1 mm sześcienny tej substancji może uratować aż pół miliona ludzi!

Prawie co dziesiąty mieszkaniec Ziemi cierpi na cukrzycę a życie wielu z nich zależy od regularnych zastrzyków z insuliny. Tę przez niemal pół wieku pozyskiwano w całości z krów i świń. Działo się tak, dopóki duńska firma nie zaczęła wytwarzać syntetycznej insuliny, korzystając z drożdży piekarskich. Jak się to robi?

Prawie co dziesiąty mieszkaniec Ziemi cierpi na cukrzycę a życie wielu z nich zależy od regularnych zastrzyków z insuliny. Tę przez niemal pół wieku pozyskiwano w całości z krów i świń. Działo się tak, dopóki duńska firma nie zaczęła wytwarzać syntetycznej insuliny, korzystając z drożdży piekarskich. Jak się to robi?

Insulina była pierwszym lekiem wytworzonym metodami inżynierii genetycznej (została zatwierdzona do stosowania u ludzi w 1982 roku). Obecnie do produkcji insuliny wykorzystuje się pałeczki okrężnicy, którym wszczepia się gen ludzkiej insuliny. Hodowle bakteryjne syntetyzują ludzką insulinę, którą następnie oczyszcza się i wykorzystuje do produkcji leków. Warto wspomnieć, że insulina jest środkiem dopingującym, który znajduje się na liście substancji i metod zabronionych w sporcie, opracowanej przez Światową Agencję Antydopingową. Najczęściej bywa stosowana w kulturystyce.

W materiale wideo pokazujemy, jak z naprawdę niewielkiej ilości drożdży powstaje insulina dla tysięcy diabetyków. Zaledwie 1 milimetr sześcienny tej substancji może uratować aż pół miliona ludzkich istnień! Nie są to jednak zwykłe drożdże - dodano do nich bowiem gen produkcji insuliny, który zamienił je w "superdrożdże". Problem w tym, że drożdże są żywymi mikroorganizmami. Zanim zaczną wytwarzać insulinę, trzeba je "nakarmić". W tym celu podaje się im odżywczy roztwór wodny cukrów, soli mineralnych, aminokwasów i witamin. Po dostarczeniu pokarmu i ogrzaniu do 30 stopni Celsjusza drożdże inicjują fermentację, której produktem jest dwutlenek węgla. Dzięki uprzedniemu zmodyfikowaniu DNA wydzielają cząsteczki insuliny.

W fabryce proces ten odbywa się na skalę przemysłową. Zmodyfikowane drożdże wprowadza się do stalowych zbiorników, zawierających mieszaninę składników odżywczych. Po ogrzaniu całość odstawia się na trzy doby. W jednym zbiorniku powstaje kilkaset gramów insuliny, ale ta jest jeszcze zmieszana z tysiącami litrów bulionu fermentacyjnego. Po dwóch rundach oczyszczania insulinę należy osuszyć. Wysoka temperatura panująca w większości suszarni powodowałaby jej rozkład. Dlatego też proces ten przebiega cała dobę w temperaturze nieco ponad 0 stopni Celsjusza w specjalnych komorach.

Tak przygotowana insulina jest opakowywana. Linia do butelkowania tej substancji robi niezwykłe wrażenie - wystarczy spojrzeć na sprzęty, które odpowiadają za cały proces. Zaczyna się od sproszkowanej insuliny. Jej typowa dawka to tysięczne grama. Zbiorniki z kolei są tak pojemne, ze ich zawartość wystarczyłaby jednemu pacjentowi na... kilka tysięcy lat! Zanim jednak ktokolwiek ją użyje, należy insulinę rozcieńczyć w wodzie destylowanej. Fiolki, do których trafi roztwór są dezynfekowane w temperaturze 3. stopni Celsjusza.

Insulina musi być odmierzana do milionowych części grama, a czynność tę nadzoruje komputer. Następnie fiolki zamyka się aluminiowymi nakrętkami i poddaje dokładnej kontroli. Jeśli ta przebiegnie pomyślnie, insulina jest gotowa do drogi.

Insulina została odkryta w 192. roku przez Fredericka Bantinga i jego asystenta Charlesa Besta. W 1923 za odkrycie insuliny Banting otrzymał Nagrodę Nobla. Za współpracę w tym odkryciu razem z nim wyróżniono nagrodą jego zwierzchnika, Johna Macleoda, natomiast pominięto Besta, chociaż sam Banting uważał, że należała się ona Bestowi bardziej niż Macleodowi. W akcie solidarności Banting podzielił się premią finansową z Bestem.

Kolejną Nagrodę Nobla związaną z insuliną odebrał w 1958 roku Frederick Sanger, który trzy lata wcześniej ustalił sekwencję aminokwasową insuliny. W 1963 roku zsyntetyzowano ją chemicznie – w obu przypadkach było to pierwsze białko, dla którego się to udało. W 1969 Dorothy Crowfoot Hodgkin za pomocą krystalografii rentgenowskiej ustaliła budowę przestrzenną insuliny. Odkrycie insuliny było jednym z ważniejszych odkryć medycznych w tamtym czasie i stanowiło przełom w leczeniu cukrzycy.

słk-WP / Discovery Science / Wikimedia Commons