Insulinets upptäckt och utveckling genom tiderna

Transkript

1 Insulinets upptäckt och utveckling genom tiderna Av: Natalie Älvenkvist Biologiskt aktiva naturprodukter i läkemedelsutveckling 7,5 hp Apotekarprogrammet HT 2010 Handledare Christina Widén Avdelningen för farmakognosi Institutionen för läkemedelskemi Uppsala universitet

2 Sammanfattning För 600 år före Kristus kallades sjukdomen diabetes för "Honungsurin". Symtomen var karaktiska och kännetecknades av viktförlust, svaghet, törst och mycket urinförlust. Flera hundra år senare fick sjukdomen "Honungsurin" namnet diabetes. Det dröjde fram till mitten av 1800-talet då för första gången lades märke till sambandet mellan diabetes och ett ämne som utsöndras av bukspottkörteln, kallades senare för Insulin. Samtidigt märkte läkarna att diabetespatienter hade höga sockerhalter i både blod och urin. Fram till innan insulin upptäcktes var alla patienter som led av diabetes typ-1 dödsdömda. Insulin är ett litet proteinhormon som utsöndras av bukspottkörteln och har till uppgift att reglerar användning och lagring av viktiga molekyler, särskilt kolhydrater och därmed sänker blodsockret. Insulinet upptäcktes först av Kanadiska forskare Fredrick Banting och Charles Best år 1921 då de extraherade insulinet från djurets bukspottkörtel. Den första insulininjektionen i världen gavs till en 14-årig diabetessjuk pojke 1922 och visade väldigt goda resultat. Detta upptäckt nobelpris belönades Fram till 1951 bestod all insulinbehandling av animaliskt insulin. därefter kunde forskarna under åren syntetisera humant insulin kemiskt. År 1978 lyckades forskare klona humant insulin med hjälp av en genetiskt manipulerad plasmid tagen från E.coli bakterie. Därefter började humant insulin tagen genom rekombinant mikroorganism massproduceras i hög fart av företaget Eli Lilly år Kolibakterien ersattes senare med jästsvampen Saccharomyces cerevisiae för att producera humantinsulin Senare har proteinteknik utvecklats och många insulinanaloger kunde framställas. Ett antal insulinanaloger har nu blivit godkända för behandlingen, inklusive snabbverkande former för användning vid måltiderna och långtidsverkande insulin som basinsulin. Dessutom har en rad färdigblandade insulin som kombinerar de olika formerna används. För närvarande finns det ca 180 olika insulinberedningar över hela världen. Målet med insulinbehandlingen att med insulininjektioner försöka efterlikna bukspottkörtelns funktion med hjälp av basinsulin och måltidsinsulin för diabetes typ-1 som är en ren insulinbristsjukdom. Grundprincipen för insulinbehandling går ut på att ge kortverkande human eller analoginsulin till måltid och kombinera detta med medellångverkande humaninsulin eller långverkande insulinanaloger som skall utgöra basinsulin. Vanligen ges kortverkande insulin före måltiderna (frukost, lunch och middag) däremot ges medellångverkande insulin eller en långverkande insulinanalog till natten eller vid behov vid ytterligare tillfällen. 2

3 Innehåll 1. INLEDNING HISTORISK BACKGRUND HUR OCH VARFÖR PROJEKTET STARTADES INJICERING AV INSULIN NOBELPRISET ANIMAL INSULIN ANIMALISKT INSULIN HUMANT INSULIN OCH ANALOGER AVHANDLING METODBESKRIVNING FÖR T EX EXTRAKTION OCH ISOLERING AV SUBSTANSEN INSULIN PRODUKTION OCH ISOLERING FRÅN BAKTERIE INSULIN PRODUKTION OCH ISOLERING FRÅN GÄST BIOLOGISK AKTIVITET AV INSULIN LÄKEMEDELSUTVECKLING OLIKA FORMER AV INSULIN BEHANDLING KORTVERKANDE INSULIN MEDELLÅNGVERKANDE INSULIN KLINISK EFFEKT OCH ANVÄNDNING BEHANDLINGSREKOMMENDATIONER DISKUSSION REFERENSER

