La première tâche entreprise par Banting et Best à leur arrivée au bâtiment médical de l’Université de Toronto, le matin du 17 mai 1921, avait été le nettoyage de la salle d’opération pour animaux du département de physiologie. 

Construit en 1903, ce bâtiment situé dans le King’s College Circle jusqu’à ce que la faculté le remplace par celui des sciences médicales en 1969 avait été conçu pour faciliter la recherche scientifique. N’ayant été que peu utilisé durant plusieurs années, pendant et après la Première Guerre mondiale, le laboratoire avait indéniablement besoin d’être dépoussiéré. De plus, la partie initiale de la recherche devait être menée dans une petite pièce qui, selon Banting, ne pouvait guère être qualifiée de « salle d’opération ». Avant que Macleod ne les rejoigne, Banting et Best avaient frotté le sol, lavé les murs et les fenêtres, et nettoyé la table d’opération en bois, qui ne pouvait évidemment pas être stérilisée. 

Photographie du bâtiment médical de l’Université de Toronto, c. 1920. Université de Toronto, The Discovery and Early Development of Insulin.

La première étape de la recherche consistait à opérer plusieurs chiens pour enlever leur pancréas et provoquer un diabète. Même s’il était un chirurgien expérimenté, Banting n’avait jamais pratiqué de pancréatectomie sur un chien auparavant. La procédure consistait principalement à séparer le pancréas du tissu (tissu mésentérique) qui fixait les intestins à la paroi de l’abdomen. La phase la plus critique était de ligaturer (attacher) soigneusement les nombreux vaisseaux sanguins alimentant l’organe avant de les couper. Les saignements risquaient autrement de devenir incontrôlables. Il fallait également éviter d’endommager les vaisseaux sanguins et les organes voisins. Lors de cette première étape de l’opération, durant laquelle Macleod guidait Banting tandis que Best l’assistait, il avait été possible d’observer l’évolution du diabète chez des chiens. De fait, Best avait pu effectuer des tests de glycémie et des analyses d’urine.

Banting et Best avaient rapidement développé de bonnes relations de travail, malgré des parcours et des tempéraments plutôt différents. Lorsque Charles (« Charlie ») Herbert Best rejoignit Banting, il avait 22 ans et venait tout juste d’obtenir son baccalauréat ès arts du programme spécialisé en physiologie et biochimie de l’Université de Toronto. Au dire de tous, Charlie était remarquablement beau, grand, blond, athlétique et populaire. Fils d’un médecin d’une petite ville, il était né dans le Maine et avait de profondes racines familiales en Nouvelle-Écosse. Il avait déménagé avec sa famille à Toronto en 1915. Il y avait terminé ses études secondaires, puis était entré à l’université. Il s’était enrôlé dans l’armée canadienne en 1918 et y avait atteint le grade de sergent d’artillerie, à la fin de la guerre, en Angleterre. 

Après la guerre, Best avait entamé sa deuxième année dans le programme de physiologie et de biochimie. Il avait pleinement profité de la vie universitaire et de l’esprit de fraternité dont elle était empreinte. Il avait amélioré ses notes au cours de la dernière année et reçu une mention honorable. Macleod, impressionné, l’avait choisi comme chargé de travaux pratiques et lui avait ensuite proposé de collaborer avec Banting.

La première pancréatectomie, exécutée le 17 mai, avait duré environ 80 minutes et le chien s’était rétabli. C’était une opération en deux étapes qui avait laissé une petite partie du pancréas intacte. Une semaine plus tard, Banting et Best retirèrent la partie restante pour observer l’apparition du diabète chez ce chien. Le lendemain, ils opérèrent deux autres chiens, et tous deux étaient morts, le premier en raison d’une surdose d’anesthésique et le second à la suite d’une hémorragie. Deux jours plus tard, Banting et Best opéraient un troisième chien. Celui-ci survécut à l’intervention chirurgicale, mais mourut le 21 mai. À ce moment-là, le premier chien opéré était aussi mort. 

