Czy ta niezwykła komórka odpornościowa może być przyczyną cukrzycy typu 1?
Ostatnie badania ujawniły niezwykły rodzaj białych krwinek, które mogą być głównym czynnikiem wywołującym autoimmunizację w cukrzycy typu 1.
Wielu ekspertów uważa, że cukrzyca typu 1 to stan, który pojawia się, gdy układ odpornościowy atakuje własne tkanki organizmu.
Jednak chociaż dowody z licznych badań silnie sugerują, że cukrzyca typu 1 ma pochodzenie autoimmunologiczne, leżące u jej podstaw mechanizmy biologiczne nie są jasne.
Nowe badanie jest dziełem naukowców z Johns Hopkins University School of Medicine w Baltimore w stanie Maryland oraz współpracowników z innych instytucji, w tym IBM Thomas J. Watson Research Center w Yorktown Heights w stanie Nowy Jork.
W Komórka w artykule autorzy opisują, w jaki sposób znaleźli „nieoczekiwaną” hybrydę komórek odpornościowych B i T, która wydaje się „być zaangażowana w pośredniczenie w autoimmunizacji”.
Dyskutują o tym, jak odkrycie przełamuje „paradygmat”, zgodnie z którym komórki adaptacyjnego układu odpornościowego mogą być tylko komórkami T lub B.
Odkrycie podważa również wątpliwości, że niektórzy naukowcy oparli się na idei, że „nieuczciwa hybryda” lub „komórka X” napędza odpowiedź autoimmunologiczną stojącą za cukrzycą typu 1.
„Komórka, którą zidentyfikowaliśmy” - mówi współautor badania Abdel-Rahim A. Hamad, profesor nadzwyczajny patologii w Johns Hopkins University School of Medicine - jest hybrydą między dwoma głównymi końmi roboczymi adaptacyjnego układu odpornościowego, B. limfocyty i limfocyty T. ”
Wyjaśnia, że nie tylko znaleźli tak zwaną komórkę X, ale także, że znaleźli „mocne dowody na to, że jest ona głównym motorem odpowiedzi autoimmunologicznej, która, jak się uważa, powoduje cukrzycę typu 1”.
Ostrzega jednak, że ich odkrycia nie wystarczą, aby udowodnić, że komórka hybrydowa bezpośrednio powoduje cukrzycę typu 1. Dalsze badania powinny teraz zmierzać do tego celu.
Cukrzyca typu 1 i autoimmunizacja
Cukrzyca występuje, gdy we krwi człowieka jest za dużo cukru lub glukozy. U osób z cukrzycą typu 1 rozwija się, gdy trzustka nie wytwarza wystarczającej ilości insuliny, która jest hormonem, który pomaga komórkom wchłaniać i wykorzystywać glukozę jako energię.
Zbyt dużo cukru we krwi jest niebezpieczne i powoduje długotrwałe uszkodzenie narządów. Osoby z cukrzycą typu 1 muszą codziennie przyjmować insulinę.
Według Centers for Disease Control and Prevention (CDC) około 5% z 30,3 miliona osób chorych na cukrzycę w Stanach Zjednoczonych ma typ 1.
Lekarze nazywali cukrzycę typu 1 „cukrzycą młodzieńczą”, ponieważ chociaż może się ona rozwinąć w każdym wieku, częściej pojawia się w dzieciństwie.
Eksperci uważają, że cukrzyca typu 1 jest chorobą autoimmunologiczną, w której układ odpornościowy atakuje i niszczy komórki beta trzustki produkujące insulinę. Jednak nie mają jasności co do zaangażowanych procesów komórkowych.
Odpowiedź autoimmunologiczna opiera się na dwóch typach białych krwinek: limfocytach B i limfocytach T. Obie komórki wspólnie identyfikują i atakują jednostki stanowiące zagrożenie, takie jak atakujące bakterie, wirusy i inne czynniki.
Każda komórka ma swój własny typ receptora komórkowego, który jest rodzajem białka, które dopuszcza określone sygnały do komórki tylko wtedy, gdy pasuje do unikalnego partnera wiązania. Zatem komórki B mają receptory komórek B (BCR), a komórki T mają receptory komórek T (TCR).
Hybryda ma zarówno receptory limfocytów T, jak i B.
Komórka hybrydowa, którą znaleźli Hamad i jego koledzy, jest rzadką komórką „podwójnego ekspresji (DE)”, która wyraża działające BCR i TCR.
