Frederick Grant BANTING Nobel medal

1891-1941

Médecin canadien, découvreur de l'insuline, Prix Nobel

Frédérick Grant Banting est connu par des millions de personnes dans le monde entier pour sa découverte de l'insuline, une source d'espoir pour tous ceux qui souffrent du diabète. Au début des années 1920, ses recherches pionnières lui valent une reconnaissance internationale.

Frederick Grant Banting est né le 14 novembre 1891, dans la petite ville d'Alliston en Ontario au Canada. Il est le plus jeune d'une famille de cinq enfants. Il est scolarisé à l'école publique et au Collège d'Alliston. Ses parents le destinait à étudier la Théologie. Mais, après avoir échoué sa première année en lettres à l'Université de Toronto, il débuta ses études de médecine à l'Université de Toronto et c'est en 1916 qu'il obtint son doctorat, avec des notes supérieures à la moyenne.

Héros de la guerre 1914-1918 Banting première Guerre mondiale

Lors de la déclaration de la Première Guerre mondiale à l'Allemagne en août 1914 et avant son importante contribution à l'histoire de la médecine, Frederick G. Banting s'engagea dans l'Armée Canadienne d'où il fut d'abord écarté en raison de problèmes visuels.

Afin de lui, permettre de terminer son cycle d'études médicales, l'Université de Toronto condensa la cinquième et dernière année d'études en une session spéciale commençant à l'été 1916 et se terminant en octobre ppour obtenir le diplôme le 9 décembre. Le jour suivant, Banting se présenta pour le service actif, s'enrôla presque aussitôt dans le Corps expéditionnaire canadien et franchit l'océan avec le 13ème Régiment d'Ambulance de campagne. Il fut promu au grade de lieutenant et envoyé par bateau en Grande Bretagne pour son premier poste à l'Hôpital Spécial Canadien de Granville (service orthopédique), à Ramsgate en Angleterre.

Plus tard Banting fut nommé au grade de Capitaine et transférer en France, là, le 28 septembre 1918 il est blessé près d'Haynecourt au cours de la bataille de Cambrai et de Saint-Quentin; il reçoit la Croix Militaire Canadienne pour son héroïsme sous le feu de l'ennemi avec la citation suivante :

"Le Capitaine Frederick Grant Banting, du 13e Régiment Ambulancier du Corps de santé de l'Armée canadienne, quand, près de Haynecourt le 28 septembre 1918, le médecin militaire du 46ème Bataillon canadien fut blessé, se précipita sur-le-champ malgré d'intenses tirs d'obus pour atteindre le Bataillon. Plusieurs de ses hommes furent blessés, et lui, au mépris de sa propre sécurité, s'arrêta pour leur prêter assistance. Ce faisant, il fut lui-même blessé. Il a fait preuve d'une énergie et d'un courage exceptionnels". [Traduit de l'anglais]

De retour au pays, Banting compléta sa formation et s'installa en juillet 1920 à London en Ontario comme chirurgien orthopédiste, mais la clientèle est rare. Pour gagner sa vie, Banting postule pour un emploi d'assistant en anatomie puis en physiologie, sous la férule du professeur Miller, à l' "University of Western Ontario".

Découverte de l'insuline

Connaissances de l'époque

La présence de sucre dans l’urine de certaines personnes a été remarquée dès la plus haute antiquité. Le Papyrus égyptien d’Ebers, daté de 3000 ans à 1500 ans avant notre ère, donne la première description écrite des symptômes du diabète sucré, notamment le besoin irrépressible de boire et des urines abondantes. À la même époque, en Chine, ces symptômes sont également décrits dans les traités de médecine et, en Inde, deux médecins, Suçruta et Charaka, au Ve siècle après J.C., utilisent une méthode originale pour diagnostiquer la maladie : ils découvrent que l’urine des malades attire les fourmis, comme le miel.