Heureusement, l’intervention suivante, sur le chien n° 387, avait été couronnée de succès. Best avait pu commencer une série de tests, suivis le 28 mai par l’ablation du segment restant du pancréas. Comme Best et Banting l’avaient prédit, l’animal avait développé des symptômes de diabète (une glycémie élevée et du sucre dans les urines), et il mourut le 1er juin – non seulement à cause du diabète, mais aussi d’une infection abdominale. Ce premier travail expérimental s’était déroulé plus ou moins comme prévu. 

La phase suivante de la recherche s’annonçait plus délicate et difficile du côté de la chirurgie. L’idée de Banting consistait à ligaturer, ou à attacher, les conduits du pancréas, et à laisser l’organe dégénérer au cours des semaines suivantes. Le premier chien à avoir subi une ligature du canal pancréatique avait cependant perdu la vie trois jours après l’intervention. Le deuxième s’était remis, mais Banting n’était pas certain d’avoir réellement attaché le conduit. Un troisième chien ligaturé avait survécu pendant deux jours avant de succomber à une infection générale. 

Après les deux premières semaines de travail, sept des dix chiens opérés étaient morts. Banting et Best étaient donc très frustrés et également préoccupés par le rythme auquel ils utilisaient les chiens que l’université offrait pour leurs expériences. Banting avait été obligé d’acheter des chiens dans la rue et de les ramener au laboratoire en se servant de sa cravate comme laisse. Par ailleurs, il y avait une communauté anti-vivisectionniste bruyante à Toronto, dont les membres s’opposaient à l’utilisation des animaux dans la recherche médicale. Macleod craignait que Banting et Best n’incitent des gens à penser que les laboratoires animaliers de l’université s’approvisionnaient en chiens enlevés. 

À la mi-juin, après quatre semaines de travail, les choses semblaient bien se dérouler. Deux chiens dont le pancréas avait été retiré guérissaient, et sept autres qui avaient subi une ligature des conduits se portaient bien. Banting et Best devaient maintenant patienter quelques semaines afin de pouvoir entreprendre la troisième partie, la plus critique, de leur travail expérimental, celle durant laquelle ils prépareraient leur premier extrait pancréatique à tester sur des chiens diabétiques. Ils devaient attendre que le pancréas ligaturé dégénère suffisamment dans chacun des chiens avant de le retirer; il fallait absolument qu’il n’y ait aucune sécrétion externe dans le tissu pancréatique endommagé. 

Entre-temps, Macleod était parti en vacances en Écosse. Dans les instructions qu’il avait laissées à Banting et à Best avant son départ, il avait suggéré de communiquer avec le Dr J. Bertram Collip s’ils avaient besoin d’aide ou de conseils. Collip était un biochimiste de l’Université de l’Alberta en congé sabbatique à l’Université de Toronto, mais qui passait ses vacances d’été au Massachusetts. Macleod avait déjà veillé aux présentations. 

Best devait également quitter la ville pendant quelques semaines pour servir dans la milice, puis passer un peu de temps avec sa fiancée, Margaret Mahon. Banting s’était donc retrouvé seul pour exécuter une autre pancréatectomie. C’est dans ces conditions que le chien opéré mourut de saignements incontrôlés. De plus, Banting eut du mal alors à effectuer les analyses de sang et d’urine. 

Au retour de Best, Banting lui avait exprimé ses frustrations. Comme il l’évoqua plus tard : « Je lui ai dit que s’il allait travailler avec moi, il devait montrer plus d’intérêt, que son travail était totalement insatisfaisant, qu’il manquait de précision et qu’il était négligent, et j’ai fini par lui dire qu’avant de procéder à toute autre tâche, il devait jeter dans l’évier toutes les solutions qu’il avait utilisées, laver chaque morceau de verrerie et inventer de nouvelles solutions qui étaient plus “normales”. » Best avait accepté ces critiques avec aplomb. Banting avait rapporté la scène en ces mots : « Quand j’ai cessé de le remettre à sa place, il m’a regardé férocement pendant quelques instants en silence. Il avait l’air très provocant – son poing s’est ouvert puis fermé – et il semblait vexé. » Banting ne savait pas si Best était sur le point de l’affronter. « Soudain, il tourna les talons, monta à l’étage et, pendant plusieurs minutes, j’entendis le bruit de la verrerie. » Best avait travaillé toute la nuit, puis était parti le matin. Quand Banting est allé voir, tout brillait de propreté. « Nous nous sommes beaucoup mieux compris après cet incident. » Best avait décidé de poursuivre le projet plutôt que de voir celui-ci confié, comme ce qui était prévu, à Clarke Noble, qui aurait dû tout apprendre de zéro.