4 1. Inledning 1.1. Historisk backgrund För 600 år före Kristus kallades sjukdomen diabetes för "Honungsurin" av indiska läkare. Symtomen var karaktiska och kännetecknades av viktförlust, svaghet, törst och mycket urinförlust. Flera hundra år senare fick sjukdomen "Honungsurin" namnet diabetes som betyder rinna igenom av greken Aretaios [1]. Det dröjde fram till mitten av 1800-talet då för första gången lades märke till sambandet mellan diabetes och ett ämne som utsöndras av bukspottkörteln, pankreas, av forskaren Oscar Minkowskis. Han opererade bort bukspottkörteln på hundar för att studera hur livsnödvändigt organet var. Konsekvensen var att hundarna urinerade hela tiden [1]. Han visade att om bukspottkörteln togs bort från en hund, fick djuret diabetes. Men om kanalen genom vilken bukspottskörtelns sekretion flödade till tarmen var kirurgiskt bunden så att bukspottsaft inte kunde nå tarmen utvecklade hunden mindre matsmältningsproblem men ingen diabetes [2]. Därpå kopplade forskaren Minkowski sambandet mellan stora urinmängder och diabetes och insåg att felet log i bukspottkörteln [1,2]. Så småningom började läkarna lägga märke till att diabetespatienter hade höga sockerhalter i både blod och urin. Många försök att behandla diabetes med medikamenter, operationer, åderlåtningar, koppningar, laxeringar, kräk-, diarréeller dregelkurer misslyckades. Den enda behandlingen som hjälpte var att prova olika dieter men mer eller mindre framgångrikt. Dieterna gick ut på att antingen minska kolhydratintaget kraftigt eller ersätta kolhydrater med stora fettmängder istället. Den senare kallades för fettkuren och upptäcktes av svenska läkaren Karl Petrén i Lund i början av 1900-talet. Han rekommenderade att 85 % av maten skulle vara fett och bestod av flera dagliga smörportioner [1,2]. Vin, starksprit och opium (tre droppar om dagen) rekommenderades för diabetespatienter för att hjälpa de att uthärda sin sjukdom. Diabetespatienterna som provade svält dieten överlevde knappt tre år. På motsvarande sätt var dieten med fettkuren, varken bättre eller sämre [1] Hur och varför projektet startades Fram till innan insulin upptäcktes var alla patienter som led av diabetes typ-1 dödsdömda. Insulin är en peptidmolekyl, ett litet proteinhormon, som utsöndras av bukspottkörteln, av beta-cellerna i langerhanska öarna, och har till uppgift att reglerar användning och lagring av viktiga molekyler, särskilt kolhydrater och därmed sänker blodsockret. Insulinet upptäcktes först av Kanadiska forskare 4

5 Fredrick Banting och Charles Best år 1921 då de extraherade insulinet från djurets bukspottkörtel [2,3]. Däremot råkade forskarna svårigheter med att framställa verksamt insulin från bukspottkörteln. Pankreas utsöndrade insulin men även bukspott som hade förödande effekt på insulinet. För att lyckas med detta måste körteln skrumpna först i djurkroppen innan den togs ut. Detta gjordes genom att Banting lätt binda ledningar till bukspottkörteln för att stoppa flödet av näring till den. Detta ledde till att bukspottkörteln degenererades och därmed krympandes och förlorade sin förmåga att utsöndra magsaft. På så sätt extraherade de verksamt insulin [1,2] Injicering av insulin Den första insulininjektionen i världen gavs till en 14-årig diabetessjuk pojke, Leonard Thompson, den 11 januari 1922 [1,3]. Insulininjektionen var fortfarande så oren att som ett resultat av den första injektionen fick Leonard Thompson en 7,5 cm stort förhårdnad på injektionsstället [3]. Patienten hade väldigt hög blodsockerhalt och ansågs ha väldigt kort överlevnads tid kvar. Två timmar efter injektionen har hans blodsockerhalt sjunkit dramatiskt, patienten blev piggare och såg må bättre ut [1]. Samma år hade Kemisten James Collip, en forskarkollega till Banting och Best, gjort stora insatser rörande renframställning av insulin samt dosjustering och styrkebestämning [1,2,3]. Trots dessa stora insatser var kvaliteten på insulinet långt ifrån det önskade och varje injektionsflaska med insulin hade en annan effekt på grund av olika renhet att en diabetespatient, Elizabeth Hughes, ofta haft hypoglykemiska reaktioner. Hon drabbades också av smärta och svullnad på injektionsstället, särskilt när stora mängder insulin injicerades [3] Nobelpriset Nyheten om en framgångsrik behandling av diabetes med insulin snabbt spridits utanför Toronto, och år 1923 har Nobelkommittén beslutat att utdela Banting och Macleod (professor John Macleod vid Universitetet i Toronto, var en ledande gestalt i studiet av diabetes i Kanada) Nobelpriset i fysiologi eller medicin [2]. Beslutet i Nobelkommittén gjort Banting rasande. Han ansåg att priset skulle ha delats mellan honom och Best, och inte mellan honom och Macleod. Banting beslöt sig att dela sitt pris med Best. Macleod i sin tur gav halva sin prissumma till kemisten Collip [2]. Nobelpriset i fysiologi eller medicin för insulin har varit mycket omdiskuterat. Det har ifrågasatts varför Macleod fick priset i stället för Best och Collip. Dock spelade Macleod en central roll i upptäckten av insulin. Det var han som stödde projektet från början. Han övervakade arbetet och det är också troligt att Macleods kontakter i 5

