Insulina została odkryta w 1922 roku przez Fredericka Bantinga, Charlesa Besta oraz Johna Macleoda. W roku 1923 Frederick Banting oraz John Macleod za to osiągnięcie zostali wyróżnieni Nagrodą Nobla. W 1955 roku, Frederick Sanger ustalił sekwencję aminokwasową insuliny, za co 3 lata później również odebrał Nagrodę Nobla. W 1963 roku udało się zsyntetyzować insulinę chemicznie. Dziś insulina otrzymywana jest na szeroką skalę w procesie biotechnologicznym. Do produkcji tego hormonu wykorzystywany jest zmodyfikowany genetycznie szczep Escherichia coli. Z namnożonych hodowli bakteryjnych otrzymuje się czystą postać ludzkiej insuliny, stosowanej jako terapeutyk w objawowym leczeniu cukrzycy.

Insulina to nadal powszechnie badana substancja na świecie. Ostatnie dane literaturowe donoszą o kancerogennych właściwościach tego hormonu. Wyższe stężenia endogennej insuliny oraz jej analogów zostały powiązane z większym ryzykiem zachorowania na raka. Doniesienia te dotyczą osób otyłych, u których rozwija się insulinooporność (brak reakcji komórek na wysokie stężenia insuliny) oraz u osób chorych na cukrzycę typu II, u których obserwuje się insulinooporność. W obu tych przypadkach na pewnych etapach rozwoju choroby stężenie insuliny we krwi może być wysokie. U ludzi tych występowało wyższe ryzyko śmierci z powodu zachorowania na raka, niż u ludzi z normalną wagą ciała i nie cierpiących na cukrzycę typu II. Co ciekawe, wiele badanych komórek rakowych, wykazuje wyższą wrażliwość na insulinę poprzez zwiększenie ekspresji receptora insulinowego, a obserwacja ścieżek sygnalizacyjnych w tych komórkach ujawniła zwiększoną aktywność receptora insuliny. W proces kancerogenezy wydają się być również zaangażowane blisko spokrewnione z insuliną hormony IGF-I (insulinopodobny czynnik wzrostu I) oraz IGF-II (insulinopodobny czynnik wzrostu II) oraz ich receptory. Insulina wpływa na metabolizm i biologiczną dostępność tych hormonów oraz ich receptorów. Komórki rakowe w wielu rodzajach guzów wykazuje wysoką ekspresję receptora IGF-II, co przypuszczalnie wiąże się z wysokim stężeniem insuliny we krwi.  

Insulina a rak

Badania na zwierzętach pozwoliły na poszerzenie wiedzy na temat kancerogenezy związanej z insuliną. W komórkach guza trzustki transgenicznych myszy obserwowano wysoką ekspresję receptora IGF oraz receptora insuliny. Zastosowanie przeciwciał przeciwko  receptorowi IGF nie zmniejszyło rozmiarów guza, a obniżenie ekspresji receptora insuliny zahamowało wzrost guza. Inne dane literaturowe wskazują, że indukowana cukrzycą typu II hiperinsulinemia u nieotyłych mysz powodowała wzrost raka gruczołu mlekowego. W tym przypadku zablokowanie receptora IGF oraz receptora insuliny zredukowało rozrost guza. Dzięki badaniom Fierza i in. 2010, które polegało na obniżeniu poziomu insuliny we krwi chorych na raka myszy, zaobserwowano zahamowanie rozrostu komórek rakowych. Zhang i in. 2010 powiązali natomiast zredukowaną proliferacje, angiogenezę, limfogenezę oraz metastazę komórek rakowych z obniżoną ekspresją receptora insuliny.

Również badania in vitro potwierdziły kancerogenne działanie insuliny. Liczne dane literaturowe opisują przyspieszone namnażanie komórek rakowych m.in. piersi, prostaty czy okrężnicy w warunkach podwyższonego stężenia insuliny we krwi.

IGF a rak

Insulina to hormon o plejotropowym działaniu. Jednym z nich jest wpływ na metabolizm i funkcje IGF-I i IGF-II. Wydaje się, że IGF-I również ma wielki udział w rozwoju i przebiegu choroby nowotworowej. U pacjentów z akromegalią, u których obserwuje się wysoki poziom hormonu wzrostu (GH) i związany z tym wysoki poziom IGF-I odnotowuje się większą podatność na choroby nowotworowe okrężnicy, tarczycy, czy prostaty. Zmiany te wiąże się z dużą zdolnością proliferacyjną IGF-I. U chorych na syndrom Larona (niewrażliwość na GH i związany z tym niski poziom IGF-I) zaobserwowano mniejszą zapadalność na choroby nowotworowe w porównaniu z ich krewnymi nie cierpiącymi na ten syndrom.

U myszy kaloryczne restrykcje doprowadziły do obniżenia poziomu IGF-I we krwi o 25%, co z kolei zredukowało wzrost guza pęcherza moczowego przez zintesyfikowanie apoptozy i obniżenie proliferacji komórek nowotworowych. Podobny efekt obserwowany u myszy z syndromem LID (niski poziom IGF-I we krwi). U zwierząt tych podanie IGF-I znosiło ochronny efekt niskiego poziomu IGF-I powodując rozrost tkanki nowotworowej. U ludzi z syndromem Larona podanie IGF-I nie powodowało jednak podobnych skutków.

Istnieją również dane literaturowe nie wykazujące wpływu IGF-I na rozwój komórek rakowych.  Inne opisują kancerogenne działanie IGF-I wydzielanego jedynie lokalnie, wskazując brak wpływu IGF-I cyrkulującego we krwi.

IGF-II, produkowana przez wątrobę, tak jak IGF-I wykazuje ekspresję w wielu rodzajach komórek rakowych. Badania in vivo ujawniły naturę anty-apoptotyczną oraz pro proliferacyjną IGF-II w liniach komórek rakowych. Nadekspresja IGF-II opisywana była m.in. w przypadkach guzów Wilmsa, guzów ginekologicznych czy guzów układu trawiennego.

Należy zaznaczyć, że w literaturze naukowej znajdują się również doniesienia nie wykazujące kancerogennego charakteru insuliny. Można wysnuć wiele hipotez takich rozbieżności. Możliwe, że insulina, IGF-I czy IGF-II ujawniają swój kancerogenny charakter tylko w określonych przypadkach takich jak: podatność na zachorowania czy genetyczne predyspozycje. Udział insuliny w procesach nowotworowych powinien być dokładnie zbadany.

Podsumowanie

W związku z diametralnym wzrostem liczby osobników otyłych oraz chorujących na cukrzycę typu II na przestrzeni kilku ostatnich lat, obserwuje się wzrost zainteresowania etiologią tych schorzeń. Jak widać są to skomplikowane stany chorobowe, które zdaja się wpływać na funkcjonowanie organizmu na wielu jego poziomach. Liczne doniesienia naukowe określające wpływ insuliny, IGF-I oraz IGF-II na rozwój choroby nowotworowej dają do zrozumienia jak z dużym problemem mamy do czynienia. Z pewnością potrzebne są dalsze badania, które umożliwią poznanie dokładnego mechanizmu działania tych substancji w stanach patologicznych. Wyniki tych dociekań mogą okazać się nadzieją na odkrycie leku, który spowodowałby zahamowanie kancerogenezy w przypadku guzów o etiologii insulino-podobnej.

Natalia Chmielewska