Charles H. Best et Frederick G. Banting, c. 1924. Université de Toronto, The discovery and Early Development of Insulin.

Les frustrations de Banting et de Best étaient exacerbées par la chaleur oppressante des mois de juin et juillet ainsi que par les conditions moins que stériles de la salle d’opération des animaux, qui rôtissait sous le toit de goudron noir du bâtiment médical. Heureusement, la prochaine phase de leur travail allait être entreprise, deux paliers d’escaliers plus bas, dans le local 221 — une petite antichambre avec de l’espace pour des bancs et de l’équipement, à côté de l’un des principaux laboratoires de physiologie. Pendant une grande partie de l’été, le résident de ce laboratoire, le Dr E. Fidlar, vaquait à des expériences complexes sur la respiration des grenouilles. Aussi tenait-il compagnie à Banting et à Best, en plus de leur prodiguer des conseils. Fidlar bénéficiait d’une bourse du département de physiologie, laquelle était payée par le fonds de recherche du recteur de l’université.

Au début du mois de juillet, Banting et Best s’apprêtaient à vérifier le degré de détérioration des pancréas de sept chiens dont les conduits avaient été ligaturés. En ouvrant le premier chien, Banting avait été surpris de découvrir que le pancréas semblait tout à fait normal. Il pensa que quelque chose avait dû mal tourner. Il avait ensuite ouvert tous les autres chiens ligaturés, mais constata que la ligature avait tenu seulement pour deux d’entre eux, provoquant une dégénérescence du pancréas. Banting avait d’abord utilisé du catgut (cordage en boyau) pour les ligatures, qui, de toute évidence, s’étaient desserrées. À l’aide de soie, Banting avait dû à nouveau, minutieusement, ligaturer les canaux pancréatiques de cinq chiens. Pour ajouter à la frustration, deux de ces chiens moururent dans la journée qui suivit les interventions. Deux autres, dont le pancréas avait été retiré, succombèrent aux infections aggravées par la chaleur. Ce fut, pour Banting et Best, une semaine catastrophique, qui laissait l’ensemble du projet de recherche non loin de l’échec total. Les deux avaient décidé de prendre toute la fin de semaine pour se reposer et se ressaisir.

Jusqu’à la fin de ce mois de juillet très chaud, Banting et Best avaient ralenti leur rythme, se concentrant sur l’ablation des pancréas de deux autres chiens avant d’enfin mettre leur travail à l’épreuve.

Le 30 juillet, Banting avait retiré le pancréas nettement dégénéré du chien n°391 et procédé, avec Best, à la préparation d’un premier extrait pancréatique. Macleod avait laissé des instructions détaillées. Ils devaient commencer par trancher le pancréas et placer les morceaux dans un mortier réfrigéré du laboratoire qui contenait une solution de Ringer glacée (un mélange de sels dans de l’eau, couramment utilisé pour préserver les tissus). Le mortier devait ensuite être mis dans une solution de saumure congelée, jusqu’à ce que le contenu gèle partiellement. Il fallait ensuite broyer les morceaux de l’organe avec du sable et un pilon. L’étape suivante consistait à filtrer ce mélange à travers de l’étamine et du papier buvard pour retirer les particules solides. Enfin, le filtrat rosâtre était chauffé pour atteindre la température corporelle, puis préparé pour l’injection.