6 den vetenskapliga världen hjälpte forskarteamet att få ett snabbt erkännande av deras upptäckt [2]. Forskarteamet fick patent för sitt insulin men gav bort alla sina rättigheter till Universitet i Toronto, som senare skulle använda intäkterna från insulin för att finansiera ny forskning [2]. Mycket snart efter upptäckten av insulin, beviljades medicinska företaget Eli Lilly tillståndet av universitetet i Toronto att tillverka insulin. Så snart som år 1923, var Eli Lilly det företag som producerar tillräckligt med insulin som kunde tillgodose hela nordamerikanska kontinenten. Därefter fick alla diabetespatienter världen runt rätten att behandlas med insulin för att överleva [2,3] Animal Insulin Animaliskt Insulin Olika insulinformer av animaliskt insulin utvecklades allteftersom. År 1936 framställde Hans Christian Hagedorn protamininsulin [3,4]. Protamin, ett lågvikt protein, använts för att utveckla långsam utsöndrande insulin med tillgången till zink och insulin (PZI) vars effekt varade i h. Vid 1950 har ytterligare insulin produkt producerats nämligen NPH(neutral protamine Hagedorn) insulin som också var bunden till protamin med en maximal effekt på 24 h [3,4] har den amorfa "lente" insulin (IZS) - semilente, lente och ultralente, utvecklats med goda resultat [3] Humant Insulin och analoger Efter flera års laborationer under åren kunde humant insulin kemiskt syntetiseras i bl.a. Tyskland, kina och USA. Detta bidrag visade att humant insulin (och även andra proteiner) kunde verkligen syntetiseras. Det första helsyntetiska humaninsulinet (CGP ) var syntetiserad i Basel år Detta insulin har studerats i en klinisk studie och den visade sig vara väl tolererbar som animaliskt insulin [3] utfördes den första semisyntesen av humant insulin [4]. År 1978 lyckades forskare från den biotekniska företaget Genentech i San Francisco att klona humant insulin med hjälp av en genetiskt manipulerad plasmid tagen från E.coli [3,4]. År 1980 kunde det humana insulinet, producerad genom rekombinant DNA teknologi, för första gången testats på 17 icke-diabetessjuka volontärer i England. forskarnas slutsats var att humant insulin kan bli något mer potent än animaliskt insulin i låg dos [3]. Därefter började humant insulin tagen genom rekombinant mikroorganism massproduceras i hög fart av företaget Eli Lilly år 1982 [3,4]. Senare ersattes kolibakterien med jästsvampen Saccharomyces cerevisiae för att producera humantinsulin 1986 [4]. 6

