Questa insolita cellula immunitaria potrebbe essere la causa del diabete di tipo 1?
Ricerche recenti hanno scoperto un tipo insolito di globuli bianchi che potrebbe essere il principale motore dell'autoimmunità nel diabete di tipo 1.
Molti esperti ritengono che il diabete di tipo 1 sia un tipo di condizione che si verifica quando il sistema immunitario attacca i tessuti del corpo.
Tuttavia, sebbene le prove di numerosi studi suggeriscano fortemente che il diabete di tipo 1 abbia origini autoimmuni, i meccanismi biologici sottostanti non sono stati chiari.
Il nuovo studio è opera di scienziati della Johns Hopkins University School of Medicine di Baltimora, MD, e di collaboratori di altre istituzioni, tra cui l'IBM Thomas J. Watson Research Center di Yorktown Heights, NY.
In un Cellula paper, gli autori descrivono come hanno trovato un ibrido "inaspettato" di cellule immunitarie B e T che sembra "essere coinvolto nella mediazione dell'autoimmunità".
Discutono di come la scoperta rompe il "paradigma" secondo cui le cellule del sistema immunitario adattativo possono essere solo cellule T o B.
La scoperta sfida anche i dubbi che alcuni scienziati hanno espresso sull'idea che un "ibrido canaglia" o "cellula X" guida la risposta autoimmune dietro il diabete di tipo 1.
"La cellula che abbiamo identificato", afferma il coautore dello studio Abdel-Rahim A. Hamad, professore associato di patologia presso la Johns Hopkins University School of Medicine, "è un ibrido tra i due cavalli di battaglia primari del sistema immunitario adattivo, B linfociti e linfociti T. "
Spiega che non solo hanno trovato la cosiddetta cellula X, ma che hanno anche trovato "una forte evidenza del fatto che è un importante motore della risposta autoimmune che si ritiene causi il diabete di tipo 1".
Tuttavia, avverte che i loro risultati non sono sufficienti per dimostrare che la cellula ibrida causa direttamente il diabete di tipo 1. Ulteriori studi dovrebbero ora perseguire questo obiettivo.
Diabete di tipo 1 e autoimmunità
Il diabete si verifica quando c'è troppo zucchero, o glucosio, nel sangue di una persona. Nelle persone con diabete di tipo 1, questo si sviluppa quando il pancreas non produce abbastanza insulina, che è l'ormone che aiuta le cellule ad assorbire e utilizzare il glucosio per produrre energia.
Avere troppo zucchero nel sangue è pericoloso e causa danni a lungo termine agli organi. Le persone con diabete di tipo 1 devono assumere insulina ogni giorno.
Secondo i Centers for Disease Control and Prevention (CDC), circa il 5% dei 30,3 milioni di persone con diabete negli Stati Uniti ha il tipo 1.
I medici chiamavano il diabete di tipo 1 "diabete giovanile" perché, sebbene possa svilupparsi a qualsiasi età, si manifesta più comunemente durante l'infanzia.
Gli esperti ritengono che il diabete di tipo 1 sia una condizione autoimmune in cui il sistema immunitario attacca e distrugge le cellule beta produttrici di insulina nel pancreas. Tuttavia, non sono chiari sui processi cellulari coinvolti.
La risposta autoimmune si basa su due tipi di globuli bianchi: linfociti B e linfociti T. Insieme, le due cellule identificano e attaccano entità che rappresentano una minaccia, come batteri, virus e altri agenti invasori.
Ogni cellula ha il proprio tipo di recettore cellulare, che è un tipo di proteina che consente solo segnali specifici nella cellula quando corrisponde a un partner di legame unico. Pertanto, le cellule B hanno recettori delle cellule B (BCR) e le cellule T hanno recettori delle cellule T (TCR).
L'ibrido ha entrambi i recettori delle cellule T e B.
La cellula ibrida che Hamad ei suoi colleghi hanno trovato è una rara cellula "dual expressor (DE)" che esprime BCR e TCR funzionanti.