Le même jour, le chien no 410 avait été le premier à subir une injection d’extrait pancréatique. Après l’injection de quatre centimètres cubes (cm3) de l’extrait, le taux de sucre dans le sang de ce chien était passé de 0,20 à 0,12 en une heure. D’après les tests effectués sur trente chiens en santé, les proportions moyennes de glucides dans le sang se situaient autour de 0,090. Banting et Best avaient administré une autre injection au chien no 410, mais son niveau de glycémie avait à peine changé. Après une troisième injection, le taux de glycémie avait augmenté. Le chien avait reçu du sucre dans son eau, puis des injections d’extrait toutes les heures, mais sans effet apparent. Le lendemain matin, Banting et Best avaient retrouvé le chien dans le coma, sur le point de mourir. Néanmoins, les résultats de ce premier test d’extraction étaient encourageants, car l’effet semblait marqué. 

Le 1er août, le chien no 406 était dans le coma et au seuil de la mort lorsque Banting lui administra 8 cm3 de l’extrait. Son taux de glycémie était de 0,50, mais il avait chuté à 0,42 dans l’heure suivante, et le chien s’était même levé pour se promener. Le taux était ensuite descendu à 0,30, mais le chien finit par retomber dans le coma avant de mourir. Banting et Best estimaient tout de même qu’il avait été plutôt impressionnant de voir le chien sortir du coma, se lever et marcher. Trois jours plus tard, le chien no 408 avait reçu une injection de 5 cm3, réduisant sa glycémie de 0,26 à 0,16 en 35 minutes. Un résultat similaire avait été obtenu lors d’une injection ultérieure, et le chien était cette fois demeuré en bonne forme. 

Le 4 août, constatant l’efficacité de l’extrait pour un chien diabétique en bon état, Banting et Best y faisaient référence une première fois sous le nom « isletine ». Ils étaient dès lors prêts à se lancer dans une série d’expériences plus variées pour en confirmer les effets antidiabétiques. Après avoir réussi à administrer des injections toutes les heures, Banting et Best essayèrent d’injecter une dose beaucoup plus importante, dont les résultats furent alarmants. Le chien no 408 était soudainement devenu inerte, voire mourant. Banting et Best tentèrent de le ranimer, mais il mourut après un léger regain d’énergie. La cause du décès semblait avoir été une infection généralisée. Malgré la fin abrupte du chien no 408, Banting et Best avaient beaucoup appris sur l’« isletine » et ses propriétés anti-diabétiques, et ils étaient impatients d’envoyer un rapport à Macleod.

Tableau des taux de glucose sanguin du Chien n° 408 pris au début du mois d’août 1921, démontrant l’effet de l’extrait pancréatique de Banting et Best. Image avec l’aimable autorisation de The Discovery of Insulin, par Michael Bliss (Toronto : University of Toronto Press, 2017).

Dans sa lettre du 9 août à Macleod, Banting rapportait avec beaucoup d’enthousiasme que l’extrait entraînait « invariablement » une réduction de la glycémie. Mais il avait aussi beaucoup de questions et tenait vraiment à poursuivre le travail dans un laboratoire mieux équipé. En particulier, Best et lui avaient besoin d’une aide accrue pour s’occuper des animaux, de même que de meilleures installations pour leurs opérations. 

Banting avait prévu de travailler à un rythme plus lent en attendant une réponse de Macleod. Pourtant, il était suffisamment confiant dans les progrès et les promesses de la recherche pour décider, comme il en informa Macleod, de mettre un terme à ses affaires à London et de tourner complètement la page sur cette ville. Ce fut un été très difficile pour Banting sur les plans personnel et financier. Il vivait alors comme un étudiant, avec très peu d’argent et sans grand encouragement, y compris de la part de Macleod. Comme l’avoua Banting à son cousin : « Le pire, c’est que personne ne m’a pris au sérieux. » Pourtant, malgré l’absence de toute garantie d’un emploi rémunéré à l’université et l’incertitude quant à son avenir à Toronto, Banting était toujours prêt à couper les ponts avec London avant de savoir ce que Macleod pensait de ce travail.

