Woher kommen unsere Medikamente? Am Beispiel: Insulin

Insulin ist das Hormon in unserem Körper, das für die Regulation des Zuckergehaltes des Blutes (und demnach der Gewebe) verantwortlich ist. Es macht das zusammen mit dem Hormon Glucagon, wobei das Glucagon für den Anstieg des Blutzuckers verantwortlich ist und das Insulin für dessen Senkung.

Wir brauchen Zucker als Antriebsstoff für unsere Zellen. Wie überall gilt aber auch hier: Zuviel ist schlecht. Speziell schlecht ist es, wenn der Zucker im Blut (unserem Transportsystem) zu hoch ist. Das schadet dann den Gefässen und gibt die ganzen Folgeerscheinungen, die man bei unbehandeltem Diabetes sehen kann: Blindheit, wenn die Gefässe im Auge betroffen sind, Amputationen, weil die Gefässe der Extremitäten zugehen, Nierenschäden und so weiter.

Wie aber hat man das Hormon – und damit eine Behandlung für Diabetes eigentlich gefunden?

Durch ein paar Fliegen.

Image via Wikipedia

Das kam so: 1889 hat man Hunden wegen einem Experiment den Pankreas (die Bauchspeicheldrüse) entfernt. Im Lauf des Experimentes fand man, dass Fliegen vom Urin der Hunde, denen nun die Bauchspeicheldrüse fehlte mehr angezogen wurden.Wieso? Durch das Experiment hat man bei den Hunden – noch ohne es zu wissen – künstlich Diabetes verursacht. Der Zucker wurde via Nieren im Urin ausgeschieden – und Fliegen mögen Süsses, also …

Jetzt wusste man also, dass irgendetwas im Pankreas den Blutzucker niedrig hält.

Seit der Entdeckung versuchten viele Wissenschaftler die Sekrete des Pankreas zu extrahieren und als Mittel gegen Diabetes zu verwenden.

Der Name Insulin kommt übrigens von den Langerhanschen Inseln im Pankreas – dem Ort, wo das Insulin produziert wird.

1906 führte der deutsche Internist Professor Georg Ludwig Zuelzer  erstmals eine Injektion mit einem von ihm isolierten und von der Firma Schering hergestelltem Kälberpankreasextrakt namens Acomatol am Menschen durch. Der Extrakt war wohl wirksam, wegen der starken Nebenwirkungen konnte das Präparat nicht weiter verwendet werden.

1916 gelang es Nicolae Paulescu dann erstmals, Insulin aus Pankreasgewebe zu gewinnen.

1921 gelang auch Frederick Grant Banting und Charles Best die Extraktion von Insulin, sie nannten es „isletin“ – dafür bekamen sie 1923 den Nobelpreis

Damit ist die Geschichte aber noch nicht am Ende.

Die ersten Insulinpräparate wurden aus den Bauchspeicheldrüsen von Tieren hergestellt. Für mehrere Jahrzehnte war das auch die einzige Quelle für die Insulinproduktion. Die Tiere waren Schweine und Rinder. Deren Insulin unterscheidet sich zwar, wie man heute weiss an einigen Stellen vom menschlichen Insulin (im Fall vom Schwein ist der Unterschied eine einzige Aminosäure), war aber brauchbar.

Humaninsulin kam als nächstes – der Name ist aber irreführend, weil es sich nicht um Insulin aus menschlichen Bauchspeicheldrüsen handelt, sondern um ein Molekül, das chemisch identisch mit dem des Menschen ist. Gewonnen wurde es aus Schweineinsulin, indem man mit biochemischen Methoden die eine „falsche“ Aminosäure austauscht. 1983 wird dieses halbsynthetische Humaninsulin erstmals von der Firma Hoechst auf den Markt gebracht.

