Белковые биомаркеры помогают прогнозировать аутоиммунитет островков

Ученые сделали важный шаг вперед в прогнозировании того, у кого разовьется диабет 1 типа за несколько месяцев до появления симптомов.

В статье, опубликованной в Интернете 29 июня в Cell Reports Медицинаисследователи из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории Министерства энергетики и их коллеги идентифицируют набор измененных белков, которые предсказывают состояние, известное как островковый аутоиммунитет, предшественник для всех, у кого в конечном итоге разовьется диабет 1 типа.

Ученые предупреждают, что работа знаменует собой начало, а не конец поиска способа предсказать, у кого разовьется заболевание. Необходимо проделать дополнительную работу, чтобы проверить результаты и проверить, применимы ли они ко всем, а не только к детям, участвовавшим в исследовании и генетически предрасположенным к развитию заболевания.

Биомаркер, который выявляет ожидание аутоиммунитета, поможет врачам следить за состоянием пациента, возможно, для выявления ухудшения здоровья и более быстрого оказания медицинской помощи еще до появления симптомов.

Результаты являются кульминацией девятилетнего исследования под руководством ученого PNNL Томаса Метца, в ходе которого изучались сотни белков в более чем 8000 образцах крови почти 1000 детей в шести исследовательских центрах в Северной Америке и Европе.

TEDDY и ключ к разгадке островкового аутоиммунитета

Дети были участниками более крупного зонтичного исследования, известного как TEDDY — экологические детерминанты диабета у молодых. В TEDDY входят дети, у которых из-за их генетической предрасположенности чаще, чем у других, развивается диабет 1 типа. Исследование, которому уже исполнилось 20 лет, направлено на то, чтобы понять, почему у одних детей развивается заболевание, а у других нет.

В последнем исследовании ученые PNNL проанализировали образцы плазмы крови почти 1000 детей в возрасте от их рождения до 6 лет. Исследователи определили набор из 83 белков, комбинация изменений которых предсказывала, у каких детей разовьется островковый аутоиммунитет или диабет 1 типа. .

В настоящее время невозможно узнать, возникнут ли островковые аутоиммунитеты или диабет у людей, которые генетически предрасположены, и если да, то когда. Врачи знают, что когда у пациента вырабатываются по крайней мере два островковых аутоантитела, у него развивается островковый аутоиммунитет и развивается диабет, но они не знают, что запускает аутоиммунитет или когда диабет проявится.

«Что интересно в этой работе, так это то, что она открывает дверь для обнаружения аутоиммунитета раньше, чем мы можем прямо сейчас», — сказал Мец. «Это дает нам возможность узнать больше о том, что заставляет иммунную систему включать организм. Это могло бы помочь нам выявить и понять механизмы, играющие роль в развитии диабета, лучше, чем мы это делаем сейчас, и предоставить потенциальные цели для вмешательства».

Полученные результаты являются результатом десятков тысяч часов работы ученых PNNL и их коллег по всему миру. В PNNL ученые потратили более 16 000 часов, просто пропуская образцы через инструменты, известные как масс-спектрометры, чтобы проверить уровни сотен белков в каждом из примерно 8000 образцов крови. Затем были бесчисленные часы планирования исследования, набора участников, наблюдения за их здоровьем и анализа данных.

Аналитик данных PNNL Лиза Брамер создала алгоритм машинного обучения, который проанализировал огромное количество данных — информацию о сотнях белков почти 1000 детей с несколькими образцами крови, взятыми у каждого из них с момента их рождения до достижения ими 6-летнего возраста.

Ученые провели исследование в два этапа. На этапе открытия команда изучила 2252 образца крови 184 детей. Там команда идентифицировала 376 белков, которые были изменены у пациентов, у которых позже развился островковый аутоиммунитет или диабет 1 типа. Затем команда провела более глубокое проверочное исследование, изучив 6426 образцов крови 990 детей.

Мониторинг диабета

83 белка крови, которые команда определила в проверочном исследовании, являются ключевыми для нескольких важных процессов в организме, включая презентацию антигена, комплемент и свертывание крови, воспалительную сигнализацию и метаболизм. Список белков хорошо совпадает с белками, которые, как известно команде, активны в поджелудочной железе пациентов с диабетом. Команда идентифицировала эти белки ранее в работе, проведенной через Сеть исследований островков человека.

Команда PNNL надеется продолжить исследование, проанализировав дополнительные образцы крови, которые уже были взяты у тех же детей, когда они были старше. Эти образцы крови собирались через TEDDY, пока детям не исполнилось 15 лет.

«На данном этапе мы пытаемся понять, как мы можем предсказывать диабет. В конечном счете, цель состоит в том, чтобы предотвратить гибель критически важных клеток, вырабатывающих инсулин, и полностью предотвратить диабет», — сказал Эрнесто Накаясу, первый автор.

В других исследованиях, связанных с диабетом и воспалением, ученые PNNL изучают, как именно инсулин-продуцирующие клетки нашего организма становятся уязвимыми для аутоиммунной атаки — как инсулин-продуцирующие клетки в поджелудочной железе становятся целью и уничтожаются организмом. Исследователи также изучают, как жирные кислоты омега-3 могут защитить эти клетки.

Ссылка: Накаясу Э.С., Брамер Л.М., Ансонг С. и др. Биомаркеры белков плазмы предсказывают развитие стойких аутоантител и диабета 1 типа за 6 месяцев до начала аутоиммунитета. Cell Rep Med. Опубликовано в Интернете в июне 2023 г.: 101093. дои: 10.1016/j.xcrm.2023.101093

Эта статья была переиздана со следующего материалы. Примечание: материал мог быть отредактирован по длине и содержанию. За дополнительной информацией обращайтесь к указанному источнику.