Может ли эта необычная иммунная клетка быть причиной диабета 1 типа?
Недавние исследования выявили необычный тип лейкоцитов, который может быть основным фактором аутоиммунитета при диабете 1 типа.
Многие эксперты считают, что диабет 1 типа - это состояние, которое возникает, когда иммунная система атакует собственные ткани организма.
Однако, хотя данные многочисленных исследований убедительно свидетельствуют о том, что диабет 1 типа имеет аутоиммунное происхождение, лежащие в основе биологические механизмы не ясны.
Новое исследование - работа ученых из Медицинской школы Университета Джонса Хопкинса в Балтиморе, штат Мэриленд, и сотрудников других организаций, включая Исследовательский центр IBM Томаса Дж. Уотсона в Йорктаун-Хайтс, штат Нью-Йорк.
В Клетка В статье авторы описывают, как они обнаружили «неожиданный» гибрид B- и T-иммунных клеток, который, по-видимому, «участвует в опосредовании аутоиммунитета».
Они обсуждают, как открытие разрушает «парадигму», согласно которой клетки адаптивной иммунной системы могут быть только Т- или В-клетками.
Это открытие также ставит под сомнение те сомнения, что некоторые ученые высказали идею о том, что «мошеннический гибрид» или «Х-клетка» управляет аутоиммунным ответом, лежащим в основе диабета 1 типа.
«Идентифицированная нами клетка, - говорит соавтор исследования Абдель-Рахим А. Хамад, доцент кафедры патологии медицинского факультета Университета Джона Хопкинса, - представляет собой гибрид двух основных рабочих лошадок адаптивной иммунной системы, B лимфоциты и Т-лимфоциты ».
Он объясняет, что они не только обнаружили так называемую Х-клетку, но также обнаружили «убедительные доказательства того, что она является основным фактором аутоиммунного ответа, который, как считается, вызывает диабет 1 типа».
Однако он предупреждает, что их результатов недостаточно, чтобы доказать, что гибридная клетка напрямую вызывает диабет 1 типа. Дальнейшие исследования должны теперь преследовать эту цель.
Диабет 1 типа и аутоиммунитет
Диабет возникает, когда в крови человека слишком много сахара или глюкозы. У людей с диабетом 1 типа он развивается, когда поджелудочная железа не вырабатывает достаточно инсулина - гормона, который помогает клеткам поглощать глюкозу и использовать ее для получения энергии.
Избыточное содержание сахара в крови опасно и вызывает долговременное повреждение органов. Люди с диабетом 1 типа должны принимать инсулин каждый день.
По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC), около 5% из 30,3 миллиона человек с диабетом в США имеют тип 1.
Врачи называли диабет 1 типа «ювенильным диабетом», потому что, хотя он может развиться в любом возрасте, чаще всего он возникает в детстве.
Эксперты считают, что диабет 1 типа является аутоиммунным заболеванием, при котором иммунная система атакует и разрушает производящие инсулин бета-клетки в поджелудочной железе. Однако им не ясно, какие клеточные процессы задействованы.
Аутоиммунный ответ зависит от двух типов лейкоцитов: В-лимфоцитов и Т-лимфоцитов. Вместе эти две клетки идентифицируют и атакуют сущностей, представляющих угрозу, таких как вторжение бактерий, вирусов и других агентов.
Каждая клетка имеет свой собственный тип клеточного рецептора, который представляет собой тип белка, который пропускает определенные сигналы в клетку только тогда, когда он совпадает с уникальным партнером по связыванию. Таким образом, B-клетки имеют рецепторы B-клеток (BCR), а T-клетки имеют рецепторы T-клеток (TCR).
Гибрид имеет как Т-, так и В-клеточные рецепторы
Гибридная клетка, которую обнаружили Хамад и его коллеги, представляет собой редкую клетку с «двойным экспрессированием (DE)», которая экспрессирует рабочие BCR и TCR.
Иммунный ответ обычно начинается, когда контрольная клетка, называемая антигенпрезентирующей клеткой (APC), обнаруживает захватчика и фиксирует его сигнатуру.
Затем APC перемещается к резервуару, такому как лимфатический узел, который содержит незрелые B- и T-клетки, и представляет их с сигнатурой или антигеном захватчика.
Незрелые Т-клетки с TCR, которые соответствуют антигену, реагируют на вызов APC, превращаясь либо в киллерные, либо в хелперные Т-клетки. Т-киллеры реагируют прямым нападением на захватчика.
Однако хелперные Т-клетки в ответ запускают незрелые В-клетки. Если у В-клеток есть соответствующий антиген, они вырабатывают антитела, которые атакуют и уничтожают захватчика. Если они этого не сделают, они сделают отпечаток антигена, чтобы в будущем организовать атаку.
Иммунная система рассматривает инсулин как цель
Однако при аутоиммунных ответах антиген идентифицирует не чужеродного захватчика, а здоровые клетки в собственных тканях организма. В результате получается мощная атака, способная нанести серьезный урон. При диабете 1 типа это приводит к разрушению бета-клеток поджелудочной железы.
В своей исследовательской работе авторы объясняют, что ученые не полностью понимают антигены, которые «управляют активацией аутореактивных Т-клеток», несмотря на то, что исследователи изучили их «всесторонне».
В случае диабета 1 типа ученые считают, что иммунная система воспринимает инсулин как антиген.
Хамад говорит, что ученые в целом согласны с тем, что Т-клетки рассматривают инсулин как антиген, «когда гормон связывается с участком APC, известным как HLA-DQ8».
«Однако, - добавляет он, - наши эксперименты показывают, что это слабое связывание и вряд ли вызовет сильную иммунную реакцию, которая приводит к диабету 1 типа».
Он и его коллеги обнаружили, что обнаруженная ими клетка DE производит уникальный белок, называемый пептидом x-Id. Посредством различных клеточных экспериментов они показали, что, когда пептид x-Id заменяет инсулин, связывание становится более плотным и вызывает иммунную реакцию, которая на 10 000 сильнее.
Возможности для скрининга и иммунотерапии
Используя компьютерное моделирование, исследователи из исследовательского центра IBM Thomas J. Watson Research Center смогли точно определить молекулярный механизм связывания пептида x-Id. Они также смогли предсказать, насколько сильным будет ответ Т-клеток.
Команда также обнаружила, что люди с диабетом 1 типа с большей вероятностью будут иметь в крови DE-лимфоциты и пептид x-Id, чем люди без диабета.
«Это открытие, - утверждает Хамад, - в сочетании с нашим выводом о том, что пептид x-Id заставляет Т-клетки направлять атаку на продуцирующие инсулин клетки, убедительно подтверждает связь между клетками DE и диабетом 1 типа».
Он предполагает, что результаты дополнительных исследований могут привести к разработке методов скрининга, позволяющих выявлять людей с повышенным риском диабета 1 типа.
Другая возможность заключается в том, что результаты могут привести к иммунотерапии, которая либо разрушает клетки DE, либо изменяет их так, чтобы они не могли вызвать аутоиммунную реакцию.
Хамад говорит, что, возможно, однажды они обнаружат, что клетки DE участвуют в других аутоиммунных заболеваниях, таких как ревматоидный артрит и рассеянный склероз.
«Уникальность обнаруженного нами объекта заключается в том, что он может действовать как В-клетка, так и как Т-клетка. Это, вероятно, усиливает аутоиммунный ответ, потому что один лимфоцит одновременно выполняет функции, которые обычно требуют согласованных действий двух ».
Абдель-Рахим А. Хамад