1979 gelang es Frankfurter Wissenschaftlern, das Gen für die Herstellung von Insulin aus menschlichen Zellen zu isolieren, und mittels Gentransfer in Mikroorganismen wie Bakterien (Escherichia coli) oder Hefen (Saccharomyces cerevisiae) zu bringen, so dass ab 1982 die Möglichkeit bestand, mittels dieser gentechnisch veränderten Organismen Humaninsulin in großen Mengen ohne den Einsatz tierischen Ausgangsmaterials von Schwein oder Rind zu produzieren.

Aufgrund der Diskussion über Chancen und Risiken von Gentechnik kam erst 1999 durch die aus der Firma Hoechst hervorgegangene Firma Aventis dieses neue Humaninsulin in den USA an den Markt.

Heute geht man noch weiter, indem man mit Insulinanaloga Abwandlungen hat, die eine kürzere oder längere Wirkdauer haben. So kann man ein bisschen mit der Anwendung des Insulins spielen – aber darüber wissen die betroffenen Diabetiker fast mehr als ich :-/

Es gibt unterschiedliche Formen von Diabetes. Wenn die Bauchspeicheldrüse noch einigermassen funktioniert, wird versucht mit Tabletten die Insulinausschüttung anzuregen und die Empfindlichkeit der Gewebe auf das noch vorhandene Insulin zu verbessern. Wenn aber (fast) kein Insulin (mehr) vorhanden ist, dann muss man es halt ersetzen.

Image via Wikipedia

Insulin ist ein Proteinhormon und geht leider relativ leicht kaputt – weshalb es gekühlt gelagert werden muss – und zur Anwendung injiziert – also gespritzt. Wenn man es schluckt, zerstört die Magenenzyme die Struktur und macht es unwirksam. Es gibt Bemühungen nach einfacheren Anwendungsarten zu suchen, zum Beispiel zur Inhalation – es ist aber nichts auf dem Markt im Moment.Dennoch ist es ein ziemlich erstaunliches Medikament, v.a. wenn man bedenkt, dass noch vor nicht allzu langer Zeit Menschen mit Diabetes eine ziemlich schlechte Lebenserwartung hatten – kompliziert noch durch die auftretenden Beschwerden. Heute muss man kaum noch Amputieren wegen Diabetes-Folgen … vorausgesetzt die Leute halten sich an die Therapien …

Quellen: Wikipedia, Internet, Uniunterlagen …



20 Antworten auf „Woher kommen unsere Medikamente? Am Beispiel: Insulin

  1. Meine Tochter kann davon ein Lied singen. Das Spritzen ist die eine Sache (man sollte die Spritzstellen sowieso ändern, da es sonst zu Ansammlungen kommt und das Insulin nicht mehr gut aufgenommen wird). Eine der anderen Seiten ist die, dass die Fingerkuppen aussehen wie ein zerrupftes Huhn. Es reicht nicht aus, kurz vor der Insulingabe den Blutzuckerwert zu bestimmen. Auch zwischendrin wird immer wieder gemessen. Abgesehen davon, dass man so drauf achten muss, wie viele Kohlehydrate in 100 g der Nahrung vorhanden sind, um dann die Insulingabe zu errechnen.

    Alle 3 Monate muss Tochterkind in die Diabetes Ambulanz der Kinderklinik, um den „Langzeitwert“ (ich kann mir nicht merken, wie er abgekürzt wird) zu messen.

    Gefällt mir

    1. Mein Glückwunsch an Dich und Tochter – ihr scheint das im Griff zu haben.
      Übrigens gibt es Forschungen nach alternativen Messpunkten – zum Beispiel den Unterarm (siehe hier: ) da steht auch drin, wann das geht und wann nicht.
      Weitere Produkte sind in Entwicklung, immer wieder gibt es Gerüchte über eine Art Implantat, das das dann anzeigt (z.B. hier ) – aber das dauert noch eine Zeit, bis das oder ähnliches kommt.

      Gefällt mir

      1. Hi,

        ich arbeite in einem Institut für Diabetesforschung. Sprich, bei uns werden neue Methoden, neue Medikamente oder veränderte Formulierungen an Probanden getestet.

