Kan denne uvanlige immuncellen være årsaken til type 1-diabetes?
Nyere forskning har avdekket en uvanlig type hvite blodlegemer som kan være hoveddriveren for autoimmunitet ved type 1-diabetes.
Mange eksperter mener at type 1-diabetes er en type tilstand som oppstår når immunforsvaret angriper kroppens eget vev.
Imidlertid, selv om bevis fra flere studier sterkt antyder at type 1-diabetes har autoimmun opprinnelse, har de underliggende biologiske mekanismene ikke vært klare.
Den nye studien er arbeidet med forskere ved Johns Hopkins University School of Medicine i Baltimore, MD, og samarbeidspartnere fra andre institusjoner, inkludert IBM Thomas J. Watson Research Center i Yorktown Heights, NY.
I en Celle papir beskriver forfatterne hvordan de fant en "uventet" hybrid av B- og T-immunceller som ser ut til å være "involvert i mediering av autoimmunitet."
De diskuterer hvordan oppdagelsen bryter "paradigmet" om at celler i det adaptive immunforsvaret bare kan være T- eller B-celler.
Funnet utfordrer også tvil om at noen forskere har kastet ideen om at en "rogue hybrid" eller "X-celle" driver den autoimmune responsen bak type 1-diabetes.
"Cellen vi har identifisert," sier studieforfatter Abdel-Rahim A. Hamad, lektor i patologi ved Johns Hopkins University School of Medicine, "er en hybrid mellom de to primære arbeidshestene i det adaptive immunforsvaret, B lymfocytter og T-lymfocytter. ”
Han forklarer at de ikke bare fant den såkalte X-cellen, men at de også fant "sterke bevis for at det var en viktig driver for den autoimmune responsen som antas å forårsake type 1-diabetes."
Han advarer imidlertid om at funnene ikke er nok til å bevise at hybridcellen direkte forårsaker type 1-diabetes. Videre studier bør nå forfølge dette målet.
Type 1 diabetes og autoimmunitet
Diabetes oppstår når det er for mye sukker eller glukose i blodet til en person. Hos mennesker med type 1-diabetes utvikler dette seg når bukspyttkjertelen ikke lager nok insulin, som er hormonet som hjelper celler til å absorbere og bruke glukose til energi.
Å ha for mye sukker i blodet er farlig og forårsaker organskader på lang sikt. Personer med type 1-diabetes må ta insulin hver dag.
Ifølge Centers for Disease Control and Prevention (CDC) har rundt 5% av de 30,3 millionene med diabetes i USA type 1.
Leger pleide å kalle type 1-diabetes "juvenil diabetes" fordi, selv om den kan utvikle seg i alle aldre, oppstår den oftere i barndommen.
Eksperter mener at type 1-diabetes er en autoimmun tilstand der immunsystemet angriper og ødelegger de insulinproduserende betacellene i bukspyttkjertelen. Imidlertid er de ikke klare om celleprosessene som er involvert.
Den autoimmune responsen er avhengig av to typer hvite blodlegemer: B-lymfocytter og T-lymfocytter. Sammen identifiserer og angriper de to cellene enheter som utgjør en trussel, for eksempel invaderende bakterier, virus og andre stoffer.
Hver celle har sin egen type cellereseptor, som er en type protein som bare tillater spesifikke signaler inn i cellen når den samsvarer med en unik bindingspartner. Dermed har B-celler B-celle reseptorer (BCR) og T-celler har T-celle reseptorer (TCR).
Hybrid har både T- og B-cellereseptorer
Hybridcellen som Hamad og hans kolleger fant er en sjelden "dual expressor (DE)" -celle som uttrykker fungerende BCR og TCR.
Immunresponsen begynner vanligvis når en overvåkingscelle kalt en antigenpresenterende celle (APC) oppdager en inntrenger og fanger signaturen.
APC reiser deretter til et reservoar, for eksempel en lymfeknute, som huser umodne B- og T-celler og gir dem signaturen eller antigenet til inntrengeren.
Umodne T-celler med TCR som samsvarer med antigenet, reagerer på APC-innkallingen ved å konvertere til enten mordere eller hjelper-T-celler. Killer T-celler reagerer ved å angripe inntrengeren direkte.
Hjelper-T-celler reagerer imidlertid ved å utløse umodne B-celler. Hvis B-cellene har det tilsvarende antigenet, lager de antistoffer som angriper og ødelegger inntrengeren. Hvis de ikke gjør det, gir de et avtrykk av antigenet slik at de kan angripe i fremtiden.
Immunsystemet ser insulin som målet
I autoimmune responser identifiserer antigenet imidlertid ikke en fremmed inntrenger, men sunne celler i kroppens eget vev. Resultatet er et kraftig angrep som kan forårsake alvorlig skade. Ved type 1 diabetes resulterer dette i ødeleggelse av betaceller i bukspyttkjertelen.
I studieoppgaven forklarer forfatterne at forskere ikke fullt ut forstår antigenene som "driver aktivering av autoreaktive T-celler", til tross for at forskere har undersøkt dem "grundig".
Når det gjelder type 1-diabetes, mener forskere at immunforsvaret ser insulin som antigenet.
Hamad sier at forskere generelt er enige i at T-celler ser insulin som antigenet "når hormonet er bundet til et sted på APC kjent som HLA-DQ8."
"Imidlertid," legger han til, "eksperimentene våre indikerer at det er en svak binding og ikke sannsynlig vil utløse den sterke immunreaksjonen som fører til type 1-diabetes."
Han og kollegene hans fant at DE-cellen de oppdaget produserer et unikt protein kalt x-Id peptid. Ved hjelp av forskjellige celleeksperimenter viste de at når x-Id peptid tar insulinets plass, er bindingen mye strammere og gir opphav til en immunreaksjon som er 10 000 sterkere.
Potensial for screening og immunterapi
Ved hjelp av datasimuleringer klarte forskerne ved IBM Thomas J. Watson Research Center å fastslå den molekylære mekanismen til x-Id peptidbindingen. De var også i stand til å forutsi hvor sterk T-celleresponsen ville være.
Teamet fant også at personer med type 1-diabetes har større sannsynlighet for å ha DE-lymfocytter og x-Id peptid i blodet enn personer uten diabetes.
"Dette funnet," argumenterer Hamad, "kombinert med vår konklusjon om at x-Id-peptidet primerer T-celler for å lede angrepet på insulinproduserende celler, støtter sterkt en sammenheng mellom DE-celler og type 1-diabetes."
Han antyder at, med mer forskning, kan funnene føre til utvikling av screeningmetoder som kan identifisere personer med høyere risiko for type 1-diabetes.
En annen mulighet er at funnene kan føre til immunterapier som enten ødelegger DE-celler eller endrer dem slik at de ikke kan utløse en autoimmun reaksjon.
Hamad sier at det til og med er mulig at de en dag vil oppdage at DE-celler er involvert i andre autoimmune sykdommer som revmatoid artritt og multippel sklerose.
“Det som er unikt med enheten vi fant, er at den kan fungere som både en B-celle og en T-celle. Dette fremhever sannsynligvis den autoimmune responsen fordi en lymfocytt samtidig utfører funksjonene som normalt krever samordnede handlinger av to. "
Abdel-Rahim A. Hamad