7 2. Avhandling 2.1. Metodbeskrivning för extraktion och isolering av insulin Sedan upptäckten av insulin har diabetespatienter, vars förhöjda blodsockernivåer beror på nedsatt insulinproduktion, behandlats med insulin tagen från djur, främst svin och nötkreatur. Animaliskt insulin är likt humaninsulin men med annorlunda sammansättning. Denna annorlunda sammansättning stöts bort av immunsystemet hos vissa diabetespatienter vilket resulterade i immunologiska reaktioner vid injektionsstället. Oron för långsiktiga komplikationer orsakade av regelbunden tillförsel av animaliskt insulin växte upp. Detta förde forskarna att syntetisera Humulin, ett humaninsulin, genom att sätta in insulin kodande gen i en lämplig vektor, E. coli bakterie, för att producera ett humant insulin vilket har uppnåtts med hjälp av rekombinant DNA-teknik [4] Insulin produktion och isolering från bakterie För att få en bakterie, E.coli, producera insulin måste några steg göras innan. Insulin proteinet består av två kedjor, A- och B-kedja bundna till varandra med disulfid bryggor. Från proteinet bereds DNA kedjan som senare införs i bakterien. Varje protein kedja A och B, kopieras enskilt för att bygga en enkel DNA-sträng. sedan och med hjälp av DNA-polymeras produceras dubbelsträngat DNA av A och B kedjorna. Varje DNA-sträng förs senare in i plasmider i en β-galaktosidas gen som också har tetracyklin resistens. Därefter förs plasmiderna i bakterier och tetracyklin tillsätts. Bakterier som inte har tagit upp insulin producerande DNA sträng kommer att dö av tetracykliner och kvar blir endast insulinproducerande bakterier. Bakterierna växer och både insulin (A- och B-kedjan) och β-galaktosidas protein produceras, samlas och renas. Därefter klipps β-galaktosidas delen bort från proteinet. Kvarresterande proteinkedjor A och B mixas ihop, och under lämpliga förhållanden byggs disulfidbryggor upp och ett färdigt humaninsulin har nu producerats färdig av en bakterie [5,6,7] Insulin produktion och isolering från gäst I människan kodar insulingenen först för ett protein som kallas för preproinsulin och består av 108 aminosyror. De första 24 aminosyrorna i proteinet är en signalsekvens som har till uppgift att leda preproinsulinet ute från cellen. Så fort preproinsulinet har hamnat utanför cellen klyvs denna signalsekvens bort och kvar blir proinsulin som stannar kvar i pankreas för vidare bearbetning. Gäst är en eukaryot organism som har en cellkärna som kan göra vissa steg i insulinproduktions process. DNAsträngen bereds så att endast genen som kodar för proinsulinet förs in i en plasmid. På så sätt skipper vi det första steget, alltså från preproinsulin till proinsulin. Plasmiden förs senare till gäst som nu kan endast producera proinsulinet. Resten av 7

8 processen sker precis på samma sätt som i människan. Proinsulinet väcks så att disulfid bryggor byggs upp och till slut klyvs 33 aminosyror bort från proteinet och kvar har vi färdigt producerat humaninsulin protein [5]. Bakterie till skillnad från gäst kan inte producera insulin på samma sätt. Metoden blir därför mer kostsam och tidskrävande [5] Biologisk aktivitet av insulin Insulin är ett hormon. Hormoner är kemiska ämnen som har till uppgift att reglera kroppens celler och produceras av speciella körtlar. Hormonet insulin är en viktig reglerare av glukos i blodet. Vid matintag stiger glukoshalten vilket stimulerar insulinets utsläpp i blodomloppet. Insulinet fungerar som en nyckel, som öppnar upp cellerna så att de kan ta i sockret och använda det som energikälla [8]. Typ 1- diabetes definieras som ett tillstånd av förhöjt blodsockerhalt till följd av insulinbrist. Bakomliggande orsaken är successivt minskning av insulinproduktion under de första 1-5 åren p.g.a. autoimmunreaktion mot betacellerna i langerhanska öarna i bukspottkörteln. Därför diabetes typ-1 är en ren insulinbristsjukdom och behandlingen med insulin går ut på att med insulininjektioner försöka efterlikna bukspottkörtelns funktion med hjälp av basinsulin och måltidsinsulin [9,10]. Typ 2- diabetes kännetecknas av nedsatt insulinkänslighet p.g.a. avtagande betacellfunktion vilket yttrar sig i minskat upptag av glukos av skelettmuskulatur och ökad glukosproduktion från lever [9,10]. Behandlingen med insulin för typ 2-diabetes sätts in först när förstahandsvalet metformin inte ger önskade resultat [11] Läkemedelsutveckling Sedan upptäckten av rekombinant DNA teknik och produktionen av humaninsulin har FDA godkänt Humulin R (snabbt) och Humulin N (NPH) för den amerikanska marknaden. Detta följdes av Novos semisyntetiska Actrapid HM och Monotard HM. Båda Eli Lilly och Novo hävdade att dessa produkter var identiska med verkligt humaninsulin, och därför var de det bästa form av insulinbehandling [3]. Efter protein-teknik utvecklingen har många nya formvarianter av insulin producerats, så kallade insulinanaloger, med modifierade aminosyresekvenser och förbättrade farmakokinetiska egenskaper [12]. Sedan 1996 har olika insulinanaloger införts över hela världen[3]. Ett antal insulinanaloger har nu blivit godkända för behandlingen, inklusive snabbverkande former för användning vid måltiderna och långtidsverkande insulin som basinsulin. Dessutom har en rad färdigblandade insulin som kombinerar de olika formerna används. För närvarande finns det ca 180 olika insulinberedningar över hela världen [12]. Idag är Humalog (Lilly), Lantus och Apidra (Aventis), Levemir och NovoRapid (Novo Nordisk) tillgängliga [3]. 8