        @Pharmama
        Das von dir gezeigte Implantat ist mir bis dato noch nicht untergekommen. Aber es gibt durchaus auch in diesem Bereich Studien. Es gibt zum Beispiel Geräte bei denen ein Wert alle paar Minuten gemessen wird ohne das man sich jedes Mal neu stechen müßte. Dabei hat man ein kleines Kästchen bei sich das mit einem Katheder an einer Dauernadel befestigt ist, ähnlich der Insulinpumpe. Es gibt auch schon „Kabellose“ Messungen. Dabei liegt ein Sensor auf der Bauchdecke der den Zucker im Gewebe misst.

        @McCloud
        Bei dem inhalativen Insulin Exubera kam es unter anderem aber auch deshalb zu einem Stillstand, weil sich bei einigen Anwendern ein Lungenkrebs gebildet hatte. Ob dies tatsächlich mit dem Medikament in Zusammenhang steht, oder nur ein Zufall war scheint noch nicht bekannt zu sein. Das werden wahrscheinlich die Langzeitbefragungen zeigen, die in diesem Bereich laufen. Allerdings war auch die Handhabung der Blister und des Gerätes mehr als umständlich und unhandlich da es sehr groß war. Manche Leute hatten Probleme mit der Inhalation.

        Gefällt mir

  2. Der „Langzeitwert“ heißt HbA1c, und bezeichnet den Anteil verzuckerter Hämoglobinmoleküle im Blut. Die reagieren auf die Glukose im Blut, und auf diesem Weg kann man feststellen, wie hoch die ständige Belastung des Organismus mit (erhöhtem) Blutzucker in der Vergangenheit (6-8 Wochen, soweit ich weiß) war. Ein gesunder Mensch hat einen HbA1c von 5-6… ein Diabetiker kann diese Werte locker erheblich toppen.
    Und die Insulininjektionen sind halb so schlimm, aber die Kontrollmessungen in den Fingerkupppen sorgen tatsächlich dafür, dass das Diabetikerfeingefühl ziemlich auf der Strecke bleibt. Leider scheint von seiten der Forschung nicht allzuviel dafür unternommen zu werden, diese Messungen, die ja auch immer nur Momentaufnahmen sind, durch zuverlässige Verlaufsmessungen zu ersetzen. Kontraproduktiv ist da sicherlich der hohe Einzelpreis der Messstreifen, der mal locker bei 80 Cent je Streifen liegen kann. Bei 3 bis 7 Messungen je Diabetiker und Tag, je nach Therapieform, ist das die Lizenz zum Gelddrucken.
    Da wird tatsächlich mehr geforscht (so mein Eindruck), wenn es um die anderweitige Verabreichung der Insuline geht. Problem ist derzeit wohl unter anderem, dass inhalatives Insulin enorm niedrige Wirkungsgrade hat (zehn Prozent oder so- aber ich bin da nicht ganz aktuell informiert).
    Eins steht fest: Diabetes ist eine Scheißkrankheit, aber Best und Banting und alle anderen an der Entdeckung des Insulins beteiligten Forscher haben einen Platz in meinem persönlichen Himmel verdient.

    Gefällt mir

  3. In mittlerweile 35 Jahren Diabetikerleben gab es schon viele Verbesserungen. Anfangs noch Einzelspritzen mit Wechselkanülen (dickere zum Aufziehen, dünnere zum Spritzen), dann Spritzen mit integrierter dünnerer Kanüle. Testmöglichkeit zuhause erst nur Urintest mit Pipette, Reagenzglas und Reaktionstabletten. Therapie mit Langzeitinsulin und starrem Diätplan, auf Abweichungen konnte man selber nicht reagieren – sehr unpraktisch bei einer Heranwachsenden. Die Quartalsuntersuchungen in der Kinderklinik waren auch eher ein Angsttermin. O-Ton der Oberärztin: Wenn sich deine Werte nicht bessern, bist du mit 18 blind.
    Dann langsam besser Kontrollmöglichkeiten – Urin- und Blutteststreifen mit Farbfeldern. Testgeräte (erst mit Helligkeitsmessung, dann mit Widerstandsmessung). 1985 Umstellung auf ICT mit Pen – endlich die Möglichkeit auf Situationen zu reagieren. Schliesslich Pumpentherapie, damit sehr zufrieden und ich brauche keine andere Applikationsmöglichkeit für Insulin. Die blutfreie Blutzuckerbestimmung wäre aber eine grosse Bereicherung.

