دیابت نوع ۱ از نظر سلول بتا

0

دیابت نوع ۱ از نظر سلول بتا

دیابت نوع ۱ از نظر سلول بتا ، دیابت نوع ۱ یک بیماری خود ایمنی است که وقتی سلولهای T در سیستم ایمنی بدن به سلولهای تولید کننده انسولین بدن ، به نام سلولهای بتا ، در لوزالمعده حمله می کنند ، رخ می دهد. دیابت نوع ۱ که معمولاً در کودکان و بزرگسالان تشخیص داده می شود ، حدود پنج درصد از کل موارد دیابت را تشکیل می دهد.

دانشکده ها : بیولوژی اساسی دیابت نوع ۱ به دلایل زیادی مشکل است. یک چیز ، تا زمانی که فرد شروع به نشان دادن علائم می کند ، سلول های T آنها در حال تخریب سلولهای بتا برای مدت طولانی – ماه ها یا حتی سالها است. همچنین ، عامل اصلی ابتلا به این بیماری اغلب نامشخص است. تعدادی از پروتئین های سلول بتا می توانند پاسخ ایمنی را تنظیم کنند .

در تحقیقی که ۲۲ سپتامبر در Cell Reports Medicine منتشر شد ، محققان در آزمایشگاه عضو موسسه Whitehead ، رودولف جائنیش ، یک سیستم آزمایشی جدید را برای مطالعه دقیق مکانیسم های دیابت نوع ۱ ، با تمرکز بر چگونگی پاسخ سلول های بتا یک فرد به حمله ، نشان دادند از سیستم ایمنی خودشان. با انجام این کار ، آنها ویژگی های بیماری را نشان می دهند که می تواند هدف درمان های آینده باشد.

“در اینجا س ourال ما این بود ، بگذارید بگوییم سلولهای T فعال می شوند ؛ از منظر سلولهای بتا چه اتفاقی می افتد؟ آیا می توانیم برخی از فرصتهای بالقوه مداخله را پیدا کنیم؟” گفت هایتینگ ما ، همکار فوق دکترا در آزمایشگاه جائنیش و اولین نویسنده مطالعه.

ما ، که با Jaenisch ، استاد زیست شناسی در MIT کار می کرد ، و Jacob Jeppesen ، رئیس زیست شناسی دیابت و متابولیسم Novo Nordisk ، برای دستیابی به این هدف از روش زیست شناسی مصنوعی استفاده کردند.

محققان با القای سلول های بنیادی پرتوان انسان برای تمایز یافتن به سلولهای بتا پانکراس عملکردی ، سیستمی را مهندسی کردند و با استفاده از تکنیک های CRISPR ، آنتی ژنی مدل به نام CD19 را به این سلول ها افزودند. آنها ثابت کردند که این سلولها با کاشت آنها در موشهای دیابتی به عنوان سلولهای بتا تولید کننده انسولین عمل می کنند. با دریافت سلول ها ، موش ها بهبود سطح گلوکز را تجربه کردند.

آنها سپس اجزای خودایمن بیماری را با استفاده از سلولهای ایمنی مهندسی شده به نام سلولهای CAR-T تکثیر کردند. سلولهای CAR-T سلولهای T ساخته شده برای حمله به نوع خاصی از سلولها هستند. به عنوان مثال ، آنها می توانند برای درمان انواع خاصی از سرطان به سلولهای تومور هدف قرار گیرند. برای مدل دیابت ، محققان سلول ها را طوری مهندسی کردند که گیرنده های آنتی ژن مدل CD19 را در خود داشته باشد.

 

هنگامی که محققان سلولهای بتا مصنوعی و سلولهای CAR-T را کشت کشتند ، دریافتند که این سیستم برای تقلید از نسخه ساده دیابت نوع ۱ به خوبی کار می کند: سلولهای CAR-T به سلولهای بتا حمله می کنند و باعث می شوند آنها به فرایند مرگ سلولی وارد شوند. محققان همچنین توانستند این استراتژی را در موش های انسان سازی شده پیاده سازی کنند.

