Neu entdeckte Immunzellen verbunden mit Typ-1-diabetes

Neu entdeckte Immunzellen verbunden mit Typ-1-diabetes

In einer Entdeckung, die vielleicht verglichen, um zu finden, die der Medizin version des Loch-Ness-monster, ein Forscherteam von der Johns Hopkins Medicine, IBM Research und die vier beteiligten Institutionen ist das erste Dokument das die Existenz lange angezweifelt „X-cell“, ein „rogue-hybrid“ Immunsystem Zelle, spielt eine Schlüsselrolle in der Entwicklung des Typ-1-diabetes.

Die Forscher berichten über die ungewöhnliche Lymphozyten (eine Art weißer Blutkörperchen)—formal bekannt als ein dual-expressor, oder DE, Zelle—in einem neuen Papier veröffentlicht in der Zeitschrift Cell.

„Die Zelle, die wir identifiziert haben, ist eine hybride zwischen den beiden primären Arbeitspferde des adaptiven Immunsystems, B-Lymphozyten und T-Lymphozyten“, sagt Abdel-Rahim A. Hamad, M. V. Sc., Ph. D., außerordentlicher professor der Pathologie an der Johns Hopkins University School of Medicine und einer der Autoren des Papiers. „Unsere Ergebnisse zeigen nicht nur, dass die X-Zelle vorhanden ist, sondern, dass es starke Beweise für es seiend ein wesentlicher Treiber für die autoimmune Reaktion geglaubt, um die Ursache der Typ-1-diabetes.“

Typ-1-diabetes, früher bekannt als juvenile diabetes oder insulin-abhängiger diabetes, ist eine chronische Erkrankung, bei der Zerstörung der beta-Zellen in der Bauchspeicheldrüse, die insulin produzieren, das Hormon, das regelt, dass eine person, die Blut-Zucker-Ebene. Diagnostiziert wird meist in der kindheit, sondern in jedem Alter, die Krankheit, die Konten für die zwischen 5% und 10 % aller diabetes-Fälle in den Vereinigten Staaten oder etwa 1,3 Millionen Menschen. Obwohl die meisten Experten glauben, dass es sich um eine Autoimmunerkrankung, wo das Immunsystem Fehler normale, gesunde beta-Zellen als Gefahren und beseitigt Sie—dem zugrunde liegenden Mechanismus auf zellulärer Ebene bisher nur schwer zu definieren.

Hamad und seine Kollegen glauben, Sie können der erste sein, dies zu tun. Jedoch warnen Sie, dass die weitere Analyse ist erforderlich, um direkt-link der X-Zelle, die Entwicklung von Typ-1-diabetes.

„Was ist das Besondere an der Person, die wir fanden, ist, dass es als sowohl ein B-Zelle und T-Zelle,“ Hamad sagt. „Dies ist wahrscheinlich akzentuiert die Autoimmun-Reaktion, weil man Lymphozyten ist gleichzeitig der Durchführung der Funktionen, die in der Regel erfordern die konzertierten Aktionen von beiden.“

B-und T-Lymphozyten, die jeder besitzen deutlich unterschiedliche Zell-Rezeptoren der B-Zell-rezeptor-oder BCR-und T-Zell-rezeptor-oder TCR -, bzw.—, die zusammenarbeiten, zu identifizieren und Ziel-Antigene; die Bakterien, Viren und andere fremde Eindringlinge, die eine Immunantwort auslösen. Normalerweise ist diese Verteidigung beginnt, wenn die trespasser ist eingehüllt von einem weißen Blutkörperchen namens einer antigen-Präsentierenden Zelle, oder APC. Der name ergibt sich aus der Tatsache, dass ein Antigen-protein aus der aufgenommenen Eindringling „vorgestellt“ auf der Oberfläche der APC.

Nach diesem Auftritt, der APC reist, um einen Teil des Körpers, wie Lymphknoten, wo unreife B-und T-Zellen befinden. Eine T-Zelle mit einem TCR, dessen Form entspricht das präsentierte antigen—ähnlich den Einbau eines Schlüssel ins Schloss—Riegel können, die Auslösung seiner Reifung entweder ein Helfer oder killer-T-Zellen.

T-Helferzellen aktivieren Sie anschließend den unreifen B-Zellen, deren BCRs auch an die Form der präsentierten antigen auf Reifen Sie entweder in Plasmazellen, die Antikörper produzieren, entfernen Sie den Fremdkörper aus Körper-oder memory-Zellen „erinnern“, die antigen-Biochemie für eine schnellere Reaktion auf künftige Invasionen.