    Gefällt mir

  4. Also … die Entdeckung/Entwicklung von Marcumar, Penicillin usw. war mir geläufig… aber dass die Insulin-Entdeckung etwas mit Fliegen zu tun hat, nicht. Wieder was (originelles) dazugelernt!

    Gefällt mir

  5. Das mit den Fliegen wusste ich auch noch nicht, ist aber sehr interessant.

    Vielleicht noch 2 ergänzende Sachen:
    1.) Die Insulinanaloga sind eine schicke Sache. Allerdings werden diese seit ein paar Jahren zum Teil nicht mehr von den deutschen Krankenkassen gezahlt. Daher besteht für die Industrie dort nur noch ein geringer Anreiz auf diesem Gebiet weitere Forschung zu betreiben (es bringt wirtschaftlich gar nichts, Forschung zu betreiben, die Geld kostet und ein Medikament auf den Markt zu bringen, welches dann von den Kassen nicht bezahlt wird und daher unrentabel ist).
    2.) Mit Exubera gab es bereits ein inhalalierbares Insulin auf dem deutschen Markt. Pfizer hat die Produktion allerdings wieder eingestellt, da es kaum verschrieben wurde und daher unwirtschaftlich wurde.

    Gefällt mir

    1. Echt? Was war denn die Erklärung dafür, dass das nicht übernommen wird? An fehlender Wirksamkeit kann es nicht liegen.
      Ich gebe hier fast *nur* noch Insulinanaloga raus.

      Gefällt mir

    2. Ich kann dir versichern, dass praktisch ausschließlich an den Insulinanaloga geforscht wird, vor allem an Langzeitformulierungen.

      Die Krankenkassen haben mit den Insulinherstellern Verträge abgeschlossen, sodass die Analoga auch übernommen werden. Zwar sind die Analoga erstmal teurer als Humaninsulin, aber auf Dauer kommen sie günstiger, weil die Patienten weniger Krankenhaustage haben. Die Pharmafirmen würden für eine eventuelle Kostendifferenz aufkommen müssen.

      Insgesamt werden deutlich mehr Analoga als Humaninsulin verkauft.

      An neuem inhalierbarem Insulin arbeitet die Firma Mankind, das Produkt heißt Afreza und ist in der Zulassung in den USA.

      Gefällt mir

  6. Wir haben einen Kater mit Diabetes und spritzen inzwischen zweimal täglich Lantus, weil das sonst normalerweise für Katzen verwendete Caninsulin „zu schnell“ war. Die Therapie bei der Katze, deren Injektionsportion derzeit zwischen 2,3 und 2,7 IE pro Spritze variert, stellt das Personal des Premiumhaustiers vor „interessante“ Herausforderungen.

    Die Verwendung eines Pen verbietet sich aufgrund dessen Ungenauigkeit und der zu langen Nadeln von selbst. Aber auch mit der Spritze ist das nicht einfach, da es überhaupt genau eine Spritze am Markt gibt, die 0,5-IE-Skalenstriche hat, nämlich die BD Micro Fine. Aber da gibt die Aufdruckgenauigkeit der Skala die geforderte Genauigkeit auch nicht her, so dass man sich vorher angucken muss, wie die Null-Linie auf diesem Spritzenexamplar liegt, um die Portion „passend“ aufziehen zu können

    Mit dem Caninsulin, das ein U40-Insulin ist, konnte man umrechnen und anhand der 0,5-IE-Striche der Spritze tatsächlich auf 0,2 IE genau dosieren, mit etwas Gefühl noch genauer. Das ist mit dem U100-Insulin Lantus, bei dem 2,3 Einheiten „zu wenig“ und 2,5 Einheiten „zu viel“ sein können, eine echte Herausforderung.

