Wissenschaftler identifizieren einen Auslöser für Typ-1-Diabetes bei Mäusen
Eine Entdeckung bei Mäusen legt eine neue Möglichkeit nahe, die Inzidenz von Typ-1-Diabetes zu verringern.
Typ-1-Diabetes ist auf dem Vormarsch. Wissenschaftler sind sich nicht ganz sicher, warum dies so ist, aber die Zunahme neuer Fälle macht den Wettlauf um das Verständnis dieses lebensbedrohlichen Zustands dringender denn je.
Eine neue Studie erscheint im Journal Wissenschaftliche Immunologiedeutet darauf hin, dass ein Wechsel das körpereigene Immunsystem dazu veranlasst, sein Insulin zu zerstören, was zum Auftreten von Diabetes führt.
Wenn sich diese Entdeckung bei Mäusen auf den Menschen überträgt, könnte sie die Früherkennung und die Entwicklung vorbeugender Therapien für Typ-1-Diabetes ermöglichen.
Das Problem des Diabetes
Menschliche Zellen beziehen Energie aus Glukose, einem Zucker im Blutkreislauf. Insulin, ein Hormon, das von Betazellen in den Pankreasinseln von Langerhans produziert wird, ermöglicht es dem Körper, Glukose aufzunehmen.
Bei einem gesunden Menschen produzieren die Beta-Zellen genug Insulin, damit der Körper die verfügbare Glukose im Blutkreislauf aufnehmen kann. Ein Mangel an ausreichend Insulin kann jedoch tödlich sein.
Bei Typ-1-Diabetes greift das körpereigene Immunsystem die Beta-Zellen an und zerstört sie, die Insulin produzieren. Dies entzieht den Körperzellen die Energie, die Glukose sonst liefern würde.
In den Vereinigten Staaten sind etwa 1,25 Millionen Menschen mit Typ-1-Diabetes auf eine kontinuierliche Überwachung des Blutzuckers und Insulininjektionen angewiesen. Einige Menschen mit Typ-2-Diabetes benötigen ebenfalls eine Insulintherapie, da ihre Beta-Zellen die Insulinproduktion eingestellt haben.
Eine wegweisende Studie, die vor über 40 Jahren durchgeführt wurde, ergab einen Zusammenhang zwischen Typ-1-Diabetes und einer bestimmten Version von HLA (menschliches Leukozytenantigen). Diese Proteine leben auf der Oberfläche von Zellen und weisen das Immunsystem an, fremde Organismen und Substanzen anzugreifen.
Die spezifischen Formen von HLA, die eine stärkere Assoziation mit Typ-1-Diabetes aufweisen, bewirken eine Änderung der Darstellung von Insulinfragmenten gegenüber T-Zellen.
Wie dieser Prozess funktioniert und warum dies T-Zellen dazu veranlasst, Beta-Zellen zu zerstören, bleibt eine unbeantwortete Frage.
Ein feinkörniger Ansatz liefert Ergebnisse
Der neue Bericht, der von Wissenschaftlern von Scripps Research verfasst und von dem Professor für Immunologie und Mikrobiologie Luc Teyton, M.D., Ph.D., geleitet wurde, hat zumindest bei Mäusen einen wahrscheinlichen Mechanismus aufgedeckt.
In einer Reihe von Experimenten über 5 Jahre untersuchte das Team von Prof. Teyton Blutproben von nichtdiabetischen, übergewichtigen Mäusen, die als Kandidaten für die Krankheit gelten.
Die Wissenschaftler sequenzierten einzelne T-Zellen aus dem Blut der Probanden und analysierten dann die 4 Terabyte Daten, die ihre Sequenzierung erzeugt hatte.
„Durch den Einsatz von Einzelzellentechnologien zur Untersuchung der prädiabetischen Phase der Krankheit konnten wir bestimmte Anti-Insulin-T-Zellen mechanistisch mit der bei Typ-1-Diabetes beobachteten Autoimmunreaktion verknüpfen“, sagt Prof. Teyton.
Die Analyse der Wissenschaftler ergab einen Mechanismus, den sie als "P9-Schalter" bezeichneten. Dies ermöglichte es einer bestimmten Population von T-Zellen, die bevorzugt an die mit Typ-1-Diabetes assoziierten HLA-Typen binden können, Beta-Zellen anzugreifen.
Zellen, die diesen Mechanismus verwendeten, existierten jedoch nur für kurze Zeit, was eine Flut von Insulinzerstörung verursachte und dann ganz verschwand. Dies könnte erklären, warum andere Forscher bei Menschen mit Diabetes keine ähnlichen Ergebnisse gesehen haben - die Schaltzellen sind längst verschwunden, wenn Diabetes-Symptome auftreten.
Auf der Suche nach einem menschlichen P9-Schalter
Wenn diese Erkenntnisse auf den Menschen zutreffen, könnten sie einen ersten Schritt zur Prävention von Typ-1-Diabetes darstellen. "Der translatorische Aspekt dieser Studie ist für mich am aufregendsten", gibt Prof. Teyton zu.
Er hat die Genehmigung erhalten, zu untersuchen, ob seine Ergebnisse auf den Menschen zutreffen könnten.
Typ-1-Diabetes hat eine starke genetische Assoziation - für diejenigen, die einen unmittelbaren Verwandten mit der Krankheit haben, ist das Risiko, an Diabetes zu erkranken, 20-mal höher.
Prof. Teyton und sein Team planen, nach den verräterischen P9-Schalterzellen im Blut von 30 solchen Risikopersonen zu suchen, bei denen noch keine Krankheitssymptome aufgetreten sind.
Wenn die Forscher den Schalter finden und seine Rolle bei Typ-1-Diabetes beim Menschen bestätigen, könnte die Entdeckung Ärzten und Menschen eine neue Möglichkeit zur Früherkennung bieten. Es könnte auch ein Zeitfenster bieten, in dem Wissenschaftler neue Therapien entwickeln können, um die Entwicklung dieser lebensbedrohlichen Erkrankung zu verhindern.
