Kan denna ovanliga immuncell vara orsaken till typ 1-diabetes?
Ny forskning har upptäckt en ovanlig typ av vita blodkroppar som kan vara den främsta drivkraften för autoimmunitet vid typ 1-diabetes.
Många experter tror att typ 1-diabetes är en typ av tillstånd som uppstår när immunsystemet attackerar kroppens egen vävnad.
Även om bevis från flera studier starkt antyder att typ 1-diabetes har autoimmunt ursprung har de underliggande biologiska mekanismerna inte varit tydliga.
Den nya studien är forskarnas arbete vid Johns Hopkins University School of Medicine i Baltimore, MD, och medarbetare från andra institutioner, inklusive IBM Thomas J. Watson Research Center i Yorktown Heights, NY.
I en Cell papper, författarna beskriver hur de hittade en "oväntad" hybrid av B- och T-immunceller som verkar "vara involverad i förmedling av autoimmunitet."
De diskuterar hur upptäckten bryter "paradigmet" att celler i det adaptiva immunsystemet endast kan vara T- eller B-celler.
Resultatet utmanar också tvivel om att vissa forskare har kastat på idén att en "skurkhybrid" eller "X-cell" driver det autoimmuna svaret bakom typ 1-diabetes.
"Cellen vi har identifierat", säger studieförfattare Abdel-Rahim A. Hamad, docent i patologi vid Johns Hopkins University School of Medicine, "är en hybrid mellan de två primära arbetshästarna i det adaptiva immunsystemet, B lymfocyter och T-lymfocyter. ”
Han förklarar att de inte bara hittade den så kallade X-cellen utan att de också fann "starka bevis för att det var en viktig drivkraft för det autoimmuna svaret som tros orsaka typ 1-diabetes."
Han varnar dock för att deras resultat inte är tillräckliga för att bevisa att hybridcellen direkt orsakar typ 1-diabetes. Ytterligare studier bör nu eftersträva detta mål.
Typ 1-diabetes och autoimmunitet
Diabetes uppstår när det finns för mycket socker eller glukos i en persons blod. Hos personer med typ 1-diabetes utvecklas detta när bukspottkörteln inte gör tillräckligt med insulin, vilket är det hormon som hjälper celler att absorbera och använda glukos för energi.
Att ha för mycket socker i blodet är farligt och orsakar långvariga organskador. Personer med typ 1-diabetes måste ta insulin varje dag.
Enligt Centers for Disease Control and Prevention (CDC) har cirka 5% av de 30,3 miljoner människor med diabetes i USA typ 1.
Läkare kallade tidigare typ 1-diabetes för ”ungdomsdiabetes” eftersom den, trots att den kan utvecklas i alla åldrar, oftare uppstår under barndomen.
Experter tror att typ 1-diabetes är ett autoimmunt tillstånd där immunsystemet attackerar och förstör de insulinproducerande betacellerna i bukspottkörteln. De är emellertid inte tydliga om de involverade cellprocesserna.
Det autoimmuna svaret är beroende av två typer av vita blodkroppar: B-lymfocyter och T-lymfocyter. Tillsammans identifierar och attackerar de två cellerna enheter som utgör ett hot, såsom invaderande bakterier, virus och andra medel.
Varje cell har sin egen typ av cellreceptor, vilket är en typ av protein som endast tillåter specifika signaler in i cellen när den matchar med en unik bindningspartner. Således har B-celler B-cellreceptorer (BCR) och T-celler har T-cellreceptorer (TCR).
Hybrid har både T- och B-cellreceptorer
Hybridcellen som Hamad och hans kollegor hittade är en sällsynt ”dual expressor (DE)” -cell som uttrycker fungerande BCR och TCR.
Immunsvaret börjar vanligtvis när en övervakningscell som kallas en antigenpresenterande cell (APC) upptäcker en inkräktare och fångar sin signatur.
APC reser sedan till en reservoar, såsom en lymfkörtel, som rymmer omogna B- och T-celler och ger dem inkräktarens signatur eller antigen.
Omogna T-celler med TCR som matchar antigenet svarar på APC-kallelsen genom att konvertera till antingen mördare eller hjälpar T-celler. Killer T-celler reagerar genom att attackera inkräktaren direkt.
Hjälpar-T-celler svarar emellertid genom att utlösa omogna B-celler. Om B-cellerna har matchande antigen, skapar de antikroppar som attackerar och förstör inkräktaren. Om de inte gör det gör de ett avtryck av antigenet så att de kan göra en attack i framtiden.
Immunsystemet ser insulin som målet
I autoimmuna svar identifierar antigenet emellertid inte en främmande inkräktare utan friska celler i kroppens egna vävnader. Resultatet är en kraftfull attack som kan orsaka allvarliga skador. Vid typ 1-diabetes resulterar detta i förstörelse av betaceller i bukspottkörteln.
I sitt studiearbete förklarar författarna att forskare inte förstår antigenerna som "driver aktivering av autoreaktiva T-celler", trots att forskare har undersökt dem "omfattande".
När det gäller typ 1-diabetes tror forskare att immunsystemet ser insulin som antigenet.
Hamad säger att forskare i allmänhet är överens om att T-celler ser insulin som antigenet "när hormonet är bundet till en plats på APC som kallas HLA-DQ8."
"Emellertid" tillägger han, "våra experiment indikerar att det är en svag bindning och sannolikt inte kommer att utlösa den starka immunreaktionen som leder till typ 1-diabetes."
Han och hans kollegor fann att DE-cellen som de upptäckte producerar ett unikt protein som kallas x-Id-peptid. Med hjälp av olika cellexperiment visade de att när x-Id-peptid tar platsen för insulin är bindningen mycket stramare och ger upphov till en immunreaktion som är 10 000 starkare.
Potential för screening och immunterapi
Med hjälp av datasimuleringar kunde forskarna vid IBM Thomas J. Watson Research Center fastställa den molekylära mekanismen för x-Id-peptidbindningen. De kunde också förutsäga hur starkt T-cellsvaret skulle vara.
Teamet fann också att personer med typ 1-diabetes är mer benägna att ha DE-lymfocyter och x-Id-peptid i blodet än personer utan diabetes.
"Detta resultat," argumenterar Hamad, "i kombination med vår slutsats att x-Id-peptiden primerar T-celler för att rikta attacken mot insulinproducerande celler, stöder starkt en koppling mellan DE-celler och typ 1-diabetes."
Han föreslår att resultaten med mer forskning kan leda till utveckling av screeningmetoder som kan identifiera personer med högre risk för typ 1-diabetes.
En annan möjlighet är att resultaten kan leda till immunterapier som antingen förstör DE-celler eller förändrar dem så att de inte kan utlösa en autoimmun reaktion.
Hamad säger att det till och med är möjligt att de en dag kommer att upptäcka att DE-celler är involverade i andra autoimmuna sjukdomar som reumatoid artrit och multipel skleros.
”Det som är unikt med enheten vi hittade är att den kan fungera som både en B-cell och en T-cell. Detta accentuerar förmodligen det autoimmuna svaret eftersom en lymfocyt samtidigt utför de funktioner som normalt kräver två samordnade åtgärder. ”
Abdel-Rahim A. Hamad