Le 11 août, attendant toujours une réponse de Macleod, Banting avait entamé avec Best une nouvelle série d’expériences, travaillant 24 heures sur 24 pendant plusieurs jours. Le but était de retirer les pancréas de deux autres chiens, de donner de l’isletine à l’un d’eux (le chien no 92) et de comparer les effets avec l’état du chien no 409, qui, ne recevant pas l’extrait, était utilisé à des fins de contrôle expérimental. Après une première réaction lente à l’extrait, le diabète du chien no 92 était resté bien contrôlé pendant les 20 jours suivants, tandis que l’état du chien no 409 n’avait cessé de dépérir, jusqu’à la mort. Entre-temps, le chien no 92 avait reçu une surdose de l’extrait, ce qui, comme prévu, avait fait baisser son taux de sucre dans le sang à un niveau inférieur à la normale. Ce chien, un colley jaune, était en fait devenu une sorte d’animal de compagnie dans le laboratoire. Comme le montrent clairement les notes de Banting et de Best, ainsi que leurs comptes rendus ultérieurs, ce fut un moment inoubliable pour les deux hommes – un moment à la fois intense, productif, passionnant et marqué par le resserrement de leurs liens. 

Le 17 août, Banting et Best décidèrent de procéder à différentes expériences avec le chien n° 92, qui était très fringant et se portait bien. L’une d’entre elles consistait à retirer le pancréas entier du chien et à en préparer un extrait, plutôt que de commencer par un pancréas dégénéré. Lorsqu’ils donnèrent au chien no 92 des injections de ce type d’extrait, l’effet a semblé similaire : un graphique indiquait une réduction de la glycémie aux niveaux atteints avec l’extrait préparé à partir d’un pancréas dégénéré. Cependant, Banting et Best ne firent pas beaucoup état de ce résultat dans leurs notes, le minimisant même, plus tard, dans leur premier article publié. Ils restaient concentrés sur l’hypothèse selon laquelle la sécrétion externe devait être enlevée, mais il existait peut-être un moyen plus rapide que d’attendre pendant des semaines que les ligatures des conduits provoquent une détérioration. 

Banting et Best avaient ensuite essayé une autre technique que la ligature des conduits. Ils avaient stimulé le pancréas avec une hormone appelée la « sécrétine », produite dans le duodénum (la partie supérieure de l’intestin grêle). La sécrétine stimule normalement le pancréas pour qu’il produise sa sécrétion externe. Banting et Best avaient émis l’hypothèse que si le processus de stimulation pouvait être augmenté jusqu’à ce que le pancréas ne produise plus de sécrétion externe, cet organe pourrait alors être retiré et la sécrétion interne extraite. 

Il était compliqué d’obtenir de la sécrétine brute, puis de l’injecter lentement dans le pancréas pendant quatre heures, jusqu’à ce que la production de suc pancréatique s’arrête. Mais Banting voulait tenter l’intervention chirurgicale, si bien que Best et lui avaient un extrait à tester sur le chien no 92. Lorsqu’il reçut la première injection ce samedi soir, le chien fut très malade. Toutefois, le dimanche matin, au retour de Banting et de Best au laboratoire, il sautait de sa cage avec excitation et courait partout. Ce fut une scène mémorable pour Banting, qu’il a d’ailleurs associée plus tard à l’un des plus grands jours de sa vie.

Le laboratoire de Banting et Best.

Du 22 août jusqu’à la fin du mois, Banting et Best menèrent d’autres expériences avec le chien no 92, notamment la préparation d’un extrait à partir du pancréas d’un chat en suivant le processus de stimulation de la sécrétine. Cet extrait a cependant plongé le chien dans un état de choc, ce qui mit fin à la réalisation d’expériences plus approfondies dans cette direction. Le chien no 92 survécut et s’accrocha à la vie neuf jours de plus, son taux de sucre dans le sang augmentant lentement et son état s’aggravant jusqu’à sa mort définitive le 31août. « J’ai vu des patients mourir sans jamais verser une larme, écrivit plus tard Banting. Mais j’ai voulu être seul quand ce chien est mort. Les larmes jaillissaient et c’était plus fort que moi. »

Cet été-là fut ponctué de hauts et de bas intenses. Au début du mois de septembre, Banting rompait finalement avec London, y revenant avec l’un de ses frères uniquement pour vendre sa maison et ses meubles. Comme l’écrivit plus tard Banting, après avoir dormi sur le sol nu d’une maison vide, tôt le lendemain matin, « nous avons jeté un dernier regard sur le lieu de mes heures de misère – et pourtant c’était là que j’avais eu l’idée qui devait modifier tous mes projets, celle qui devait changer mon avenir et peut-être l’avenir des autres ».