Killer, oder zytotoxische T-Zellen, auf der anderen Seite, direkt greifen die Eindringlinge an, die Sie schon grundiert als Folge der unreifen T-Zelle, die den ersten Kontakt mit dem antigen.

Jedoch, wenn dieser Prozess geht drunter und drüber mit den B-Zellen und T-Zellen suchen und angreifen normalen Zellen der Fall von falscher Identität bekannt als eine Autoimmun-Reaktion—die Ergebnisse können verheerend sein.

Für Typ-1-diabetes, haben Forscher lange geglaubt, dass das Immunsystem irgendwie Durcheinander kommt und sieht, insulin als Ziel. Daher die fehlgeleiteten zellulären Abwehr Kräfte, die einen Krieg gegen die beta-Zellen in der Bauchspeicheldrüse produzieren das Hormon, drastisch senken die Menge zur Verfügung und führt zu hohen Blutzuckerwerte Merkmal von diabetes.

Was ist nicht gut verstanden ist der Mechanismus, der treibt den Angriff gegen die beta-Zellen. Die DE-Zelle identifiziert, die von Hamad und seiner Kollegen—und ein einzigartiges protein, das es produziert—erscheinen werden die wichtigsten Agenten für die zumindest ein möglicher Weg.

„Es ist gut möglich, dass insulin als antigen der T-Zellen und dass diese tritt auf, wenn das Hormon gebunden ist, um eine Website, auf der APC-bekannt als HLA-DQ8,“ Hamad erklärt. „Aber unsere Experimente zeigen, dass es eine schwache Bindung und wahrscheinlich nicht zum auslösen der starke immun-Reaktion, führt zu Typ-1-diabetes.“

Stattdessen werden die Erkenntnisse aus der neuen Studie zeigen, dass bei einem zweiten protein—one kodiert durch die BCR präsentieren auf der DE-Zelle ersetzt wird insulin bindet es so fest, dass es zugleich eine T-Zellantwort zu 10.000-mal stärker.

Computer-Simulationen, durchgeführt von Ruhong Zhou, Ph. D., und sein team am IBM Thomas J. Watson Research Center verwendet wurden, offenbaren die zugrunde liegende molekulare Mechanismus für die ungewöhnliche Bindung der DE-Zelle protein, bekannt als die x-Id-Peptid, und vorherzusagen, die Stärke des T-Zell-Antwort. Weitere Simulationen bestätigten die x-Id-Peptid-power, die zeigen, dass es auch angezeigt, eine Zehnfache Zunahme der T-Zell-Aktivität über eine Labor-engineered „superagonist“ insulin imitieren, wurde gentechnisch verändert, um eine Antigen-Molekül (und selbst 1000 mal mehr immun stimulierende als normal insulin).

Verschiedene Methoden wurden verwendet, um zu überprüfen, ob die DE-Zelle und definieren Sie seine Merkmale, einschließlich der änderung DE Zellen mit einem virus zu geben Anlass zu einer großen Anzahl von DE-Zell-Klone (genetisch exakte Duplikate). Die Forscher fanden heraus, dass jeder Klon besaß sowohl die BCR und TCRs, was beweist, dass die Lymphozyten war wirklich ein hybrid aus B-und T-Zellen.

Die vielleicht faszinierendste Teil der „X-cell story“ ist, dass die Forscher fanden heraus, DE-Lymphozyten und die x-Id-Peptid häufiger im Blut von Typ-1-diabetes-Patienten als bei gesunden, diabetischen Probanden. „Diese Erkenntnis, kombiniert mit unserer Schlussfolgerung, dass die x-Id-Peptid-Primzahlen-T-Zellen zum direkten Angriff auf die insulin-produzierenden Zellen, unterstützt nachdrücklich eine Verbindung zwischen DE Zellen und Typ-1-diabetes.“

Als Nächstes Hamad sagt, sein team zu studieren, die wahrscheinliche Verbindung, in größerer Tiefe zu bestätigen und Ausführlicher definieren. Er sagt, dass dieses wissen könnte dazu führen, die Entwicklung von Methoden zur screen-Personen mit einem erhöhten Risiko für die Entwicklung von Typ-1-diabetes.

„Es ist auch möglich, dass die Studie könnte die Grundlage für die Entwicklung von Immuntherapien, die target-DE Zellen für die Eliminierung oder genetisch verändern sich die Lymphozyten so, dass Sie nicht eine Immunantwort stimulieren“, sagt Thomas Donner, M. D., Direktor des Johns Hopkins Diabetes Center und ein co-Autor der Studie.

Schon bemerkenswert, Hamad sagt, für einen „biologischen Nessie“, dass die meisten Experten gesagt, ihn gar nicht gibt.