Hippocrate n'en fait pas mention, Aristote s'y est intéressé. Le médecin grec Arétée de Cappadoce lui donne le nom de diabêtês (en grec signifie: "je passe à travers"), et pense que la maladie a son origine dans l'estomac. Galien s'y intéresse également et pense que c'est une maladie des reins. Avicenne fait le lien avec certaines gangrènes. Paracelse fait mention des mêmes symptômes et montre que l’évaporation de l’urine des malades laisse un dépôt cristallin.
- En 1674, Thomas Willis trouve que l’urine des patients diabétiques a un goût sucré et qu'elles laissent un résidu d’évaporation. C'esà lui que l’on doit le nom latin du diabète sucré, "diabetes mellitus" (qui a un goût de miel).
- En 1776, Dolson isole le sucre des urines ; la réaction des sels de cuivre (liqueur de Fehling) permet de mesurer la glycosurie. Il montre que ce n’est pas seulement l’urine des diabétiques qui contient du sucre mais aussi le sérum sanguin dont il isole un dépôt ayant le goût du sucre.
- C'est à la fin du XVIIIe siècle que le médecin écossais John Rollo propose un régime alimentaire. Ce dernier ayant remarqué que la quantité de sucre présente dans l’urine de son patient dépendait de son alimentation, et demande à son patient de tenir un carnet de surveillance de son alimentation et de suivi de sa maladie, ce qui se fait encore aujourd’hui.
- Apollinaire Bouchardat (1809-1886), pharmacien et chimiste français qui présida l’Académie de médecine et la Société de pharmacie, publie en 1875 "De la glycosurie ou diabète sucré, son traitement hygiénique" et préconise lui aussi ce type de régime alimentaire qui restera le seul traitement proposé aux diabétiques jusqu’au début du vingtième siècle.
- En 1855, Claude Bernard, montre que la glycémie reste pratiquement constante, quelle que soit l’alimentation ; il décrit le rôle du foie qui met le glucose en réserve sous forme de glycogène ("amidon animal"), et peut le retransformer en glucose ; il pressent que la glycosurie n’est qu’un symptôme et pas la maladie elle-même ; il fait du diabète "un trouble général de la nutrition".
_ Plus près de nous, en 1869, le médecin allemand Paul Langerhans (1847-1888) remarque que le pancréas contient, à côté des cellules sécrétant le suc pancréatique, d’autres cellules, regroupées en îlots auxquels son nom reste attaché. Il faudra cependant attendre 1901 pour que le médecin américain Eugène Lindsay Opie (1873-1971) remarque, à l’autopsie de malades diabétiques, que leurs îlots de Langerhans sont détruits. - Mais le lien entre pancréas et diabète sucré n’est établi expérimentalement qu’en 1889, lorsque les médecins allemands, Oskar Minkowski (1858-1931) et Josef Von Mering (1849-1908), montrent que l’ablation du pancréas chez un chien provoque le diabète sucré.
- Il n’est pas sans intérêt de rappeler qu’un physiologiste français, M. Ed. Gley, avait dès 1891 indiqué la voie où devaient s’engager plus tard avec succès ses confrères canadiens, et avait préparé le premier des extraits de pancréas dont la glande externe avait subi un processus de sclérose. Seules des difficultés matérielles (insuffisance d’installations et de personnel) l’obligèrent à abandonner ces recherches, que des successeurs mieux équipés ont eu l’honneur de mener à terme.
- En août 1921 : un professeur roumain, Nicolas Paulesco, montre que, chez un chien rendu diabétique par pancréatectomie, l’injection intra veineuse d’un extrait pancréatique (qu’il appelle Pancréïne) provoque une diminution de l’hyperglycémie et parfois même une hypoglycémie. Il décrit la durée d’action de cet extrait. En raison des effets secondaires (forte irritation locale par voie sous cutanée), Paulesco ne fait pas d’essai chez l’homme.
- En décembre 1921 : Charles Gardin établit qu’un extrait pancréatique de porc, administré par voie veineuse à six sujets humains, dont quatre diabétiques, diminue la glycémie.

L'idée de Banting F.G. Banting jeune

Le 31 octobre 1920, Banting devait faire un cours sur le pancréas. Lors de la préparation de cette leçon il prend connaissance d'un article du physiologiste Moses Barron, intitulé : "Les relations des îlots de Langerhans au diabète avec références particulières à des cas de lithiase pancréatique", l'idée fulgurante lui vient qu'il est possible d'isoler la sécrétion interne des îlots de Langerhans, comme il le dira plus tard. Banting pense que la ligature du canal pancréatique n’a aucune incidence sur le sucre sanguin. La ligature entraîne seulement la dégénérescence de certaines cellules du pancréas, sécrétrices d'enzymes digestives. C'est alors une révélation : Banting pense que cette glande intervient donc dans autre chose que la sécrétion du suc pancréatique.

Le cours de sa carrière change radicalement, le jeune homme de 28 ans émet l'hypothèse que le pancréas est capable d'une sécrétion interne possédant des vertus capables de contrôler le diabète.