9 Olika former av insulin behandling Kortverkande insulin Kortverkande insulin är ett icke modifierad humaninsulin och kan ges akut- eller till måltid. Det är en klar lösning med neutralt ph som förpackas i flaskor, i ampuller till insulinpennor för flergångsbruk eller i engångspennor av plast. Kortverkande insulin kan ges intravenöst, intramuskulärt eller subkutant [10,12]. Även insulinanaloger med kortverkande effekt har utvecklats. Absorptionen av insulin efter subkutan injektion kan förbättras genom att öka graden av dissociation av insulinmolekyler till monomerer. I insulin lispro, har ordningsföljden mellan två aminosyror kastats om, lysin-prolin (Lys-Pro) sekvensen, vilket skapar steriskt hinder och en minskad förmåga att själv associera. I den kortverkande insulinanalogen B28 (Asp) har en aminosyra bytts ut mot asparginsyra (insulin aspart) vilket också skapar ett steriskthinder och minskad förmåga att själv associera. hos insulin glulisin aminosyresekvensen i B-kedjan ändrats lite i två positioner, Asn ersätts av Lys i position 3 och Lys ersätts av Glu i position 29. Dessa åtgärder underlättar för en snabbare absorption från den subkutana vävnaden, men medför kortvarigare biologisk effekt. Däremot har alla tre likartad farmakodynamiska effekter [10,12] Medellångverkande insulin Medellångverkande insulin fungerar som basinsulin och har en längre verkningstid pga. minskad löslighet vilket ger långsammare absorptionshastigheten från subkutana vävnaden. Detta uppnås genom att blanda med protamin (NPH-insulin) eller zink (Lente insulin) och bilda suspension där humaninsulin bildar kristaller med sitt komplex. Det innebär också att en suspension måste skakas ett antal gånger före injektionen, för att erhålla en jämn insulinkoncentration [10,12]. Långtidsverkande insulinanaloger som insulin glargin och insulin determir har utvecklats. Insulin glargin har en duration på 24 h. Den isoelektriska punkten har höjts genom substitution av en och tillägg av två arginin molekyler i slutet av B- kedjan (Arg B31 och Arg B32) vilket gör att insulinet faller ut vid kroppens ph för att sedan absorberas långsamt i blodet. Insulin detemir har också en förlängd effekt. Detta åstadkoms genom att koppla på en fettsyra som främjar reversibel bindning med albumin för att skapa en insulin depå därpå släpps insulinmolekylen långsamt fri [10,12]. Färdigblandade kombinationer av kortverkande humaninsulin eller insulinanaloger och NPH (2-fasinsulin) har skapats. Dessa har fått bred acceptans som ett sätt att minska antalet dagliga injektioner och finns för patienter hos vilka kraven på justering av dosen är mindre, t ex hos äldre med typ 2-diabetes [10,12]. 9