محققان با استفاده از سیستم آزمایشی جدید خود توانستند برخی از فاکتورهای جالب در واکنش سلولهای بتا به شرایط دیابتی را شناسایی کنند. به یک دلیل ، آنها دریافتند که سلولهای بتا باعث ایجاد مکانیسم های محافظتی مانند پروتئین PDL1 می شوند. PDL1 پروتئینی است که در سلولهای غیر مضر بدن وجود دارد و در شرایط عادی از حمله سیستم ایمنی به آنها جلوگیری می کند.

تغییرات در سطح PDL1 در مطالعات قبلی با دیابت نوع ۱ ارتباط داشته است. حال ، ما فکر کرد که آیا با القای بیان بیشتر پروتئین مفید ، می توان سلولهای بتا را از حمله ایمنی نجات داد؟ وی گفت: “ما دریافتیم که می توانیم سلولهای بتا را با بیان بالاتر PDL1 به آنها کمک کنیم.” “وقتی ما این کار را می کنیم ، آنها می توانند در مدل بهتر عمل کنند.” ما گفت ، اگر در سلول های انسانی تأیید شود ، افزایش بیان PDL1 می تواند به عنوان یک روش درمانی بالقوه ارزیابی شود.

یافته دیگر مربوط به نحوه مرگ سلولها پس از حمله سلول T بود. Ma دریافت که ژنهایی که تحت حمله سلولهای بتا تنظیم می شدند ، نه با شکل معمول مرگ سلولی ، آپوپتوز ، بلکه با نوع التهابی و خشونت آمیز مرگ سلولی به نام پیروپتوز ارتباط دارند.

ما گفت: “نکته جالب در مورد پیروپتوز این است که باعث می شود سلول ها محتوای خود را آزاد کنند.” “این در تضاد با آپوپتوز است ، که مکانیسم اصلی پاسخ خود ایمنی در نظر گرفته می شود. ما فکر می کنیم که پیروپتوز می تواند در پیشبرد این واکنش خود ایمنی نقشی داشته باشد ، زیرا محتوای سلولهای بتا شامل آنتی ژن های بالقوه متعدد است. اگر اینها آزاد شوند ، آنها می توانند توسط سلولهای ارائه دهنده آنتی ژن انتخاب شوند و شروع به ایجاد این خود ایمنی کنند. “

روند پیروپتوز در زمینه خود ایمنی سلولهای بتا می تواند با استرس ER در سلولهای بتا مرتبط باشد ، یک نوع سلول بسیار ترشحی. در واقع ، یک ماده شیمیایی القا stress کننده استرس در ER باعث افزایش نشانگر بیماری پیروپتوز می شود.

اگر محققان بتوانند راهی برای مهار ایمنی فرآیند پیروپتوز در انسان پیدا کنند ، به طور بالقوه می تواند از شدت واکنش خود ایمنی که مشخصه اصلی دیابت نوع ۱ است ، بکاهد. پیروپتوز توسط پروتئینی به نام کاسپاز -۴ واسطه می شود که می تواند در آزمایشگاه مهار شود. ما گفت: “اگر این مورد در سلولهای بتا بیمار قابل تأیید باشد ، این می تواند نشان دهد که تعدیل کاسپازها نیز می تواند [یک مکانیسم درمانی] باشد.”

پیش از این ، Ma و Jaenisch قصد دارند با استفاده از سلولهای بنیادی پرتوان القایی بیماران دیابتی نوع ۱ ، مکانیسم های ایمنی زمینه ای برای ایجاد خود ایمنی در انسان را بررسی کنند. ما گفت: “این سلولها می توانند به سلولهای ایمنی مانند T ، B ، ماکروفاژ و سلولهای دندریتیک متمایز شوند ، و ما می توانیم نحوه تعامل آنها با سلولهای بتا را بررسی کنیم .”

آنها همچنین قصد دارند سیستم تجربی جدید خود را بهبود ببخشند. جائنیش گفت: “این سیستم پاسخ ایمنی مصنوعی بسیار قوی و قابل تحملی را ارائه می دهد که می توانیم از آن برای مطالعه دیابت نوع ۱ استفاده کنیم .” “در آینده می توان از آن برای مطالعه سایر بیماریهای خود ایمنی استفاده کرد .”