    Auch viele Apotheker sind mit den speziellen Problematiken überfordert. So konnte mir keiner der Apotheker in den vier befragten Betrieben sagen, ob ich auch mit einer „normalen“ Spritze aus einer Pen-Patrone aufziehen könne; denn in einer normalen Durchstichflasche mit katzenkompatibler Inhaltsmenge gibt es Lantus nicht. Wir haben dann schließlich „blind“ und auf unser eigenes Risiko eine Packung mit fünf Pen-Patronen bestellen müssen, um festzustellen „ja, das geht“.

    Ach Ja: Eine Katze stellt man auf Blutzuckerwerte zwischen 80 mg/dl und 200 mg/dl ein, da eine Unterzuckerung bei einer Katze gefährlicher ist als beim Menschen: Sie sagt einem nicht, dass ihr gerade schwummrig wird und dass sie dringend eine Zwischenmahlzeit braucht. Aber wir haben bei unserem Kater auch schon einen Pre-Wert von 14 mg/dl gemessen und haben ihm das am Verhalten nicht angemerkt. Hoffentlich erzählt ihm niemand, dass er bei so einem Wert eigentlich schon im Koma liegen müsste.

    Ich hoffe, meine Ausführungen waren interessant und ermöglichten einen Blick über den humanmedizinischen Tellerrand.

    Gefällt mir

    1. Finde ich interessant, dass Humaninsulin auch bei der Katze funktioniert. Aber warum nicht, Schweineinsulin ging ja beim Menschen auch.

      Wenn ihr Probleme beim Aufziehen infolge einer genauen Dosierung habt, mal ne spontane Idee (muss nicht funktionieren): Schau mal, ob es in der Nähe eine Apotheke gibt, die eine Sterilwerkbank hat (Laminar-Air-Flow). Das könnte beispielsweise eine Apotheke sein, die Klinikbelieferung macht.
      Dort könnte man das Insulin aseptisch mit ner Pufferlösung verdünnen und anschließend wieder in ein autoklaviertes Vial abfüllen und mit einem Stopfen zubördeln (=verschliessen). Das wäre dann eigentlich genauso aseptisch wie eine industrielle Herstellung, wenngleich kürzer haltbar.
      Ich sag Dir aber gleich, dass die Suche insbesondere auf dem Land schwierig sein wird und selbst wenn, Du mit Mehrkosten von etwa 20-30 Euro rechnen müsstest (vielleicht lässt sich ja ein Sonderpreis vereinbaren).

      Eine andere Möglichkeit wäre es, mal zu schauen, ob es Milliliterspritzen ohne Kanüle gibt und diese Mischung vor jeder Applikation selbst mit einer geeigneten Pufferlösung vorzunehmen (vielleicht bietet der Hersteller von Lantus so eine Pufferlösung bereits fertig an; wenngleich auch nur über Sonderbestellung). Da das ganze anschliessend nicht mehr steril ist, müsste man das Insulin anschließend durch einen Sterilfilter mit einem geringem Todvolumen (geht nur, wenn das Insulin gelöst ist und nicht in einer Suspension vorliegt) und nachfolgender Kanüle in die Katze injizieren.
      Bei letzter Möglichkeit müsstest Du allerdings im Dreisatz ziemlich fit sein, damit Du Deiner Katze nicht versehentlich zu wenig/zu viel injizierst.

      Nur mal als spontane Idee, kann sein, dass es nicht funktioniert…

      Gefällt mir

        1. Ja, Du hast recht. Laut Beipackzettel und laut Zulassung geht das nicht. Laut Zulassung ist es aber auch nicht zur Anwendung bei einer Katze zugelassen.

