Comenzó Teología en la Universidad de Toronto, pero cambió de opción, y se graduó en Medicina en 1916. Ejerció como cirujano en el Hospital for Sick Children, entre 1919 y 1920. Un año más tarde fue profesor de ortopedia en la University of Western Ontario. Obtuvo el grado de doctor en 1922.
Banting había mostrado ya mucho interés por la diabetes siguiendo de cerca los trabajos de Shafer y de quienes con anterioridad habían observado que la diabetes estaba ocasionada por la carencia de una proteína originada en las células de los islotes de Langerhans, dentro del páncreas. En 1921, Banting leyó una publicación de Moses Baron en la que se demostraba que la ligadura del conducto pancreático ocasionaba la degeneración de las células productoras de la tripsina, mientras que los islotes de Langerhans permanecían intactas.
Banting consiguió convencer a MacLeod para que, durante las vacaciones de este le asignara un ayudante y le permitiera utilizar sus laboratorios. Así, en 1921 inició experimentos con la ayuda de Charles H. Best, estudiante de Química, encargado de aislar la proteína. En tan solo 9 semanas, Banting y Best obtuvieron un extracto de páncreas libre de tripsina, que denominó inicialmente “isletina”. Habían descubierto la insulina.En diciembre de 1921 Banting propuso incorporar al equipo a un experto en Bioquímica de proteínas, el Dr. James Collip, que muy pronto logró perfeccionar el método de purificación usando etanol al 90%. La emplearon por vez primera, poco después, en un muchacho diabético de catorce años, que mejoró de forma extraordinaria de su enfermedad.
Como consecuencia de este descubrimiento, MacLeod y Banting recibieron en 1923 el Premio Nobel de Medicina. Banting estaba furioso, en primer lugar, por tener que compartir el Nobel con Macleod y, más aún, porque Charles Best no fue considerado. Inicialmente rechazó el Nobel, pero luego recapacitó y decidió compartir el dinero del premio con Best. Macleod hizo lo propio con Collip. Frederick Banting nunca más volvió a trabajar en diabetes o insulina y jamás volvió a ver a Macleod, quien murió en 1935.
El Premio Nobel de Medicina otorgado a Banting y Macleod por el descubrimiento de la insulina ha sido uno de los más cuestionados a lo largo de la historia debido a que la nominación se hizo un año después de la publicación original, por dejar fuera de ésta a colaboradores tan cercanos como Best y Collip, a la parcialización de las nominaciones y a la exclusión, por los nominadores y el Comité Nobel, de Nicolae Constantine Paulescu, cuyas investigaciones relacionadas con el descubrimiento de la insulina y su aplicación para el tratamiento de la diabetes mellitus aparecieron y se publicaron antes que los trabajos de investigación de Banting y Macleod.
La primera descripción de los resultados obtenidos por Benting con el uso de la insulina en la diabetes figura en el artículo "Pancreatic extracts in the treatment of diabetes mellitus", publicado en 1922 en el Canadian Medical Association Journal. Previamente Banting y Best detallaron la técnica en un artículo que se publicó en el Journal of Laboratory and Clinical Medicine en 1921-22. Asimismo, Banting, Best y Macleod prepararon una comunicación, que llevaba por título "The internal secretion of the pancreas", que se dio a conocer en la reunión de la American Physiological Society, de 1921. En 1926 Jacob Abel logró la síntesis de la insulina, hallazgo que dio a conocer en los Proceedings of the National Academy of Sciences, de Washington, con el título Crystalline insuline.
En 1930, el Parlamento canadiense concedió una ayuda a Banting para la instalación de un laboratorio de investigación (el Banting Institute) y su Universidad creó una cátedra con su nombre. En 1941 falleció víctima de un accidente aéreo en Newfoundland.
La patente de la insulina y su método de extracción fue otorgada a Banting, Best y Collip, quienes se la vendieron a la Universidad de Toronto por 1 dólar para cada uno. Esta cifra simbólica sirvió para que la Universidad licenciara el método a una compañía farmacéutica que garantizara la producción de alta pureza y en grandes cantidades, a un precio razonable. Aunque los problemas de impurezas en los preparados de insulina fueron desapareciendo, algunas personas mostraban reacciones alérgicas a las insulinas animales. En 1982 la FDA aprobó para uso en humanos la primera insulina recombinante, desarrollada por la empresa Genentech usando ingeniería genética: el gen humano de la insulina fue clonado en bacterias para que estas ahora produjeran una insulina idéntica a la humana.
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