Диабет 1-го типа традиционно считают аутоиммунным заболеванием, при котором иммунная система уничтожает вырабатывающие инсулин бета-клетки поджелудочной железы. Однако сразу два исследования ученых из университета Индианы показали, что сами бета-клетки могут активно влиять на то, как начинается и развивается болезнь. Результаты опубликованы в журнале Science Translational Medicine.
Авторы изучали островки Лангерганса — небольшие скопления клеток поджелудочной железы, отвечающие за выработку инсулина. В первом исследовании внимание сосредоточили на реакции клеток на интерферон-альфа — сигнальную молекулу иммунной системы, которая вырабатывается во время вирусных инфекций.
Оказалось, что лишь часть здоровых человеческих бета-клеток способна быстро запускать противовирусную защиту. Для этого митохондрии вырабатывают активные формы кислорода. Несмотря на репутацию молекул, повреждающих ткани, в данном случае они являются сигналом, который включает гены противовирусной защиты.
Ученые также обнаружили, что бета-клетки обладают особым профилем активности генов, связанных с воспалением и иммунным ответом. Чаще всего они встречались у доноров с более низким индексом массы тела и меньшим уровнем гликированного гемоглобина, отражающего средний уровень сахара в крови за последние месяцы.
Поломка начинается еще до первых симптомов
При сравнении с данными секвенирования отдельных клеток исследователи выяснили, что этот защитный механизм практически отсутствует у людей с диабетом 1-го типа. Это не доказывает, что вирусы вызывают заболевание, однако говорит о том, что способность бета-клеток противостоять воспалению может играть важную роль в развитии болезни.
Вторая работа была посвящена аутофагии — естественной системе «самозачистки» клетки, которая перерабатывает поврежденные белки и органеллы. Исследователи создали специальный биосенсор и впервые смогли наблюдать этот процесс в живых бета-клетках в режиме реального времени с помощью прижизненной микроскопии.
Эксперименты на мышиной модели показали, что нарушения аутофагии появляются еще до развития гипергликемии — повышенного уровня сахара в крови. Причем дефекты сохранялись даже у животных с ослабленной иммунной системой, что говорит: проблема возникает не только из-за иммунной атаки, но может предшествовать ей. Кроме того, у здоровых человеческих островков Лангерганса, пересаженных мышам, скорость аутофагии заметно различалась от донора к донору.
В совокупности обе работы свидетельствуют, что развитие диабета первого типа определяется не только действием иммунной системы, но и внутренними особенностями самих бета-клеток.
Наши данные подтверждают эффективность нового биосенсора аутофагии и указывают, что нарушение этого процесса может быть предрасполагающим фактором аутоиммунного диабета.Лесли Вагнер
В последние годы все больше исследований связывают развитие СД-1 с перенесенными вирусными инфекциями, однако прямой причинно-следственной связи до сих пор не установлено.
Аутофагию называют одной из важнейших систем самоочистки клеток. Ее нарушения также связывают с болезнью Альцгеймера, болезнью Паркинсона и некоторыми формами рака.
Во всем мире инсулинозависимым диабетом страдает по данным ВОЗ 8,75 миллиона человек. В России число пациентов с диагнозом СД-1 превышает 300 тысяч человек. Это значительно меньше, чем людей с сахарным диабетом 2 типа, однако при СД-1 пациенту жизненно необходимы ежедневные инъекции инсулина — без них человек быстро погибает.
Впрочем, недавно стало известно, что неприятные подкожные инъекции можно будет заменить на имплантацию гидрогеля с донорскими бета-клетками. Пока идут опыты на мышах.