Peu après le retour de Banting à Toronto, la lettre de Macleod était enfin arrivée. Leurs recherches avaient tellement progressé depuis qu’il avait écrit à Macleod, le 8 août. Macleod se réjouissait certes de leurs progrès, mais il leur conseillait de faire preuve de prudence et de ne pas être trop confiants quant à leurs résultats. Il ne doit subsister « aucun risque d’erreur », avait-il souligné. « Si vous parvenez à prouver à la satisfaction de tous que de tels extraits ont vraiment le pouvoir de réduire le taux de glycémie en présence d’un diabète pancréatique, vous aurez énormément accompli. » Mais, avait-il ajouté, « il est souvent très facile dans le domaine de la science de ne considérer que son point de vue, et bien difficile d’accumuler de solides preuves que d’autres ne pourront pas faire tomber ».

Au retour de Macleod à Toronto, l’enthousiasme de Banting pour les progrès de sa recherche se trouvait modéré par la frustration de ne pas obtenir de poste officiel à l’Université de Toronto, et Macleod semblait hésiter à lui en offrir un au département de physiologie. Banting avait toutefois développé une relation avec le Dr Velyien Henderson, professeur de pharmacologie, qui était prêt à examiner la possibilité d’un poste au sein de son département pour lui. Quand Banting et Best ont finalement pu rencontrer Macleod à nouveau, les choses devinrent difficiles. Banting imposait des exigences pour améliorer la recherche et les conditions dans lesquelles elle se déroulait, et ce, avant toute poursuite des travaux. Il avait besoin d’un salaire décent, d’une pièce appropriée pour travailler et d’une personne qui s’occuperait des chiens, et il fallait réparer le sol de la salle d’opération. Banting avait menacé de partir et de poursuivre sa recherche ailleurs. Macleod doutait que Banting trouve un autre endroit pour mener sa recherche, mais il se laissa convaincre et promit de faire ce qu’il pouvait. 

Banting avait en fait d’autres options. Outre le soutien d’Henderson, il avait trouvé un allié important en la personne du Dr John G. FitzGerald, directeur des Connaught Laboratories, des laboratoires spécialisés dans les antitoxines qui avaient été créés en 1914 en tant que service public du département d’hygiène de la faculté de médecine de l’Université de Toronto. L’entreprise avait pour mission de préparer des produits biologiques essentiels pour la santé publique, tels que l’antitoxine diphtérique et le vaccin antirabique. Installée dans le sous-sol du bâtiment médical, elle avait pris une forte expansion pendant la Première Guerre mondiale, tant par sa taille que par sa réputation. Au courant de l’été, il arrivait à Banting de rencontrer FitzGerald, de temps en temps, et de lui décrire les résultats des expériences. Il avait également fait part de ses frustrations à FitzGerald, qui lui avait dit de ne pas quitter Toronto sans le consulter. 

Le 1er octobre, Henderson avait obtenu pour Banting un poste de conférencier spécial au département de pharmacologie, avec un salaire de 250 $ par mois, ce qui était fort raisonnable. Pour sa part, Macleod avait trouvé une pièce assez grande pour deux cages à chiens et un bureau de laboratoire, et il avait également pris des dispositions pour que Banting (150 $) et Best (170 $) soient payés rétroactivement. En fait, Macleod avait été assez cordial et serviable après leur échange tendu. Comme Banting le nota plus tard : « Je pensais l’avoir peut-être jugé trop sévèrement. » Tout semblait réglé, et les expériences sur les extraits pancréatiques pouvaient reprendre. Certaines questions clés persistaient toutefois : dans quelle direction la recherche devait-elle aller et entre les mains de qui?