Gesundheit

Entdeckung ebnet den Weg für eine frühere Erkennung des Typ-1-Erkrankung

Typ-1-diabetes, einer Autoimmunerkrankung, die in der Regel tritt vor dem Alter von 20, wischt sich die Fähigkeit des Körpers, insulin zu produzieren — ein Hormon, das wichtig für das Leben. Die Diagnose kommt oft, nachdem Symptome auftreten, an welcher Stelle die Krankheit hat Besitz ergriffen. Aber wenn es eine Möglichkeit zu testen an-Risiko-Patienten für eine sehr frühe Zeichen der Krankheit, kann es möglich sein, zu verzögern Ihrem Ausbruch.

In der neuen Forschung veröffentlicht in der Wissenschaft der Immunologie, Wissenschaftler am Scripps Research haben entdeckt, was möglicherweise die früheste mögliche biologische marker der Typ-1-diabetes, früher bekannt als der juvenile diabetes. Wenn Ihre Maus Studie repliziert werden kann in Menschen, die Sie jetzt versuchen zu tun, der Zeitpunkt der therapeutischen intervention möglicherweise drastisch verbessert, für Patienten, die auf Kurs ist, um die Krankheit zu entwickeln.

„Der translatorische Aspekt dieser Studie ist, was die meisten aufregend für mich“, sagt Luc Teyton, MD, PhD, professor für Immunologie und Mikrobiologie an Scripps-Forschung, wer führte die Forschung. „Durch die Verwendung von single-cell-Technologien zu studieren, die prediabetic phase der Krankheit, wir konnten mechanistisch-link-spezifischen anti-insulin-T-Zellen die autoimmune Reaktion gesehen, bei Typ-1-diabetes. Und das gibt uns die Bestätigung, die wir brauchten, um in Studien am Menschen.“

Rund 1,25 Millionen amerikanische Kinder und Erwachsene Typ-1-diabetes, und die Inzidenz ist Steigend, aus Gründen, nicht vollständig verstanden. Für diejenigen, die mit der Krankheit, die das Immunsystem angreift beta-Zellen der Bauchspeicheldrüse, die allein verantwortlich sind für die Produktion von insulin. Ohne insulin, der Körper ist nicht in der Lage, sich zu bewegen Zucker aus der Blutbahn und in die Zellen, wo die Glukose ist notwendig für die Energiegewinnung. Weil dieses, die Menschen mit Typ-1-diabetes müssen eng überwachen Sie Ihre Blutzuckerwerte und insulin Spritzen täglich, um zu überleben.

Die wissenschaftliche Gemeinschaft hat für eine lange Zeit bekannt-seit ein Meilenstein in der genetischen Studie von Typ-1-diabetes vor mehr als 25 Jahren -, dass bei Menschen mit Typ-1-diabetes, eine eindeutige genetische Signatur ist immer anwesend sind, darunter eine bestimmte Klasse von immun-regulierende Moleküle, bekannt als HLAs (die Abkürzung für human leukocyte Antigene). HLA-Proteine sitzen auf der Oberfläche von Zellen, sagen, das Immunsystem, ob zum Angriff. Während diese Signalisierung ist in der Regel hilfreich bei der Zerstörung von gefährlichen Zellen, kann es lebensbedrohlich, wenn das Molekül sendet die falschen Botschaften.

Im Falle von Typ-1-diabetes, die mutierten HLA-protein bindet an Fragmente von insulin aus beta-Zellen, woraufhin der Zerstörung durch das Immunsystem.

Während die Verbindung zwischen der HLA-genetischen mutation und Typ-1-diabetes ist gut etabliert, die wissenschaftliche Gemeinschaft konnte nie erkennen, die mode, durch die das Immunsystem die T-Zellen werden gezeichnet, um diese problematische Molekül.

Das ist es, was Teyton s-team zu beantworten, die durch Experimente in fünf Jahren. Ihre Arbeit umfasste die Auswertung von Blutproben von nicht-adipösen diabetischen Mäusen während der sehr frühen phase der Erkrankung, mit cutting-edge-structural and computational biology Techniken zu verstehen, wie die Zellen bringen über die Krankheit.