La risposta immunitaria di solito inizia quando una cellula di sorveglianza chiamata cellula di presentazione dell'antigene (APC) individua un invasore e cattura la sua firma.
L'APC viaggia quindi verso un serbatoio, come un linfonodo, che ospita cellule B e T immature e presenta loro la firma, o l'antigene, dell'invasore.
I linfociti T immaturi con TCR che corrispondono all'antigene rispondono alla convocazione APC convertendosi in cellule T killer o helper. I linfociti T killer reagiscono attaccando direttamente l'invasore.
I linfociti T helper, tuttavia, rispondono attivando i linfociti B immaturi. Se le cellule B hanno l'antigene corrispondente, producono anticorpi che attaccano e distruggono l'invasore. In caso contrario, creano un'impronta dell'antigene in modo che possano innescare un attacco in futuro.
Il sistema immunitario vede l'insulina come bersaglio
Nelle risposte autoimmuni, tuttavia, l'antigene non identifica un invasore estraneo, ma cellule sane nei tessuti del corpo. Il risultato è un potente attacco che può causare gravi danni. Nel diabete di tipo 1, ciò si traduce nella distruzione delle cellule beta del pancreas.
Nel loro documento di studio, gli autori spiegano che gli scienziati non comprendono appieno gli antigeni che "guidano l'attivazione dei linfociti T autoreattivi", nonostante il fatto che i ricercatori li abbiano esaminati "ampiamente".
Nel caso del diabete di tipo 1, gli scienziati ritengono che il sistema immunitario consideri l'insulina come antigene.
Hamad dice che gli scienziati generalmente concordano sul fatto che le cellule T vedono l'insulina come l'antigene "quando l'ormone è legato a un sito sull'APC noto come HLA-DQ8".
"Tuttavia", aggiunge, "i nostri esperimenti indicano che si tratta di un legame debole e non è probabile che inneschi la forte reazione immunitaria che porta al diabete di tipo 1".
Lui ei suoi colleghi hanno scoperto che la cellula DE che hanno scoperto produce una proteina unica chiamata peptide x-Id. Attraverso vari esperimenti cellulari, hanno dimostrato che quando il peptide x-Id prende il posto dell'insulina, il legame è molto più stretto e dà luogo a una reazione immunitaria 10.000 più forte.
Potenziale di screening e immunoterapia
Utilizzando simulazioni al computer, i ricercatori dell'IBM Thomas J. Watson Research Center sono stati in grado di individuare il meccanismo molecolare del legame del peptide x-Id. Sono stati anche in grado di prevedere quanto sarebbe stata forte la risposta delle cellule T.
Il team ha anche scoperto che le persone con diabete di tipo 1 hanno maggiori probabilità di avere linfociti DE e peptide x-Id nel sangue rispetto alle persone senza diabete.
"Questa scoperta", sostiene Hamad, "combinata con la nostra conclusione che il peptide x-Id induce le cellule T a dirigere l'attacco alle cellule produttrici di insulina, supporta fortemente una connessione tra le cellule DE e il diabete di tipo 1".
Suggerisce che, con ulteriori ricerche, i risultati potrebbero portare allo sviluppo di metodi di screening in grado di identificare le persone con un rischio più elevato di diabete di tipo 1.
Un'altra possibilità è che i risultati potrebbero portare a immunoterapie che distruggono le cellule DE o le alterano in modo che non possano innescare una reazione autoimmune.
Hamad dice che è anche possibile che, un giorno, scopriranno che le cellule DE sono coinvolte in altre malattie autoimmuni come l'artrite reumatoide e la sclerosi multipla.
"La particolarità dell'entità che abbiamo scoperto è che può agire sia come cellula B che come cellula T. Questo probabilmente accentua la risposta autoimmune perché un linfocita svolge simultaneamente le funzioni che normalmente richiedono le azioni concertate di due ".
Abdel-Rahim A. Hamad
