Может ли эта необычная иммунная клетка стать причиной возникновения диабета 1 типа?

Недавние исследования обнаружили необычный тип лейкоцитов, который может быть основным двигателем аутоиммунитета при диабете 1 типа.

Многие эксперты считают, что диабет 1 типа — это тип состояния, которое возникает, когда иммунная система организма атакует собственные ткани.

Однако, несмотря на то, что данные многочисленных исследований убедительно свидетельствуют о том, что диабет 1 типа имеет аутоиммунное происхождение, его основные биологические механизмы не были ясны.

Новое исследование — работа ученых из Медицинской школы Университета Джона Хопкинса в Балтиморе, штат Мэриленд, и сотрудников из других учреждений, включая исследовательский центр IBM Thomas J. Watson в Йорктаун-Хайтс, штат Нью-Йорк.

В статье Cell авторы описывают, как они обнаружили «неожиданный» гибрид B и T иммунных клеток, который, по-видимому, «участвует в развитии аутоиммунитета».

Они обсуждают, как открытие нарушает «парадигму» того, что клетки адаптивной иммунной системы могут быть только Т- или В-клетками.

Это открытие также опровергает сомнения некоторых ученых в том, что какой- то «мошеннический гибрид» или «Х-клетка» управляет аутоиммунным ответом при диабете 1 типа.

«Ячейка, которую мы определили, — говорит соавтор исследования Абдель-Рахим А. Хамад, доцент патологии в Медицинской школе Университета Джона Хопкинса, — представляет собой гибрид двух основных рабочих лошадок адаптивной иммунной системы, B- лимфоцитов и Т-лимфоцитов. »

Он объясняет, что они не только обнаружили так называемую X-клетку, но и нашли «убедительные доказательства того, что она является основным двигателем 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 именно эту цель.

Сахарный диабет 1 типа и аутоиммунитет

Диабет возникает, когда в крови человека слишком много сахара или глюкозы. У людей с диабетом 1 типа такой процесс развивается, в случае, когда поджелудочная железа вырабатывает недостаточно инсулина , который является гормоном, помогающим клеткам поглощать и использовать глюкозу для получения энергии.

Слишком много сахара в крови опасно и наносит непоправимый вред органам. Люди с диабетом 1 типа должны принимать инсулин каждый день.

По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC), около 5% из 30,3 миллионов людей с диабетом в Соединенных Штатах, имеют первый тип этой болезни.

Врачи называли диабет 1 типа «ювенильным диабетом», потому что, хотя он может развиваться в любом возрасте, он чаще возникает в детстве.

Эксперты считают, что диабет 1 типа является аутоиммунным состоянием, при котором иммунная система атакует и разрушает бета-клетки, продуцирующие инсулин в поджелудочной железе. Тем не менее, они не имеют четкого представления о клеточных процессах.

Аутоиммунный ответ зависит от двух типов лейкоцитов: B-лимфоцитов и T-лимфоцитов. Вместе две клетки идентифицируют и атакуют объекты, которые представляют угрозу- такие как бактерии, вирусы и другие агенты.

Каждая клетка имеет свой тип клеточного рецептора, который является разновидностью белка, пропускающего специфические сигналы в клетку только тогда, когда он совпадает с уникальным партнером по связыванию. Таким образом, B-клетки имеют B-клеточные рецепторы (BCR), а T-клетки имеют T-клеточные рецепторы (TCR).

Гибрид имеет рецепторы как T, так и B клеток

Гибридная клетка, обнаруженная Хамадом и его коллегами, является редкой клеткой с «двойным экспрессором» (DE), которая экспрессирует работающие BCR и TCR.

Иммунный ответ обычно начинается, когда клетка наблюдения, называемая антигенпрезентирующей клеткой (АРС), обнаруживает захватчика и идентифицирует его.

Затем APC перемещается к резервуару, такому как лимфатический узел, в котором находятся незрелые B- и T-клетки, и представляет им сигнатуру или антиген захватчика.

Незрелые Т-клетки с TCR, соответствующим антигену, отвечают на вызов APC, превращаясь в Т-клетки-киллеры или хелперы. Т-клетки-убийцы реагируют, нападая на захватчика напрямую.

Хелперные Т-клетки, к тому же, вызывают незрелые В-клетки. Если В-клетки имеют соответствующий антиген, они вырабатывают антитела, которые атакуют и уничтожают захватчика. Если они не могут выработать антиген, они производят его слепок, чтобы провести атаку в будущем.

Иммунная система видит инсулин в качестве мишени

В аутоиммунных реакциях, однако, антиген идентифицирует не чужеродного захватчика, а здоровые клетки в собственных тканях организма. Результатом является мощная атака, которая может нанести серьезный урон. При диабете 1 типа это приводит к разрушению бета-клеток поджелудочной железы.

В своей исследовательской работе авторы объясняют, что ученые не до конца понимают антигены, которые «стимулируют активацию аутореактивных Т-клеток», несмотря на то, что исследователи изучили их «всесторонне».

В случае диабета 1 типа ученые считают, что иммунная система рассматривает инсулин как антиген.

Хамад говорит, что ученые в целом согласны с тем, что Т-клетки видят инсулин в качестве антигена, «когда гормон связан с участком на АРС, известным как HLA-DQ8».

«Однако, — добавляет он, — наши эксперименты показывают, что это слабое связывание и вряд ли оно вызовет сильную иммунную реакцию, приводящую к диабету 1 типа».

Он и его коллеги обнаружили, что обнаруженная ими клетка DE продуцирует уникальный белок под названием x-Id пептид. Посредством различных клеточных экспериментов они показали, что, когда пептид x-Id заменяет инсулин, связывание становится намного более сильным и вызывает иммунную реакцию, которая в 10000 раз сильнее.

Потенциал для скрининга и иммунотерапии

Используя компьютерное моделирование, исследователи из исследовательского центра IBM Thomas J. Watson смогли точно определить молекулярный механизм связывания пептида x-Id. Они также смогли предсказать, насколько сильным будет Т-клеточный ответ.

Команда также обнаружила, что люди с диабетом 1 типа чаще имеют в своей крови лимфоциты DE и пептид x-Id, чем люди без диабета.

«Это открытие, — утверждает Хамад, — в сочетании с нашим выводом о том, что пептид x-I ориентирует Т-клетки для направления атаки на инсулин-продуцирующие клетки, решительно поддерживает связь между клетками DE и диабетом 1 типа».

Он полагает, что, после дополнительных исследований, полученные результаты могут привести к разработке методов скрининга, позволяющих выявлять людей с более высоким риском развития диабета 1 типа.

Еще одна надежда состоит в том, что результаты могут привести к иммунотерапии, которая либо разрушает клетки DE, либо изменяет их так, что они не могут вызвать аутоиммунную реакцию.

Хамад говорит, возможно, что однажды они обнаружат, что DE-клетки вовлечены в другие аутоиммунные заболевания, такие как ревматоидный артрит и рассеянный склероз .

«Что уникально в гибриде, который мы обнаружили, так это то, что он может действовать как B-клетка и T-клетка. Это, вероятно, усиливает аутоиммунный ответ, потому что один лимфоцит одновременно выполняет функции, которые обычно требуют согласованных действий двух».

Абдель-Рахим А. Хамад