دانشمندان نحوه زنده ماندن برخی سلول های تولید کننده انسولین در دیابت نوع ۱ را مطالعه می کنند

 

یک تیم تحقیقاتی به رهبری ییل شناسایی کردند که سلولهای تولید کننده انسولین که به طور معمول در دیابت نوع ۱ تخریب می شوند ، می توانند برای زنده ماندن در برابر حمله ایمنی تغییر کنند. محققان گفتند ، این یافته ممکن است به استراتژی هایی برای بازیابی این سلول ها در بیماران دیابتی منجر شود.

این مطالعه در ۹ فوریه در Cell Metabolism منتشر شد .

در بیماران مبتلا به دیابت نوع ۱ ، یک بیماری خود ایمنی ، سیستم ایمنی سلولهای بتا را از بین می برد – سلولهایی که انسولین در پانکراس تولید می کنند. اما برخی از سلولهای بتا حتی سالها پس از شروع بیماری در بیماران دیابتی زنده می مانند .

تیمی از محققان در یل و موسسه Broad MIT و هاروارد تغییرات سلولهای بتا را که در هنگام حمله ایمنی ایجاد می شود و ممکن است منجر به ماندگاری آنها در هر دو مدل موش دیابتی نوع ۱ و سلولهای انسانی در فرهنگ شود ، بررسی کردند.

محققان زیر جمعیتی از سلولهای بتا را شناسایی کردند که در برابر حمله ایمنی مقاومت می کند. پروفسور ایمونوبیولوژی و نویسنده ارشد Kevan Herold ، MD گفت: “در طول پیشرفت دیابت ، در سلولهای بتا تغییراتی ایجاد می شود بنابراین شما در نهایت با دو جمعیت سلول بتا روبرو خواهید شد.” یک جمعیت توسط پاسخ ایمنی از بین می رود . به دست آوردن ویژگیهایی که باعث می شود کمتر در معرض قتل باشد. “

هرولد خاطرنشان کرد: این زیرجمعیت با استفاده از رویکرد “اردک و پوشش” زنده می ماند. سلول ها مولکول هایی را بیان می کنند که پاسخ ایمنی را مهار می کنند. آنها همچنین “بنیادی” ، یا توانایی سلول بنیادی مانند را برای بازگشت به مرحله اولیه رشد پیدا می کنند که در آن می توانند با وجود حمله ایمنی ادامه داشته و تکثیر شوند.

این کشف منجر به بررسی بیشتر استراتژی هایی خواهد شد که می توانند به نفع بیماران دیابتی باشند. وی افزود: س nextال بعدی این است که آیا می توانیم این سلول ها را بازیابی کنیم تا در افراد دیابتی نوع ۱ تولید انسولین وجود داشته باشد؟ گفت هرولد. او و همکارانش قصد دارند داروها را آزمایش کنند تا ببینند آیا آنها می توانند زیرمجموعه سلول بتا را اصلاح کرده و آن را به سلولهای تولید کننده انسولین تبدیل کنند .

 

بسته بندی پروتئین ممکن است باعث حملات ایمنی دیابت نوع ۱ شود.

 

دیابت نوع ۱ هنگامی رخ می دهد که سلول های ایمنی به لوزالمعده حمله می کنند. دانشمندان EPFL اکنون کشف کرده اند که چه چیزی ممکن است این حمله را تحریک کند ، جهت جدیدی را برای درمان باز می کند.

دیابت نوع ۱ نادرترین و تهاجمی ترین نوع دیابت است که معمولاً کودکان و نوجوانان را درگیر می کند. سلولهای ایمنی خود بیمار شروع به حمله به سلولهای پانکراس می کند که انسولین تولید می کنند و در نهایت تولید آن در بدن از بین می رود. سلولهای ایمنی پروتئینهای خاصی را در داخل سلولهای سازنده انسولین هدف قرار می دهند . با این حال ، مشخص نیست که این چگونه واقعاً اتفاق می افتد. دانشمندان EPFL اکنون کشف کرده اند که حمله ایمنی در دیابت نوع ۱ ممکن است در اثر آزاد شدن پروتئین ها از خود پانکراس و همچنین بسته بندی موجود در آنها ایجاد شود. دیابت .

