Первая встреча, состоявшаяся 8 ноября 1920 года, обернулась полным провалом13. Они встретились в кабинете Маклеода, где стоял заваленный бумагами стол, и во время беседы профессор рассеянно какие-то из них просматривал. Маклеод занимался изучением метаболизма сахаров несколько десятилетий и был выдающимся ученым в этой области, благосклонным, но требовательным. Бантинг его не вдохновил. Возможно, он ожидал от Бантинга глубоких познаний в области диабета и метаболизма сахаров, а вместо этого увидел закомплексованного молодого хирурга со скудным экспериментальным опытом, рассуждающего об органе, о котором, по-видимому, сам мало что знал, и предлагающего неясный и непоследовательный план для его изучения. Тем не менее Маклеод согласился предоставить Бантингу возможность провести опыты на нескольких собаках из его лаборатории. Бантинг упорно уверял: эксперимент должен сработать. В конце концов Маклеод согласился дать в помощь Бантингу одного из своих студентов. Студенты бросали жребий, чтобы определить, кто будет работать с Бантингом. Выиграл одаренный молодой исследователь Чарльз Бест.
Бантинг и Бест начали свой главный эксперимент в разгар жары летом 1921 года, оперируя собаку в пыльной заброшенной лаборатории под покрытой гудроном крышей на верхнем этаже здания медицинского факультета. Семнадцатого мая Маклеод показал Бесту и Бантингу, как осуществить панкреоэктомию – двустадийный процесс, оказавшийся гораздо мудренее, чем описывалось в статьях. Лаборатория была оснащена слабо, а жара стояла чудовищная. Обливавшийся потом Бантинг срезал с лабораторного халата рукава. “Мы поняли, что в такую жару почти невозможно оставить рану чистой”, – жаловался он.
Придуманный Бантингом эксперимент теоретически был прост, но дьявольски сложен на практике. У некоторых собак они должны были хирургическим путем перекрыть панкреатический проток, чтобы атрофировались и умерли ацинарные клетки, но не островковые – в соответствии с хирургической статьей, которую прочел Бантинг14. Другим собакам нужно было удалить поджелудочную железу полностью – не оставить ни ацинарных клеток, ни островковых, ни, следовательно, “островкового вещества”. Далее, перенося секрет от собак из одной группы собакам из другой (одни с островковыми клетками, другие без них), они должны были установить функцию островковых клеток и секретируемого ими вещества.
Поначалу ничего не получалось15. Первую собаку Бест убил, превысив дозу анестетика. Вторая умерла от кровотечения. Третья – от инфекции. Было сделано несколько попыток, прежде чем одна из собак прожила достаточно долго, чтобы Бантинг и Бест смогли завершить лишь первую стадию эксперимента.
Позднее этим же летом, все еще в жару, белому терьеру, собаке под номером 410, полностью удалили поджелудочную железу16. Как и ожидалось, у нее постепенно начал развиваться диабет, и уровень сахара примерно вдвое превысил норму. Ситуация была далеко не экстремальная, но Бантинг и Бест решили, что этого достаточно. Следующая стадия эксперимента была решающей: они измельчили поджелудочную железу собаки с сохранившимися островковыми клетками и сделали терьеру инъекцию выделенного сока. Если “островковое вещество” существовало, развитие диабета должно было остановиться. Через час уровень сахара в крови у собаки нормализовался. Они ввели вторую дозу, и сахар опять вернулся к норме.
Бантинг и Бест повторяли эксперимент вновь и вновь. Взять панкреатический экстракт у собаки с живыми островковыми клетками. Ввести этот экстракт собаке с диабетом и проверить уровень сахара в крови. После многочисленных попыток они были уверены, что какое-то вещество, секретируемое островковыми клетками, приводило к снижению уровня сахара в крови. Они придумали название для этого абстрактного вещества – илетин[134].
Работать с илетином было трудно: у вещества был неустойчивый и непредсказуемый характер, оно было “замкнутым”, как подчеркивало название. Однако Маклеод поверил, что Бантинг и Бест действительно нашли что-то важное, хоть сигнал и был слабым. Вскоре он подключил к проекту еще одного исследователя – молодого канадского биохимика Джеймса Коллипа, который проявил себя как специалист по выделению биохимических веществ. Задача Коллипа заключалась в очистке непослушного илетина, извлеченного Бантингом и Бестом из поджелудочной железы.
Первые попытки были неуклюжими, а результат разочаровывал. Коллип работал с литрами “супа” из измельченной поджелудочной железы, пытаясь обнаружить в нем активность по снижению уровня сахара, которую Бантинг и Бест видели на собаках. Наконец он получил первый образец, разбавленный и неочищенный, но все же выделенный из поджелудочной железы.