Odpowiedź immunologiczna zwykle rozpoczyna się, gdy obserwowana komórka zwana komórką prezentującą antygen (APC) zauważy najeźdźcę i przechwyci jego sygnaturę.
Następnie APC przemieszcza się do rezerwuaru, takiego jak węzeł chłonny, w którym znajdują się niedojrzałe komórki B i T i przedstawia im sygnaturę lub antygen najeźdźcy.
Niedojrzałe limfocyty T z TCR, które pasują do antygenu, odpowiadają na wezwanie APC, przekształcając się w limfocyty T zabójcze lub pomocnicze. Komórki T zabójców reagują atakiem bezpośrednio najeźdźcę.
Pomocnicze limfocyty T reagują jednak wyzwalając niedojrzałe limfocyty B. Jeśli komórki B mają odpowiedni antygen, wytwarzają przeciwciała, które atakują i niszczą najeźdźcę. Jeśli tego nie zrobią, robią odcisk antygenu, aby w przyszłości przeprowadzić atak.
Układ odpornościowy postrzega insulinę jako cel
Jednak w odpowiedzi autoimmunologicznej antygen nie identyfikuje obcego najeźdźcy, ale zdrowe komórki we własnych tkankach organizmu. Rezultatem jest potężny atak, który może spowodować poważne obrażenia. W cukrzycy typu 1 prowadzi to do zniszczenia trzustkowych komórek beta.
W swoim artykule badawczym autorzy wyjaśniają, że naukowcy nie w pełni rozumieją antygeny, które „kierują aktywacją autoreaktywnych limfocytów T”, pomimo faktu, że naukowcy przebadali je „szeroko”.
W przypadku cukrzycy typu 1 naukowcy uważają, że układ odpornościowy postrzega insulinę jako antygen.
Hamad mówi, że naukowcy generalnie zgadzają się, że komórki T postrzegają insulinę jako antygen, „gdy hormon jest związany z miejscem na APC znanym jako HLA-DQ8”.
„Jednak”, dodaje, „nasze eksperymenty wskazują, że jest to słabe wiązanie i nie jest prawdopodobne, aby wywołać silną reakcję immunologiczną, która prowadzi do cukrzycy typu 1”.
On i jego koledzy odkryli, że odkryta przez nich komórka DE wytwarza unikalne białko zwane peptydem x-Id. Za pomocą różnych eksperymentów komórkowych wykazali, że gdy peptyd x-Id zajmuje miejsce insuliny, wiązanie jest znacznie mocniejsze i powoduje reakcję immunologiczną, która jest silniejsza o 10 000.
Potencjał do badań przesiewowych i immunoterapii
Korzystając z symulacji komputerowych, naukowcy z IBM Thomas J. Watson Research Center byli w stanie określić molekularny mechanizm wiązania peptydu x-Id. Byli również w stanie przewidzieć, jak silna będzie odpowiedź limfocytów T.
Zespół odkrył również, że osoby z cukrzycą typu 1 częściej mają limfocyty DE i peptyd x-Id we krwi niż osoby bez cukrzycy.
„To odkrycie”, argumentuje Hamad, „w połączeniu z naszym wnioskiem, że peptyd x-Id pobudza komórki T do kierowania atakiem na komórki produkujące insulinę, silnie potwierdza związek między komórkami DE i cukrzycą typu 1”.
Sugeruje, że przy większej liczbie badań odkrycia mogą doprowadzić do opracowania metod przesiewowych, które mogą identyfikować osoby z wyższym ryzykiem cukrzycy typu 1.
Inną możliwością jest to, że odkrycia mogą prowadzić do immunoterapii, która albo niszczy komórki DE, albo zmienia je tak, że nie mogą wywołać reakcji autoimmunologicznej.
Hamad mówi, że jest nawet możliwe, że pewnego dnia odkryją, że komórki DE są zaangażowane w inne choroby autoimmunologiczne, takie jak reumatoidalne zapalenie stawów i stwardnienie rozsiane.
„To, co jest wyjątkowe w znalezionej przez nas istocie, to fakt, że może ona działać zarówno jako komórka B, jak i komórka T. To prawdopodobnie uwydatnia odpowiedź autoimmunologiczną, ponieważ jeden limfocyt pełni jednocześnie funkcje, które normalnie wymagają skoordynowanego działania dwóch ”.
Abdel-Rahim A. Hamad
