Только в США 1,25 миллиона детей и взрослых страдают сахарным диабетом 1 типа, и заболеваемость растет по причинам, которые не до конца понятны. При сахарном диабете 1 типа иммунная система атакует бета-клетки поджелудочной железы, которые ответственны за выработку инсулина. Без инсулина организм не может выводить глюкозу из кровотока и доставлять в клетки, где она должна использоваться как источник энергии. Поэтому людям с сахарным диабетом 1 типа необходимо внимательно следить за уровнем глюкозы в крови и ежедневно вводить инсулин.
Диагноз часто ставится после проявления симптомов, когда болезнь уже набрала обороты. Если бы был способ выявить пациентов из группы риска по самым ранним признакам заболевания, возможно, был бы шанс отсрочить его манифестацию.
В новом исследовании ученые из Института Скриппса, Калифорния, обнаружили самый ранний возможный биологический маркер сахарного диабета 1 типа. Если результаты их исследования на мышах получится воспроизвести на людях, то сроки терапевтического вмешательства могут быть радикально изменены для тех пациентов, которые находятся на ранней стадии развития заболевания.
Используя одноклеточные технологии для изучения предиабетической фазы заболевания, исследователи смогли связать специфические антиинсулиновые Т-клетки с аутоиммунным ответом, наблюдаемым при диабете. Известно, что у больных сахарным диабетом 1 типа среди определенного класса иммунорегуляторных молекул всегда присутствует система тканевой совместимости HLA.
Белки HLA располагаются на поверхности клеток, информируя иммунную систему, атаковать или не атаковать данную клетку. Эта система сигнализации обычно помогает уничтожить опасные клетки, но она может угрожать жизни, если молекула HLA посылает неправильные сообщения. В случае диабета типа 1 мутированный белок HLA связывается с фрагментами инсулина, вызывая их разрушение иммунной системой.
Связь между генетической мутацией HLA и диабетом 1 типа доказана, но научное сообщество все еще не в состоянии определить, каким образом Т-клетки притягиваются к этой мутировавшей молекуле. Ответ на этот вопрос исследовательская группа Люка Тейтона искала в течение пяти лет. Работа включала оценку образцов крови мышей с диабетом без ожирения на самой ранней стадии заболевания с помощью передовых методов структурной и вычислительной биологии. Группа секвенировала ДНК отдельных Т-клеток для чрезвычайно подробного описания функции клеток и генетических вариаций. Всего в исследовании было получено более четырех терабайт данных.
Среди значимых открытий был структурный механизм, который авторы назвали «переключателем P9», он позволяет CD4 Т-клеткам распознавать мутированный белок HLA и атаковать бета-клетки. Также обнаружено, что агрессивные антиинсулиновые Т-клетки всегда находятся в островках поджелудочной железы рядом с бета-клетками. Ранее не было известно происхождение антиинсулиновых Т-клеток, и некоторые ученые подозревали, что они продуцируются в лимфатических узлах поджелудочной железы.
Примечательно, что P9 вызывал у мышей выраженный, но недолгий антиинсулиновый ответ. Если этот эффект будет подтвержден и у людей, иммунные клетки, содержащие переключатель P9, могут быть обнаружены на ранней стадии развития диабета. Таким образом, анализ крови, выявляющий эти клетки, может идентифицировать людей, страдающих сахарным диабетом, до первых клинических проявлений, обеспечивая возможность своевременного лечения.
Группа Тейтона получила одобрение на дальнейшие исследования на людях и планирует брать образцы крови 30 человек из группы риска каждый год, анализируя их на предмет наличия предвестников заболевания. Сахарный диабет 1 типа имеет сильную генетическую связь: наличие кровного родственника с этим заболеванием повышает риск в 20 раз, поэтому группу для мониторинга биомаркеров будет легко набрать.
Ранняя диагностика в течение пяти лет до клинического прогрессирования и возможность мониторинга разрушения бета-клеток в режиме реального времени позволят выполнить серию терапевтических вмешательств, направленных на предотвращение сахарного диабета 1 типа и развития инсулиновой зависимости.
Статья L. Gioia et al. Position β57 of I-Ag7 controls early anti-insulin responses in NOD mice, linking an MHC susceptibility allele to type 1 diabetes onset опубликована в журнале Science Immunology.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru пос материалам Scripps Research: Discovery paves the way for earlier detection of type 1 diabetes.
