de 2020.
Foto de capa: Polina Tankilevitch em Pexels