Neue Hinweise in den Lymphknoten der Bauchspeicheldrüse und der Milz könnten dabei helfen, Typ-1-Diabetes zu erkennen und zu verhindern

Fast zwei Millionen Amerikaner sind von Typ-1-Diabetes (T1D) betroffen, und bis die meisten Menschen erfahren, dass sie daran leiden, sind die meisten insulinproduzierenden Zellen des Körpers zerstört. Nun könnte die Lokalisierung einer versteckten Gruppe von Immun-„Angriffs“-Zellen in den Pankreas-Lymphknoten, die zu einem früheren Zeitpunkt der Krankheit auftreten, die erste echte Chance bieten, T1D zu erkennen – und sogar zu stoppen – so eine neue Studie der Perelman School of Medicine an der University of Pennsylvania, die im Detail beschrieben wird Wissenschaftliche Immunologie.

Zum ersten Mal hat diese Forschung die Angriffszellen auf frischer Tat ertappt, während sich die Krankheit noch ausbreitet; Wir sehen nicht nur die Trümmer, nachdem das Immunsystem die insulinproduzierenden Zellen in der Bauchspeicheldrüse zerstört hat.“

Golnaz Vahedi, PhD, Professor für Genetik und Mitautor der Studie, University of Pennsylvania School of Medicine

Zwei Proteine ​​wirken wie Hauptschalter in der Bauchspeicheldrüse

Durch die Analyse von fast einer Million Immunzellen – eine Zelle nach der anderen – aus den Bauchspeicheldrüsenlymphknoten und der Milz von 43 Organspendern, von denen einige an Typ-1-Diabetes erkrankt waren, andere Frühwarnzeichen zeigten und andere gesund waren, identifizierten die Forscher eine einzigartige Untergruppe von CD4-T-Zellen: eine Art „Helfer“-Immunzellen in den Bauchspeicheldrüsen-Lymphknoten von Menschen mit aktivem Typ-1-Diabetes. Diese Zellen aktivieren zwei Proteine, NFKB1 und BACH2, die wie Hauptschalter fungieren und Gene auf eine Weise ein- und ausschalten, die den Immunangriff auf insulinproduzierende Zellen beschleunigt.

„Die Studie zeigte, dass das gleiche Zellmuster bei Menschen mit Prä-Typ-1-Diabetes auftrat, die noch keine Symptome zeigten. Dies deutet darauf hin, dass die Fehlfunktion des Immunsystems früh einsetzt, möglicherweise während noch viele insulinproduzierende Betazellen gesund sind“, sagte Vahedi.

Blutbasierte Hinweise in der Milz

In der Milz zeigten bestimmte weiße Blutkörperchen oder B-Zellen ebenfalls T1D-spezifische molekulare Veränderungen, und diese Signale konnten in einfachen Blutproben entdeckt werden. Dies deutet auf einen zukünftigen Bluttest hin, um das T1D-Risiko Jahre vor dem Auftreten von Symptomen wie hohem Blutzucker zu erkennen. „Die im Blut nachweisbaren Milzveränderungen ermöglichen es uns, gefährdete Kinder, wie Familienmitglieder von Typ-1-Diabetes-Patienten, ohne invasive Eingriffe zu überwachen“, sagte Vahedi. „Wenn wir die Signalwege blockieren können, die diese schädlichen CD4-T-Zellen antreiben, können wir möglicherweise Typ-1-Diabetes verzögern oder sogar verhindern.“

Das größte Geschenk treibt die Forschung voran

Das Forschungsteam untersuchte Bauchspeicheldrüsen- und Lymphknotengewebe, die großzügig von verstorbenen Organspendern und ihren Familien gespendet wurden. „Mitarbeiter des Gift of Life-Spenderprogramms, Transplantationschirurgen von Penn, Beschaffungsteams, Laborpersonal und vor allem Organspender haben diese Forschung ermöglicht“, erklärte Vahedi. Das Team hat bisher Bauchspeicheldrüsen- und Lymphknotengewebe von über 200 Organspendern untersucht und dabei Daten generiert, auf die andere Forscher kostenlos über PANC-DB zugreifen können, eine öffentliche Datenbank, die mit Partnern an der Vanderbilt University, der University of Florida und der Stanford University betrieben wird. „Jeder Datensatz repräsentiert unzählige lange Nächte und die Spende eines Spenders“, sagte Robert Faryabi, PhD, außerordentlicher Professor für Pathologie und Labormedizin und Mitautor der Studie. „Es ist kollaborative Wissenschaft vom Feinsten – Chirurgen, Wissenschaftler, Familien und Geldgeber machen das Unmögliche möglich.“

Verwendung von KI zur Kartierung von TD1

Die Forschung wird im Rahmen des Human Pancreas Analysis Program (HPAP) durchgeführt, das von Ali Naji, MD, PhD, dem Jonathan E. Rhoads-Professor für Chirurgische Wissenschaft II und Klaus Kaestner, PhD, dem Thomas und Evelyn Suor Butterworth-Professor für Genetik, gemeinsam geleitet wird. Das 2016 mit Mitteln der National Institutes of Health (NIH) gestartete Programm soll eine sorgfältige Untersuchung der Bauchspeicheldrüse durchführen, um genau herauszufinden, was im Organ vor und während Typ-1- und Typ-2-Diabetes schief geht. Das Programm wurde kürzlich für weitere vier Jahre gefördert. Vahedi und Forscher hoffen nun, KI-Modelle zu entwickeln, die nicht nur dazu beitragen können, T1D früher zu erkennen, sondern auch die Krankheit auf molekularer Ebene abzubilden. „Unser Ziel ist es, der KI die molekulare Sprache von T1D beizubringen, indem wir sie auf die pathogenen Zellen in den Lymphknoten der Bauchspeicheldrüse trainieren, damit sie deren schwache Spuren im Blut erkennen kann, selbst wenn sie wie eine Nadel im Heuhaufen sind“, sagte Vahedi.

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