          Folgende Meinung als Apotheker:
          Wenn man es mit Wasser oder isotonischer Kochsalzlösung verdünnen würde, würdest Du den pH ändern (da dann die Pufferkapazität nicht mehr ausreicht), die Isotonie (Salzgehalt), Tensidgehalt (Tween, bzw. Polysorbat), etc. Das ist nicht gut, daher so auch nicht zugelassen und erlaubt.

          Ich meine allerdings eine Verdünnung mit reinem Placebopuffer, also einer Lösung, die exakt genauso zusammengesetzt ist wie die Original-Lantuslösung. Ich bin mir fast sicher, dass die Med.-Wiss.-Abteilung bei Sanofi-Aventis da Daten hat, was dann mit dem Lantus passiert und ob das per se erstmal geht oder nicht. Da sind sicher zur Formulierungsentwicklung auch Studien in der Richtung gelaufen.

          Zugelassen ist es natürlich so nicht. Und eine Untersuchung zur Anwendung bei Katzen sind mit dem Lantus sicher dort auch nicht gelaufen. Und der Rechercheaufwand würde sicher 1-3 Stunden in Anspruch nehmen, wäre nicht kostenlos und man könnte Dir selbst dann auch nicht zu 100% sagen, ob das geht. Das Restrisiko müsstest Du als Katzenbesitzer tragen.

          Aber es müsste eigentlich gehen: als Off-Label-Use ( ).

          Gefällt mir

          1. Zur Zulassung ist es wohl so (sagt der Tierarzt), dass er Medikamente zur Anwendung am Menschen umwidmen darf und sie auch Tieren verordnen darf. War schwer genug, ihn vom Caninsulin wegzubringen, aber Pelle hat viel bessere und vor allen Dingen gleichmäßigere Werte seit er Lantus bekommt.

            Ich habe meine Zweifel, ob man ihn davon überzeugen könnte, einer Verdünnung zuzustimmen.

            Anyway, wir haben die Dosierung mit der BD Micro Fine ja ganz gut im Griff, so dass wir weiter so „arbeiten“ können wie bisher. Die Diskussion ist natürlich trotzdem interessant.

            Gefällt mir

  7. Vielleicht auch noch für manche interessant:
    Dort kann man in der „Erlebniswelt“ ein paar Sachen zum Thema Diabetes erfahren, selbst wenn man kein Diabetiker ist. Ein Paar (sie hat Diabetes, er nicht) erzählen ein paar Sachen aus dem täglichen Leben.
    Aber Achtung: Die Seite kommt von einem Pharmaunternehmen ;-)

    Gefällt mir

  8. Eine Frage aus der Klinik zu wie schnell Insulin verfällt.
    Es ist bei uns irgendwie üblich das die Insulinpens die genutzt werden nicht im Kühlschrank gelagert werden. (Actrapid, Actraphane 30/70, Protaphane).

    Ist es zu empfehlen auch die Pen die in Nutzung sind immer kühl zu lagern? Wenn sie außerhalb des Kühlschrankes gelagert werden, sind sie dann weniger wirksam?

    Gefällt mir

    1. Nein, die Pens, die in Gebrauch sind müssen (ja sollen sogar) nicht im Kühlschrank gelagert werden.
      „Der Pen mit der angebrochenen Insulinpatrone gehört nicht in den Kühlschrank. Zum einen brennt oder schmerzt kaltes Insulin beim Spritzen. Zum anderen wirkt es schlechter. Durch den häufigen Temperaturwechsel bilden sich zudem vermehrt Luftblasen, was zu einer falschen Dosierung führen kann. Wenn Sie eine neue Penpatrone verwenden, bringen Sie diese erst auf Raumtemperatur, bevor Sie das Insulin spritzen.“
      (Aus dem Diabetesratgeber)
      Angebrochenes Insulin ist auch ungekühlt bis zu 6 Wochen haltbar – aber: vor Sonnenbestrahlung und zu hohen Tempreaturen soll man es trotzdem schützen.

      Gefällt mir

This site uses Akismet to reduce spam. .