Zou deze ongebruikelijke immuuncel de oorzaak kunnen zijn van diabetes type 1?
Recent onderzoek heeft een ongebruikelijk type witte bloedcel aan het licht gebracht dat de belangrijkste oorzaak van auto-immuniteit bij type 1 diabetes zou kunnen zijn.
Veel experts zijn van mening dat diabetes type 1 een soort aandoening is die optreedt wanneer het immuunsysteem het eigen weefsel van het lichaam aanvalt.
Hoewel bewijs uit talrijke onderzoeken sterk suggereert dat diabetes type 1 een auto-immuunoorsprong heeft, zijn de onderliggende biologische mechanismen niet duidelijk.
De nieuwe studie is het werk van wetenschappers aan de Johns Hopkins University School of Medicine in Baltimore, MD, en medewerkers van andere instellingen, waaronder het IBM Thomas J. Watson Research Center in Yorktown Heights, NY.
In een Cel papier, beschrijven de auteurs hoe ze een "onverwachte" hybride van B- en T-immuuncellen vonden die "betrokken lijkt te zijn bij het mediëren van auto-immuniteit".
Ze bespreken hoe de ontdekking het 'paradigma' doorbreekt dat cellen van het adaptieve immuunsysteem alleen T- of B-cellen kunnen zijn.
De bevinding daagt ook de twijfel uit dat sommige wetenschappers op het idee hebben geworpen dat een "malafide hybride" of "X-cel" de auto-immuunrespons achter type 1 diabetes aandrijft.
"De cel die we hebben geïdentificeerd", zegt co-auteur Abdel-Rahim A. Hamad, universitair hoofddocent pathologie aan de Johns Hopkins University School of Medicine, "is een kruising tussen de twee primaire werkpaarden van het adaptieve immuunsysteem, B. lymfocyten en T-lymfocyten. "
Hij legt uit dat ze niet alleen de zogenaamde X-cel vonden, maar dat ze ook "sterk bewijs vonden dat het een belangrijke motor is van de auto-immuunrespons waarvan wordt aangenomen dat het diabetes type 1 veroorzaakt".
Hij waarschuwt echter dat hun bevindingen niet voldoende zijn om te bewijzen dat de hybride cel rechtstreeks diabetes type 1 veroorzaakt. Verdere studies zouden dit doel nu moeten nastreven.
Type 1 diabetes en auto-immuniteit
Diabetes treedt op als er te veel suiker of glucose in het bloed van een persoon zit. Bij mensen met diabetes type 1 ontstaat dit wanneer de alvleesklier niet genoeg insuline aanmaakt, het hormoon dat cellen helpt om glucose op te nemen en te gebruiken voor energie.
Te veel suiker in het bloed hebben is gevaarlijk en veroorzaakt langdurige schade aan organen. Mensen met diabetes type 1 moeten elke dag insuline slikken.
Volgens de Centers for Disease Control and Prevention (CDC) heeft ongeveer 5% van de 30,3 miljoen mensen met diabetes in de Verenigde Staten type 1.
Doktoren noemden diabetes type 1 'jeugddiabetes' omdat het, hoewel het zich op elke leeftijd kan ontwikkelen, vaker voorkomt tijdens de kindertijd.
Deskundigen zijn van mening dat diabetes type 1 een auto-immuunziekte is waarbij het immuunsysteem de insulineproducerende bètacellen in de alvleesklier aanvalt en vernietigt. Ze zijn echter niet duidelijk over de betrokken celprocessen.
De auto-immuunrespons is afhankelijk van twee soorten witte bloedcellen: B-lymfocyten en T-lymfocyten. Samen identificeren en vallen de twee cellen entiteiten aan die een bedreiging vormen, zoals binnendringende bacteriën, virussen en andere agentia.
Elke cel heeft zijn eigen type celreceptor, een soort eiwit dat alleen specifieke signalen in de cel doorlaat als deze overeenkomt met een unieke bindingspartner. B-cellen hebben dus B-celreceptoren (BCR's) en T-cellen hebben T-celreceptoren (TCR's).
Hybride heeft zowel T- als B-celreceptoren
De hybride cel die Hamad en zijn collega's vonden, is een zeldzame "dual expressor (DE)" -cel die werkende BCR's en TCR's tot expressie brengt.