À cette époque, les diabétiques ont une espérance de vie plus courte et ils risquent la cécité et même l'amputation de membres, du fait que leur organisme ne produit pas suffisamment l' hormone naturelle capable de convertir le glucose en énergie. Si les chercheurs savent que les diabétiques souffrent d'un déséquilibre glycémique, ils ne connaissaient pas d'autres cures que les régimes draconiens et les exercices de routine.

L'INSULINE est une hormone hypoglycémiante sécrétée par les cellules bêta des îlots de Langerhans du pancréas. C'est un polypeptide de 51 acides aminés, à deux chaînes reliées par de ponts disulfures, de PM = 5808.
C’est une hormone hypoglycémiante qui induit la mise en réserve. Elle agit sur les 3 métabolismes, avec une prédominance sur celui des glucides.
a. Métabolisme des glucides :
- au niveau du foie, elle favorise la synthèse du glycogène hépatique aux dépens du glucose. Elle inhibe la glycogénolyse et la néoglucogenèse (synthèse du glucose à partir de précurseurs non glucidiques);
- au niveau des muscles, elle favorise la pénétration du glucose sanguin dans la cellule et la formation du glycogène musculaire. Il en est de même pour les autres tissus consommateurs du glucose, le tissu adipeux et le foie;
- au niveau des reins, elle favorise la réabsorption active du glucose.
b. Métabolisme des protides
L’insuline s’oppose au catabolisme protidique et à la néoglucogenèse protidique par
- augmentation du passage dans la cellules des acides aminés,
- stimulation de l’anabolisme protidique.
c. Métabolisme des lipides
L’insuline s’oppose à la lipolyse et à la néoglucogenèse lipidique par inhibition de la libération des acides gras par le tissu adipeux.

Sous la direction de Macleod

Frederick Banting veut se consacrer à l'étude de la maladie et cherche un lieu pour le faire. Banting et BestSon patron, le Professeur Miller, le présente au Professeur Macleod, professeur de physiologie à l'Université de Toronto et ayant acquis peu à peu une réputation internationale d'expert en métabolisme des glucides et en physiologie générale. Macleod hésite, pensant que Banting n'est pas suffisamment expérimenté; puis il met finalement à sa disposition pour huit semaines, un laboratoire, un assistant et dix chiens.

En mai 1921, le professeur Macleod présente à Frederick Banting un de ses étudiants les plus brillants. Il s'agit de Charles Best, qui a alors 22 ans et qui a quitté les États-Unis pour étudier la médecine à Toronto. Dès que Best obtient son diplôme de premier cycle, les deux hommes commencent à travailler ensemble.

Sur la piste de l'insuline

Durant l'été de 1921, afin de faire avancer leurs recherches, ils font de nombreux tests sur des chiens, en profitant de l'expérience et des conseils du professeur Macleod. Ils avaient réussi à isoler une substance prélevée sur des pancréas de chien et à l’injecter à d’autres chiens dont on avait enlevé le pancréas. Les expériences sommaires de Banting et Best ne confirment pas le concept de départ, incorrect physiologiquement.

Le Dr Banting présente un rapport préliminaire sur la découverte devant le "Physiological Journal Club de Toronto", le 14 novembre 1921.

Le 2 décembre 1921, un jeune diabétique de 14 ans très gravement atteint, Léonard Thomson, est hospitalisé en urgence à l’Hôpital Général de Toronto. Il ne pesait plus que 65 livres (30 kg) et sa vie ne tenait plus qu’à un fil. Son diabète avait été diagnostiqué deux ans auparavant. À l’époque, on savait que tous étaient condamnés à mourir très rapidement. À l’hôpital, Leonard Thomson avait une diète limitée à 450 calories par jour et pourtant ses glycémies atteignaient facilement 28 mmol/l et il était toujours en acidocétose. Les médecins ne lui donnaient que quelques semaines à vivre

Collip rejoint l'équipe de Banting, Best et Macleod

Fredeick Grant Banting insiste auprès de MacLeod pour que J. B. Collip rejoigne l'équipe de recherche qui travaille sur la sécrétion interne du pancréas, car les travaux d'isolement des extraits pancréatiques avancent et il faudra nécessairement isoler les produits en quantité suffisante ce que Banting et Best ne sont pas qualifiés pour faire.