Самый важный этап эксперимента заключался в том, чтобы установить, способен ли этот экстракт останавливать развитие диабета у человека. Это было напряженное клиническое испытание. Испытуемым был четырнадцатилетний мальчик Леонард Томпсон, пребывавший в состоянии острого диабетического криза. В его моче было очень много сахара. А его тело, истощенное и голодающее, состояло практически только из кожи и костей. Он то впадал в коматозное состояние, то выходил из него. В январе 1922 года Бантинг сделал мальчику инъекцию грубого экстракта, но результат обескураживал. Организм мальчика дал слабый, почти незаметный ответ, который вскоре сошел на нет.
Бантинг и Бест чувствовали себя побежденными: их первый эксперимент на человеке не удался. Однако Коллип получал все более и более чистые препараты. Если вещество существовало, он должен был найти способ, какой-то метод, чтобы выделить его из поджелудочной железы и очистить. Он раздобыл новые растворители, придумал новый метод дистилляции, изменял температуру и концентрацию спиртов, чтобы растворить материю, и наконец получил высокоочищенный экстракт.
Двадцать третьего января исследователи вернулись к Томпсону. Все еще безнадежно больному мальчику ввели очищенный Коллипом препарат. Эффект был незамедлительным. Сахар в крови сильно упал. Он исчез из мочи. Исчез сладковатый фруктовый запах кетонов изо рта – грозный признак тяжелого метаболического криза. Мальчик, находившийся до этого в полуобморочном состоянии, пришел в себя.
Теперь Бантингу нужно было больше экстракта, чтобы лечить других людей. Но Коллип, присоединившийся к группе позже остальных, отказался предоставить протокол очистки: в конце концов, разве не он разгадал загадку? Бантинг, охотившийся за этим веществом, как Ахав[135] за белым китом, был доведен до крайности психологически и физически и на протяжении четырех лет пробирался в лабораторию Коллипа, чтобы обыскать его пальто. Однажды он прижал Коллипа к стулу, схватил за горло и пытался задушить. И если бы Бест не подоспел вовремя и не разнял двух мужчин, поджелудочная железа стала бы виновницей уже не одного, а двух убийств.
В конце концов между Коллипом, Бестом, Маклеодом и Бантингом установилось хрупкое перемирие. Они запатентовали очищенное вещество и организовали лабораторию, чтобы производить его в большом количестве для лечения пациентов. Название вещества изменилось: илетин превратился в инсулин[136]. Широкомасштабные клинические испытания подтвердили невероятный успех: уровень сахара в крови у пациентов, которым вводили инсулин, незамедлительно падал. Вставали на ноги дети с кетоацидозом, находившиеся в полуобморочном состоянии. Истощенные и измученные тела набирали вес. Вскоре стало ясно, что инсулин – один из основных регуляторов метаболизма сахаров; этот гормон отвечает за обнаружение сахара и рассылку соответствующего сигнала клеткам всего тела.
В 1923 году, всего через два года после первого эксперимента Бантинга и Беста, Бантинг и Маклеод были удостоены Нобелевской премии за открытие инсулина. Бантинга настолько поразило то, что награжден был не Бест, а Маклеод, что он обещал разделить свою часть премии с Бестом. Маклеод ответил, что сделает то же в отношении Коллипа. Возможно, история вполне справедливо отодвинула на задний план Маклеода, который то поддерживал проект, то вел себя откровенно скептически. Авторами открытия инсулина широко признаны Бантинг и Бест.
Теперь мы знаем, что инсулин синтезируется особой группой островковых клеток поджелудочной железы, называемых бета-клетками, а стимулом для его секреции является присутствие глюкозы в крови. Далее инсулин перемещается по всему телу. На него реагируют буквально все ткани: из сахара можно извлекать энергию и расходовать на процессы, связанные с энергетическими затратами, – синтез белков и жиров, накопление химических веществ для будущего использования, возбуждение нейронов, рост клеток. Вероятно, это один из самых важных сигналов, передаваемых на дальнее расстояние, который действует в качестве основного координатора и дирижирует метаболизмом во всем теле.
При диабете первого типа, от которого страдают несколько миллионов жителей планеты, иммунные клетки нападают на бета-клетки поджелудочной железы17. Без инсулина тело не чувствует сахар, даже когда в крови его много. Считая, что сахара нет, клетки тела ищут другие источники энергии. Тем временем сахар накапливается, но не расходуется, в результате чего его концентрация в крови достигает опасного уровня и он начинает выделяться с мочой. Сахар, сахар, кругом сахар – и ни молекулы, которая позволила бы утолить голод клеток. Это один из самых ужасных метаболических кризисов в человеческом теле: голодание клеток при избытке еды.
За десятилетия, прошедшие с момента открытия инсулина, жизнь миллионов больных диабетом первого типа кардинально изменилась. Когда я обучался медицине в 1990-е годы, пациенты проверяли уровень сахара в крови с помощью специального прибора и капельки крови, а затем сами вводили себе необходимую дозу препарата в соответствии со схемой. Теперь появились встраиваемые мониторы, постоянно регистрирующие уровень глюкозы в крови, и аппараты, которые автоматически вводят правильную дозу инсулина. Это закрытая самодостаточная система.