10 2.4. Klinisk effekt och användning Vid behandling av diabetes mellitus eftersträvas god glukoskontroll för att minska hyperglykemi och förebygga för diabetiska senkomplikationer. Därför skall alla patienter med typ 1-diabetes, från sjukdoms debut, och minst % av patienterna med typ 2-diabetes, som har uttalade diabetessymtom och höga P-glukosvärden (> 16 mmol/l), behandlas med insulin för att uppnå tillfredsställande glukoskontroll [10, 13]. Grundprincipen för insulinbehandling går ut på att ge kortverkande human eller analoginsulin till måltid och kombinera detta med medellångverkande humaninsulin eller långverkande insulinanaloger som skall utgöra basinsulin. Vanligen ges kortverkande insulin före måltiderna (frukost, lunch och middag) däremot ges medellångverkande insulin eller en långverkande insulinanalog till natten ( ) eller vid behov vid ytterligare tillfällen [10]. Kortverkande insulinanaloger (lispro, aspart och glulisin) har en snabb insättande effekt på 0-15 min efter injektionen jämfört med kortverkande humaninsulin (30 45 minuter) vilket eliminerar väntetiden mellan injektion och måltid [10] behandlingsrekommendationer Enligt läkemedelverkets behandlingsrekommendationer, för typ1-diabetes, skall insulinbehandling påbörjas med NPH-insulin som är förstahandsval som långverkande insulin. Patienter med välreglerad diabetes utan allvarliga hypoglykemi problem skall inte byta från NPH-insulin till insulin glargin eller insulin detemir. Om nödvändigt, skall behandling med insulinanaloger startas av läkare med erfarenhet av insulinbehandling. Likaså, om behandlingen med insulin är nödvändig vid typ 2-diabetes, skall påbörjas med NPH-insulin. Insulindosen kan även höjas tillräckligt så att goda behandlingsmål nås. Vid typ 2-diabetes är insulinanalogen glargin mindre väl dokumenterat och dokumentation saknas för insulin detemir i publicerade studier. Däremot kan insulin glargin prövas för patienter som inte uppnår goda resultat med NPH-insulin [13]. Humaninsulin har en dosberoende kinetik, d.v.s. beroende på dosen kan anslagstid och duration vara olika. Detta innebär att seruminsulinhalten kan bli för låg efter intag av små doser av kortverkande humaninsulin och kan leda till okontrollerbart sockerhalt [10]. NPH-insulin uppnår maximal effekt 3-5 timmar efter injektion och varar 14±3 timmar [13]. Det har visat sig att NPH-insulin har uttalad en ska kalls klockformad effektkurva hos många patienter vilket kan utgöra problem vid injektion till natten. Detta innebär att patienterna får en maximal effekt mitt i natten vilket ökar risken för hypoglykemi. Det blir nödvändigt att ha två injektioner per dag tack vare den korta effektdurationen samt det föreligger stora variationer i effekten 10

11 dag för dag efter injektionen. NPH-insulin är en suspension som måste blandas väl för att erhålla jämn insulin koncentration. Dessa faktorer har bidragit till dålig glukoskontroll hos många patienter och därför har behovet av att ha bättre insulinvarianter med bättre egenskaper har ökat [13]. Insulinanalogerna glargin och detemir, har visat sig däremot ha bättre farmakokinetiska och farmakodynamiska egenskaper vid användning som långverkande insulin i behandling av patienter med diabetes mellitus [13]. Studierna visar att effektduration hos insulin glargin är längre och kan nå upp till 24 timmar hos många patienter, samt har en flackare effektprofil än NPH-insulin. Det föreligger det viss osäkerhet om den ger mindre dag till dag variation i effekt jämfört med NPH-insulin. insulin detemir har visat sig i många jämförande studier med NPH-insulin ge mindre dag till dag variation i effekten. Däremot har de kliniska studierna visat att de långverkande insulinanalogerna har ungefär samma effekt på HbA1c som NPH-insulin [10,13]. Vid typ 1-diabetes har många studieresultat visat att antalet hypoglykemier, särskilt om natten, är lägre vid användning av dessa långverkande insulinanaloger. Även många studieresultat visat att dessa ger lägre (glargin och detemir) och mindre varierande (detemir) fasteglukos vid typ 1-diabetes [10,11,13,14]. Därför har insulin glargin blivit ett bättre alternativ vid behandling av typ 1-diabetes än NPH-insulin, och upplevs av många patienter ge en stabilare glukoskontroll [10]. Vid typ 2-diabetes indiceras långverkande insulinanaloger endast i kombination med metformin och/eller sulfonylurea (eller glitazon för liraglutid) hos patienter som inte uppnår god glukoskontroll vid behandling med högsta tolererbara dos av dessa läkemedel [11]. 3. Diskussion Insulin har visat sig vara livsviktig hormon som tack vare dess upptäck kunde mångas liv räddas. Teknologins bidrag, gällande framtagande och utveckling av behandlings godtagbara former, varit stor. Trotts behandlingen uppnår dock inte alla patienter god glukoskontroll eller symptomfrihet. De farmakokinetiska egenskaperna av humaninsulin behandling inte lyckades efterlikna mönstret för basal och postprandiell sekretion av endogent insulin, därför var förväntningarna med insulinanalogerna stora, men de har ändå inte helt uppfyllt målet [11]. Nya beredningsformer utvecklas hela tiden för att uppnå målet med behandlingen. En ny metod som diskuteras är att ge insulin via näsan. Problemet är att transport ytan över nässlemhinnan är litet. Detta sätt kräver mycket stora insulindoser eller användningen av kemiska ämnen för att öka insulin transport. Kemikalier som används för att öka insulin transport ofta orsakar irritation och snuva i näsan. Även en lindrig förkylning eller nästäppa skulle enkelt ändra på den avsedda 11