Die single-cell-Analyse führten Sie noch nie zuvor getan hatte, für diese Typen von Zellen, Lupe neue Informationen, Teyton, sagt. Arbeiten im Konzert mit Scripps Research Abteilung der Integrativen Strukturellen und computerbiologie, das team sequenzierten die DNA der einzelnen T-Zellen für eine extrem hohe Auflösung, Ansicht von Zell-Funktion und die genetische variation. In allen die Studie produziert mehr als 4 Terabyte an Daten.

Unter Ihren wichtigsten Ergebnisse war, einen strukturellen Mechanismus, der Sie als „P9-switch“ ermöglicht, dass CD4 T-Zellen zu erkennen, die mutierten HLA-protein und beta-Zellen angreifen. Sie entdeckten auch, dass die gefährlichen anti-insulin-T-Zellen immer befinden sich in Inseln, die kleinen, die Gewebe-Strukturen in der Bauchspeicheldrüse, wo die beta-Zellen befinden. Bisher war es nicht bekannt, wo der anti-insulin-T-Zellen entstanden ist, und einige vermutete, dass Sie hergestellt werden können, in den pankreatischen Lymphknoten.

Bemerkenswert ist, dass die P9 wechseln Sie fuhren einen frühen Ausbruch von anti-insulin-Reaktion bei Mäusen, die dann schnell verschwunden. Wenn dieses Phänomen überträgt sich auf die Menschen, Zellen des Immunsystems, ausgestattet mit der P9-Schalter wäre nachweisbar nur in diejenigen, die in frühen Stadien der Entwicklung der Krankheit. So ein Blut-test, zeigt die Gegenwart dieser Zellen könnte die frühest-möglichen Anzeichen der Krankheit und ermöglichen intervention.

Bewaffnet mit dieser Forschung, Teyton hat die Zulassung erhalten, um vorwärts zu bewegen mit einer Studie beim Menschen. Sein team sammelt Blutproben von bis zu 30 at-risk-Personen pro Jahr und analysieren der Proben für die Vorboten der Krankheit. Typ-1-diabetes hat eine starke genetische Verknüpfung; diejenigen, die eine sofortige relativen mit der Krankheit sind bis zu 20 mal häufiger als die Allgemeine Bevölkerung, um es sich selbst, so dass dies eine wohldefinierte Gruppe zu überwachen für Biomarker, Teyton, sagt.

Eine frühzeitige Diagnose während der fünf Jahre der präklinischen Entwicklung und die Fähigkeit zu beobachten, beta-Zell-Zerstörung in Echtzeit ermöglichen wird eine Reihe von neuen therapeutischen Interventionen zur Prävention von Typ-1-diabetes und insulin-Abhängigkeit, Teyton, sagt.

Die Autoren der Studie, „Position B57 I-A steuert den frühen anti-insulin-Reaktionen bei NOD-Mäusen, verknüpfen von MHC-Anfälligkeit Allel für Typ-1-diabetes einsetzen,“ include Louis Gioia, Marie Holt, Anne Costanzo, Siddhartha Sharma, Brian Abe, Lisa Kain, Maki Nakayama, Xiaoxiao Wan, Andrew Su, Clayton Mathews, Yi-Guang Chen, Emil Unanue und Luc Teyton.

Diese Arbeit wurde unterstützt von den National Institutes of Health Clinical and Translational Science Award ausgestellt Scripps Translational Science Institute UL1TR002550, TL1TR002551 S. S. und L. G. und KL2TR001112 B. A., und der National Institute of Health RO1DK058177 E. U., R01DK099317 M. N., RO1DK097605 und DK107541 zu Y. C., und 1R01DK117138 L. T. B. A wurde eine in der Scripps-Klinik & Green Hospital Innere Medizin Residency ABIM Forschung Weg im Verlauf der Studie.