De immuunrespons begint meestal wanneer een bewakingscel, een antigeenpresenterende cel (APC) genaamd, een indringer opmerkt en zijn handtekening vastlegt.
De APC reist vervolgens naar een reservoir, zoals een lymfeknoop, dat onrijpe B- en T-cellen herbergt en presenteert ze met de handtekening, of antigeen, van de indringer.
Onrijpe T-cellen met TCR's die overeenkomen met het antigeen reageren op de APC-oproep door ze om te zetten in killer- of helper-T-cellen. Killer T-cellen reageren door de indringer rechtstreeks aan te vallen.
Helper-T-cellen reageren echter door onrijpe B-cellen te triggeren. Als de B-cellen het bijpassende antigeen hebben, maken ze antilichamen die de indringer aanvallen en vernietigen. Als ze dat niet doen, maken ze een afdruk van het antigeen zodat ze in de toekomst een aanval kunnen opzetten.
Het immuunsysteem ziet insuline als het doelwit
Bij auto-immuunreacties identificeert het antigeen echter geen vreemde indringer, maar gezonde cellen in de eigen weefsels van het lichaam. Het resultaat is een krachtige aanval die ernstige schade kan aanrichten. Bij diabetes type 1 resulteert dit in de vernietiging van bètacellen van de alvleesklier.
In hun studiedocument leggen de auteurs uit dat wetenschappers de antigenen die "de activering van autoreactieve T-cellen aansturen" niet volledig begrijpen, ondanks het feit dat onderzoekers ze "uitgebreid" hebben onderzocht.
In het geval van diabetes type 1 geloven wetenschappers dat het immuunsysteem insuline als het antigeen ziet.
Hamad zegt dat wetenschappers het er in het algemeen over eens zijn dat T-cellen insuline zien als het antigeen "wanneer het hormoon is gebonden aan een plaats op de APC die bekend staat als HLA-DQ8."
"Maar", voegt hij eraan toe, "onze experimenten geven aan dat het een zwakke binding is en dat het niet waarschijnlijk is dat het de sterke immuunreactie veroorzaakt die leidt tot diabetes type 1."
Hij en zijn collega's ontdekten dat de DE-cel die ze ontdekten een uniek eiwit produceert dat x-Id-peptide wordt genoemd. Door middel van verschillende celexperimenten toonden ze aan dat wanneer x-Id peptide de plaats van insuline inneemt, de binding veel strakker is en aanleiding geeft tot een immuunreactie die 10.000 sterker is.
Potentieel voor screening en immunotherapie
Met behulp van computersimulaties konden de onderzoekers van het IBM Thomas J. Watson Research Center het moleculaire mechanisme van de x-Id-peptidebinding lokaliseren. Ze konden ook voorspellen hoe sterk de T-celrespons zou zijn.
Het team ontdekte ook dat mensen met diabetes type 1 meer kans hebben op DE-lymfocyten en x-Id-peptide in hun bloed dan mensen zonder diabetes.
"Deze bevinding", stelt Hamad, "gecombineerd met onze conclusie dat het x-Id-peptide T-cellen stimuleert om de aanval op insulineproducerende cellen te richten, ondersteunt sterk een verband tussen DE-cellen en type 1 diabetes."
Hij suggereert dat, met meer onderzoek, de bevindingen zouden kunnen leiden tot de ontwikkeling van screeningsmethoden die mensen met een hoger risico op diabetes type 1 kunnen identificeren.
Een andere mogelijkheid is dat de bevindingen kunnen leiden tot immuuntherapieën die DE-cellen vernietigen of veranderen zodat ze geen auto-immuunreactie kunnen veroorzaken.
Hamad zegt dat het zelfs mogelijk is dat ze op een dag zullen ontdekken dat DE-cellen betrokken zijn bij andere auto-immuunziekten zoals reumatoïde artritis en multiple sclerose.
“Wat uniek is aan de entiteit die we hebben gevonden, is dat het kan fungeren als zowel een B-cel als een T-cel. Dit accentueert waarschijnlijk de auto-immuunrespons omdat één lymfocyt tegelijkertijd de functies vervult die normaal gesproken de gezamenlijke acties van twee vereisen. "
Abdel-Rahim A. Hamad