12 insulindosen. Omkring 100 enheter insulin måste sättas in i näsan för att leverera 10 enheter i blodet vilket innebär stora kostnaderna. En annan metod som verkar gå snabbt framåt är transport via lungorna via inhalation [15]. Jämfört med nasal transport, sker transport av insulin via lungorna över en mycket större yta, lika stor som en tennisbana. Absorption i blodet sker genom de tunna alveolära väggarna i lungorna. Detta verkar vara den mest lovande metoden för insulintransporten just nu. Det finns dock oro över de långsiktiga effekterna av att andas in en tillväxt hormon i lungorna. Förhoppningen kommer den stora ytan över vilket insulin sprids på att minimera negativa effekter, däremot har små minskningar av syretransport redan noterats i några studier [15]. Exubera (pifzer)var det första godkända inhalerbara insulin Men den motsvarade inte höga förväntningarna pga. dess biverkningar. I samma bana ses företaget Eli Lilly i samarbete med Alkermes, kliva in i marknaden med en inhalerbar insulin- AIR Insulin- i torrpulver form. AIR Insulin System genomgår för närvarande fas III-prövningar som en potentiell behandling för typ 1- och typ 2- diabetes. Två andra inhalerbara insulinbehandlingar förväntas komma till marknaden vilka är i torrpulver form Technosphere Insulin System (Mannkind Corporation) och i flytande form AERx Insulin system (Novo Nordisk) [12,15]. 4. Referenser 1. Insulinets historia (2006) Svenska diabetesförbundet URL: aspx ( ) 2. The Discovery of Insulin (2009) Nobelprize.org URL: ( ) 3. Karger (2007) the History of Insulin URL: ulin_02.pdf ( ) 4. Diabetes genom historien, från antiken till idag (2007) Sanofi-aventis URL: 4A7E-A593-D6D ( ) 5. Synthetic insulin was made using recombinant DNA (2003) DNAi.org URL: ( ) 6. Keefer, L., Piron, N.A. and Meyts, P. (1981). Human insulin prepared by recombinant DNA techniques and native human insulin interact identically with insulin receptors. Proc. Nati. Acad. Sci, 78,

13 7. Nidhi Uppangala, (2010) Human insulin and recombinant DNA-technology URL: Recombinant-DNA-Technology-70.html ( ) 8. Facts about Diabetes and Insulin (2009) Nobelprize.org URL: ( ) 9. Diabetes typ-1 (2010) Fass.se URL: ( ) 10. Läkemedelsboken 2009/2010. Apoteket AB. Diabetes mellitus, pp Läkemedelsbehandling vid typ 2-diabetes (2010) Behandlingsrekommendation URL: rekommendationer/behandlingsrekommendation---listan/diabetes/ ( ) 12. Panda, A.K. (2008) Recombinant DNA technology and biotechnology URL: ons.pdf ( ) 13. Användning av långverkande insulinanaloger (2005) Behandlings rekommendation. Läkemedelsverket.se URL: rekommendationer/behandlingsrekommendation---listan/insulinanaloger/ ( ) 14. Liedholm, H., Björck, A.(2006) Insulin detemir har jämförts med NPH-insulin, Läkartidningen.se URL: ( ) 15. Walsh, J. (2009) Alternative Insulin Delivery Methods, Will Inhaled Insulin Really Take Your Breath Away? Diabetesnet.com URL: 0AcvaOMa ( ) 13