Collip comprend le premier que les extraits de pancréas préparés par Banting et Best abaissaient la glycémie du lapin normal, et pas seulement celle du chien diabétique. Il se servira de cette propriété pour tester la puissance de ces extraits. Il commence à travailler à raffiner des extraits et à en produire des quantités suffisantes pour les essais cliniques. Il travaille dans un laboratoire à part, assez loin de celui de Banting et Best qui subissent des déboires dans l'isolement de la sécrétion pancréatique.

Collip contribue au projet en fabriquant, en janvier 1922, par des méthodes personnelles, un extrait pancréatique purifié, dont les impuretés sont enlevées mais qui contient toujours l'agent antidiabétique puissant, non toxique permettant à un chien diabétique de former du glycogène dans son foie, tout en faisant baisser considérablement la glycémie.

C'est aussi Collip qui le premier reconnaît, devant des convulsions déclenchées chez le lapin par des injections d'extraits pancréatiques, qu'il s'agit d'hypoglycémie. Il prouve son hypothèse en traitant l'animal par administration d'une solution de glucose. Il est clair que sans les travaux de Collip la purification de l'insuline et sa fabrication industrielle n'auraient probablement pas réussi.

L'expertise de Collip en tant que biochimiste se révèle capitale dans cette recherche, surtout lorsqu'il découvre, en janvier 1922, la façon de produire un extrait pancréatique antidiabétique non toxique. Collip produit la première insuline pouvant être utilisée sur l'homme.

La première injection à l'homme, 11 janvier 1922 Leonard Thompson

Malgré des résultats très sommaires, Banting et Best ne rêvent qu’à une chose, c’est de faire de l’expérimentation humaine. Par exemple, ils ne savaient pas que l’insuline donnée en trop grande quantité peut causer des hypoglycémies sévères. Ils parlent de leur découverte à des médecins de l’hôpital. Le 11 janvier 1922, la première injection est faite à Leonard Thomson. Selon le médecin qui pratique l’injection, le liquide épais est de couleur brune, ce qui indique bien la présence d’autres substances. Des analyses sont faites le lendemain. La glycémie est tombée de 24,5 à 17,8 mmol/l. Dans les urines, il y a bien entendu encore beaucoup de sucre qui passe. La première injection est donc un demi échec.

Macleod et Collip n’ont pas été mis au courant des intentions de Banting et Best. Ils sont donc surpris et furieux d’avoir été gardés dans l’ignorance. Collip considère qu’il peut obtenir une insuline plus pure et leur dit qu’ils auraient dû attendre avant de se lancer dans l’expérimentation humaine. Selon l’historien Michael Bliss, auteur du livre La découverte de l’insuline, Collip aurait même parlé de faire breveter la purification du produit et d’abandonner le groupe. Ce n’est qu’après de difficiles et orageuses discussions que les quatre chercheurs ont décidé de ne pas avoir recours au brevet, mais bien de partager leurs connaissances avec les autres chercheurs.

La deuxième injection à l'homme, 23 janvier 1922

Le 23 janvier 1922, après avoir testé à plusieurs reprises son insuline, Collip se sent prêt à reprendre les injections sur Thomson. Cette fois-ci, il s’agit d’un véritable succès.

Douze jours après la première injection, ils administrent une dose de leur "sérum" à Leonard Thomson. La santé du jeune homme s'améliore presque immédiatement après le traitement. Sa glycémie passe de 28,9 à 6,7 mmol/L. À peu près plus de sucre dans les urines. Les deux jours suivants, Leonard ne reçoit pas d’extrait; la glycémie monte. Dans les semaines qui vont suivre, on lui en administra tous les jours. Il reprend du poids et de la force. Les découvreurs savent qu’ils viennent de faire une grande découverte. Les chercheurs décident donc de faire des tests sur d'autres malades et obtiennent des résultats tout aussi probants. Les injections d'insuline permettent pour la première fois de contrôler le taux de glycémie des diabétiques. Bien que le traitement ne guérisse pas la maladie, il va donner une nouvelle vie à des millions de diabétiques.

Publications

Les expériences concluantes de Banting et Best, au cours de l'été 1921, convainquent Macleod d'appuyer et d'étendre la recherche. Après le rapport préliminaire publié par Banting le 14 novembre 1921 dans le Physiological Journal Club de Toronto. L'article le plus important paraît dans le "Journal of Laboratory and Clinical Medicine" du 7 février 1922 et presque en même temps l'ensemble de l'étude est présenté à l'Académie de Médecine de Toronto sous le titre : La sécrétion interne du pancréas.