دیابت بیماری است که در آن بدن مقدار ناکافی یا فاقد هورمون انسولین تولید می کند که سطح قند را در خون تنظیم می کند. انسولین توسط گروهی از سلولهای لوزالمعده به نام سلولهای بتا تولید می شود. در دیابت نوع ۱ ، سلولهای ایمنی بیمار به طور خاص به سلولهای بتا حمله می کنند و در نتیجه تولید انسولین را مختل می کنند. با این حال ، ما در واقع نمی دانیم که علت اصلی حمله سلول های ایمنی چیست.

سیگنال های خود تخریبی

دانشمندان از موسسه مهندسی زیستی EPFL به سرپرستی Steinunn Baekkeskov اکنون کشف کرده اند که سلولهای بتای پانکراس در واقع پروتئین هایی ترشح می کنند که هدف حمله ایمنی قرار می گیرند. اما فقط پروتئین ها نیستند که مشکل ایجاد می کنند. محققان دریافتند که بسته بندی آنها نیز می باشد.

این بسته بندی به شکل وزیکول های کوچکی به نام اگزوزوم وجود دارد که توسط انواع سلول ها ترشح می شود تا مولکول های مختلف با عملکردهای مختلف را توزیع کند. اما مطالعات قبلی نشان داده اند که اگزوزوم ها می توانند سیستم ایمنی بدن را نیز فعال کنند. با استفاده از این موضوع ، محققان EPFL به بررسی اگزوزوم سلولهای بتا پانکراس انسان و حیوان پرداختند.

نتایج نشان داد که سلولهای بتا لوزالمعده موش و انسانی سه پروتئین آزاد شده را که با دیابت نوع ۱ مرتبط هستند آزاد می کنند و در واقع توسط پزشکان برای تشخیص شروع آن در افراد استفاده می شود.

محققان همچنین ممکن است کشف کنند که چرا حمله ایمنی به لوزالمعده در وهله اول شروع می شود: هنگامی که سلولهای بتا انسولین ساز در معرض استرس قرار گرفتند ، آنها مقدار زیادی از اگزوزومها را آزاد کردند ، که آنها همچنین آنها را با پروتئین های فعال کننده سلولهای ایمنی “تزئین” می کنند. این پروتئین های التهابی قدرتمند ممکن است در القا of خود ایمنی در بیماری نقش داشته باشند.

امید این است که این امر منجر به مسیرهای جدیدی در جهت ایجاد درمانهای م moreثرتر شود که بر توسعه تقلیدهای اگزوزوم حاوی مولکولهای بازدارنده و نه تحریک سلولهای ایمنی متمرکز باشد. این مولکولهای مصنوعی توسط سلولهای ایمنی بیمار جذب شده و از حمله آنها به سلولهای بتا جلوگیری می کند .

 

کانکسین: محافظت از سلولهای تخریب شده در دیابت نوع ۱

 

دیابت نوع ۱ یک بیماری مادام العمر است که با سطوح بالای قند (گلوکز) در خون مشخص می شود. علت آن حمله سیستم ایمنی بدن بیمار و تخریب سلولهای پانکراس آنها است که هورمون انسولین تولید می کنند و سطح گلوکز خون را تنظیم می کند.

 

با کمال تعجب ، اطلاعات کمی در مورد مکانیسم های تنظیم حساسیت و مقاومت این سلول ها ، که به عنوان سلول های بتا شناخته می شوند ، در برابر حمله سیستم ایمنی بدن شناخته شده است.

با این حال ، تیمی از محققان به سرپرستی پائولا مدا ، در دانشگاه ژنو ، سوئیس ، اکنون تعیین کرده اند که پروتئین کانکسین ۳۶ از سلولهای بتا لوزالمعده موش در برابر مولکول های ایمنی محافظت می کند که در شروع دیابت نوع ۱ در پانکراس شایع هستند.

بنابراین مدا و همکارانش اظهار داشتند که ارتقا expression بیان و / یا عملکرد کانکسین ۳۶ ممکن است راهی برای محافظت از سلولهای بتا در برابر حمله سیستم ایمنی بدن و در نتیجه تولید انسولین در افراد مبتلا به دیابت نوع ۱ ایجاد کند.

 

 

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.