Megdöbbentő felfedezés a cukorbetegségről

Hónapokkal a tünetek megjelenése előtt kimutatják a kialakulóban levő 1-es típusú diabéteszt azok a most azonosított fehérjék, amelyek jelzik a hasnyálmirigy inzulintermelő szigetei elleni autoimmunitás beindulását.

Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumához tartozó Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) kutatói fontos lépést tettek afelé, hogy hónapokkal az első tünetek jelentkezése előtt megjósolják, kinél várható az 1-es típusú – ún. autoimmun, jellemzően fiatalkori – diabétesz kialakulása. A Cell Reports Medicine szakfolyóiratban június 29-én megjelent közlemény arról számol be, hogy

fehérjék egy csoportjának megváltozása előrevetíti a hasnyálmirigy inzulintermelő sejtszigetei elleni autoimmun folyamat beindulását.

Ez a folyamat minden esetben az 1-es típusú cukorbetegség kialakulásának előszobája.

A szerzők arra figyelmeztetnek, hogy a jelen munka csak a kezdete és nem a vége annak a hosszú kutatási folyamatnak, amely az autoimmun diabétesz korai jóslását célozza. Az eredmények megerősítése további munkát igényel majd, egyebek között bizonyítani kell, hogy a tanulmány megállapításai mindenkire vonatkoznak, nem csak a kutatásban szereplő speciális gyerekekre, akik genetikusan hajlamosak voltak a cukorbetegség kialakulására.

A szerzők arra figyelmeztetnek, hogy a jelen munka csak a kezdete és nem a vége annak a hosszú kutatási folyamatnak, amely az autoimmun diabétesz korai jóslását célozza Forrás: Science Photo Library/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Science Photo Library

Még időben be lehetne avatkozni, ha előrejelezzük a cukorbetegséget

Az autoimmunitás beindulását jelző bármely biomarker – biológiai jelzőmolekula – nagy hasznára válhat az orvosoknak, akik a betegeik állapotát kísérik figyelemmel; segíthet például annak észlelésében, ha egy páciens egészségi állapota romlásnak indul, és sürgetheti az orvosi beavatkozást akár még a konkrét tünetek jelentkezése előtt.

A mostani eredmények kilenc évnyi kutatómunkájába kerültek a PNNL-nél dolgozó Thomas Metznek és kollégáinak, akik Észak-Amerika és Európa hat vizsgálati helyszínéről csaknem 1000 gyerekből gyűjtöttek több mint 8000 vérmintát, s ezekben több száz fehérjét elemeztek végig.

A gyerekek egy nagyobb léptékű tanulmány, a TEDDY (The Environmental Determinants of Diabetes in the Young – A gyerekkori diabétesz környezeti meghatározói) résztvevői voltak. A TEDDY tanulmányba olyan gyerekeket válogattak be, akiknél genetikai sajátságaik miatt az átlag népességhez képest nagyobb valószínűséggel alakul ki az 1-es típusú cukorbetegség.

A jelen tanulmányban a PNNL tudósai közel 1000 gyerek vérplazma-mintáit elemezték végig, amelyeket a gyerekek születése és 6 éves kora között vettek le. A kutatók egy 83 fehérjéből álló panelt azonosítottak, amelyben a változások bizonyos kombinációi előre megjósolták, hogy a gyerekeknél hamarosan kialakul a hasnyálmirigy-szigetekkel szembeni autoimmunitás és/vagy az 1-es típusú cukorbetegség.

Mindeddig semmilyen módon nem tudtuk előrejelezni, hogy az arra genetikailag hajlamosakban kialakul-e a szigetsejt-autoimmunitás és a diabétesz, és ha igen, mikor. Az orvosok tisztában vannak azzal, hogy akikben már legalább két szigetsejt-autoantitest megjelent, azoknál folyamatban van a szigetsejt-autoimmunitás, és előbb-utóbb cukorbetegek lesznek, de senki sem tudja, mi váltja ki az autoimmunitást, és hogy mikor jelennek meg a cukorbetegség nyilvánvaló tünetei.

„Ebben a kutatásban az az izgalmas, hogy lehetőséget nyit az autoimmunitás mostaninál korábbi kimutatására – hangsúlyozza Metz. – Ez pedig alkalmat ad arra, hogy jobban megértsük, mitől fordul az immunrendszer a szervezet ellen.

Ha kibogozzuk azokat a mechanizmusokat, amelyek a diabétesz kialakulásában szerepet játszanak, a jelenleginél alaposabb ismereteinkkel több esélyünk lenne beavatkoznunk a folyamatba."

Mindeddig semmilyen módon nem tudtuk előrejelezni, hogy az arra genetikailag hajlamosakban kialakul-e a szigetsejt-autoimmunitás és a diabétesz, és ha igen, mikor Forrás: Science Photo Library/Ian Hooton

Elképesztő munkát fektettek bele

A PNNL kutatói és a velük együttműködő tudósok világszerte sok tízezer órányi munkát áldoztak a minták elemzésére. Csak a PNNL-nél több mint 16 ezer órányi futásidőt foglaltak le a tömegspektrométereken a TEDDY-minták, mire a 8000 vérmintában több száz fehérje mennyiségét lemérték. További temérdek időt emésztett fel a vizsgálat tervezése, a résztvevők toborzása és az adatok kiértékelése. Lisa Bramer, a PNNL adatfeldolgozó kutatója gépi tanuló algoritmust alkotott, amely végigrágta magát a hatalmas adattengeren.

A vizsgálat két szakaszban zajlott. Az első, felfedező fázisban a csoport 184 gyerek 2252 mintáját elemezte. Ebben a szakaszban 376 olyan fehérjét azonosítottak, amelyeknek a szintje megváltozott azokban a gyerekekben, akiknél a mintavétel után nem sokkal szigetsejt-autoimmunitás vagy 1-es típusú diabétesz alakult ki. A második fázisban ezeket az eredményeket nagyobb mélységben, 990 gyerek 6426 vérmintáján ellenőrizték vissza.

Az a 83 vérfehérje, amelyet az ellenőrző vizsgálat megerősített, több fontos élettani folyamatban szerepel, egyebek között az antigénbemutatásban, a kórokozókat támadó komplementrendszerben, a véralvadásban, a gyulladásos jelátvitelben és az anyagcserében.

Az azonosított fehérjék listája jó átfedést mutat azokéval, amelyekről a csoport egy korábbi, az Emberi Szigetsejt Kutatóhálózat (Human Islet Research Network) keretében végzett kutatás alapján már tudta, hogy aktiválódnak a cukorbetegek hasnyálmirigyében.

A PNNL csapata szeretné azzal folytatni a kutatást, hogy végigelemzi az ugyanezektől a TEDDY-tanulmánybeli gyerekektől később, 15 éves korukban levett vérmintákat. „Egyelőre azt próbáljuk megérteni, hogy miként jósolhatnánk meg a diabétesz kialakulását. A távlati cél azonban az, hogy megvédjük a kulcsfontosságú szigetsejteket a pusztulástól, és teljes egészében megelőzzük a diabéteszt" – szögezte le a közlemény első szerzője, Ernesto Nakayasu.