L'insuline est décrite et publiée dans le Journal of Laboratory and clinical Medicine de mai 1922 sous le titre Pancreatic extracts. Il est curieux de noter qu'on ignore la raison qui fit adopter le mot "insuline" car Banting et Best avaient proposé le mot identique mais anglais d'"isletin". Le responsable du choix historique est probablement Macleod.  

Prix Nobel de Physiologie ou Médecine

Suite à cette importante découverte, en 1923, Frederick Banting et le professeur Macleod se voient décerner conjointement le prix Nobel de physiologie ou de médecine. À l'annonce qu'il doit partager le prix avec Macleod, avec lequel il ne s'entend pas, Banting manifeste son désaccord; en effet Charles Best et James Collip, ne sont même pas nominés ce qui suscite une polémique.

Frederick Banting considère en effet que Best a joué un rôle aussi important que lui dans la découverte. Aussi, il ne manque pas d'exprimer publiquement son appui à son collègue en partageant avec lui sa part du montant du prix. Le professeur Macleod fait de même avec James Collip.

Les quatre chercheurs font preuve de désintéressement en décidant de ne pas faire breveter le sérum qui sauvera des vies. Un brevet leur aurait certainement permis de faire fortune, mais ils choisissent plutôt de vendre les droits de leur formule à l'Université de Toronto, pour une somme symbolique d'un dollar. Ainsi, grâce à eux, l'insuline pourra être produite et vendue à un coût abordable dans les années à venir.

L' honneur que confère ce prix entraîne une reconnaissance du Canada à l'échelle internationale. Le gouvernement canadien lui octroie une rente viagère, et Banting devient le premier lauréat canadien du prix Nobel, en recherche médicale à l'Université de Toronto.

Après la grande découverte, les membres de l'équipe de recherche n'ont plus guère de contacts entre eux. En 1923, Banting devint directeur du département de recherches médicales Banting-Best de l'Université de Toronto.

Au cours des deux décennies qui suivent la découverte, Frederick Banting tente de réussir une nouvelle grande percée scientifique, en poursuivant des recherches sur la silicose et le cancer. Toutefois, il ne fait pas de découverte majeure dans ces domaines.

En 1934, Banting est fait Chevalier de l'Empire britannique par le roi George V.

En plus ces nombreuses activités, il réussit même à se faire un nom comme artiste amateur. Vers la fin de sa vie, il s'adonna, avec un certain talent, à la peinture, suivant les traces de son ami, A. Y. Jackson, membre du Groupe des Sept. Il a peint plus de 240 toiles, 38 croquis et sculptures sur bois.

Contribution à la médecine aéro-spatiale Banting Officier

En 1939, Sir Frederick Banting – qui resta au sein de la Milice active non permanente (la Réserve de l'armée) pendant l'entre-deux-guerres – fut mobilisé à l'âge de 48 ans avec le Corps de santé royal canadien. Nommé directeur du département de recherche médicale avec rang de major, Banting dirigea un groupe de scientifiques qui menaient des recherches innovatrices dans le domaine de la médecine aéronautique à l'Université de Toronto.

Banting parvint à expliquer pourquoi les pilotes de chasseurs mourraient en s'écrasant après un virage serré, lors des manœuvres de redressement. Il pense que ce phénomène est du à l'accélération qui forçe le sang à s'éloigner du cerveau et du cœur. Cette découverte est à l'origine du programme actuel de physiologie aérospatiale de l'IMED, l'Institut militaire et civil de médecine environnementale, ainsi que la création de la première combinaison spatiale au monde, afin d'aider les pilotes à mieux supporter les vols en croisière rapide. En 1939, à la suite de cette réalisation, il est nommé président du Comité de recherche médicale en aéronautique du Conseil national de la recherche du Canada.

Tragique disparition

Le 21 février 1941, dans le cadre de ses fonctions d'officier de liaison entre les services médicaux de la Grande Bretagne et l'Amérique du Nord, il monte à bord d'un bombardier à destination de Londres où il devait donner une démonstration pratique de leur première grande réalisation, la combinaison de vol Franks. Peu après le décollage, l'avion s'écrase à Musgrave Harbour, sur la côte nord de Terre-Neuve. Seul le pilote survécut. Banting meurt à l'âge de 49 ans. Il est inhumé au Mount Pleasant Cemetery, à Toronto.

Bien qu'on ait reconnu la grandeur de son génie de plusieurs façons (prix Nobel en 1923, chevalier de l'Ordre de l'Empire britannique en 1934), rien ne peut égaler la reconnaissance que tous les diabétiques éprouvent à l'égard du Docteur F. G. Banting.