Новое открытие может помочь выявить диабет 1 типа раньше, чем это возможно в настоящее время

Новое открытие может помочь выявить диабет 1 типа раньше, чем это возможно в настоящее время
        

Диабет 1 типа, аутоиммунное заболевание, которое обычно проявляется в возрасте до 20 лет, сводит на нет способность организма вырабатывать инсулин – гормон, необходимый для жизни. Диагноз часто приходит после появления симптомов, после чего болезнь вступила в силу. Но если бы был способ проверить пациентов из группы риска на очень ранние признаки заболевания, возможно, можно было бы отсрочить его начало.

В новом исследовании, опубликованном в Science Immunology ученые из Scripps Research обнаружили, что может быть самым ранним возможным биологическим маркером диабета 1 типа, ранее известного как ювенильный диабет. Если их исследование на мышах может быть воспроизведено на людях, что они сейчас пытаются сделать, сроки терапевтического вмешательства могут быть радикально улучшены для пациентов, которые находятся на пути развития болезни.

Переводческий аспект этого исследования – это то, что меня больше всего волнует. Используя одноклеточные технологии для изучения преддиабетической фазы заболевания, мы смогли механически связать специфические антиинсулиновые Т-клетки с аутоиммунным ответом, наблюдаемым при диабете 1 типа. И это дало нам подтверждение того, что нам нужно было перейти к изучению человека ».

Люк Тейтон, доктор медицинских наук, профессор иммунологии и микробиологии в Scripps Research, который руководил исследованиями

Примерно 1,25 миллиона американских детей и взрослых страдают диабетом 1 типа, и уровень заболеваемости увеличивается по причинам, которые не до конца понятны. Для людей с этим заболеванием иммунная система атакует бета-клетки поджелудочной железы, которые несут исключительную ответственность за выработку инсулина. Без инсулина их организм не может выводить сахара из кровотока в клетки, где глюкоза необходима для энергии. Из-за этого людям с диабетом 1 типа необходимо внимательно следить за уровнем глюкозы в крови и ежедневно вводить инсулин, чтобы выжить.

Научному сообществу давно известно – начиная с значительного генетического исследования диабета 1-го типа более 25 лет назад – что среди людей с диабетом 1-го типа среди определенного класса всегда присутствует отчетливая генетическая сигнатура. иммунорегулирующих молекул, известных как HLA (сокращение от человеческих лейкоцитарных антигенов). Белки HLA сидят на поверхности клеток, сообщая иммунной системе, атаковать ли. Хотя эта сигнализация обычно помогает уничтожить опасные клетки, она может стать опасной для жизни, когда молекула посылает неправильные сообщения.

В случае диабета типа 1 мутированный белок HLA связывается с фрагментами инсулина, вырабатываемыми бета-клетками, вызывая разрушение иммунной системой.

В то время как связь между генетической мутацией HLA и диабетом 1 типа хорошо установлена, научное сообщество никогда не сможет определить, каким образом Т-клетки иммунной системы притягиваются к этой проблемной молекуле.

Вот на что команда Тейтона намеревалась ответить через эксперименты, продолжавшиеся пять лет. Их работа включала оценку образцов крови мышей с диабетом без ожирения на самой ранней стадии заболевания, используя передовые методы структурной и вычислительной биологии, чтобы понять, как клетки вызывают заболевание.

Анализ отдельных клеток, который они проводили, никогда не проводился ранее для этих типов клеток, раскрывая новую информацию, говорит Тейтон. Работая совместно с отделом интегративной структурной и вычислительной биологии Scripps Research, команда секвенировала ДНК отдельных Т-клеток для чрезвычайно высокого разрешения функции клеток и генетических вариаций. Всего в результате исследования было получено более 4 терабайт данных.

Среди их ключевых открытий был структурный механизм, который они назвали «переключателем P9», который позволяет CD4 + T-клеткам распознавать мутированный белок HLA и атаковать бета-клетки. Они также обнаружили, что опасные антиинсулиновые Т-клетки всегда находятся в островках, представляющих собой небольшие тканевые структуры в поджелудочной железе, где находятся бета-клетки. Ранее было неизвестно, откуда произошли антиинсулиновые Т-клетки, и некоторые подозревали, что они могут продуцироваться в лимфатических узлах поджелудочной железы.

Примечательно, что переключатель P9 вызывал ранний всплеск антиинсулинового ответа у мышей, а затем быстро исчезал. Если это явление распространяется на людей, иммунные клетки, оснащенные переключателем P9, могут быть обнаружены только у тех, кто находится на ранних стадиях развития заболевания. Таким образом, анализ крови, который выявляет присутствие этих клеток, может обеспечить как можно более ранние признаки заболевания и обеспечить вмешательство.

Вооружившись этим исследованием, Тейтон получил одобрение на проведение исследований на людях. Его команда будет собирать образцы крови от 30 человек из группы риска в год и анализировать образцы на предмет наличия предвестников заболевания. Диабет 1 типа имеет сильную генетическую связь; Тейтон говорит, что у тех, у кого есть непосредственный родственник с этим заболеванием, вероятность заражения биомаркерами в 20 раз выше, чем у населения в целом, что делает эту четко определенную группу для мониторинга биомаркеров

.

Ранняя диагностика в течение пяти лет доклинического прогрессирования и способность контролировать разрушение бета-клеток в реальном времени позволят провести серию новых терапевтических вмешательств, направленных на предотвращение диабета 1 типа и инсулиновой зависимости, говорит Тейтон.

        

Источник:

Научно-исследовательский институт Скриппса

Ссылка на журнал:

[GioiaL[1945] . (2019) Положение β57 I-Ag7 контролирует ранние антиинсулиновые ответы у мышей NOD, связывая аллель восприимчивости МНС с началом диабета 1 типа. Наука иммунологии . doi.org/10.1126/sciimmunol.aaw6329.

      

Source link