Что, если иммунная система — это лишь часть общей картины? Новые исследования продемонстрировали, что ключ к диабету 1-го типа может находиться в самих бета-клетках поджелудочной железы, которые считались жертвами заболевания.
Диабет 1-го типа обычно воспринимается как аутоиммунное расстройство, при котором иммунная система уничтожает вырабатывающие инсулин бета-клетки поджелудочной железы. Однако два исследования ученых из университета Индианы продемонстрировали, что сами бета-клетки могут существенно влиять на начало и прогрессирование заболевания. Результаты были опубликованы в журнале Science Translational Medicine.
Исследователи изучали островки Лангерганса — небольшие группы клеток поджелудочной железы, отвечающие за инсулин. В первом исследовании акцент был сделан на реакции клеток на интерферон-альфа — сигнальную молекулу иммунной системы, которая выделяется при вирусных инфекциях.
Выяснилось, что лишь небольшая часть здоровых человеческих бета-клеток способна быстро активировать противовирусную защиту. Для этого митохондрии производят активные формы кислорода. Несмотря на то, что эти молекулы известны как повреждающие ткани, в данном случае они выступают сигналом, который активирует гены противовирусной защиты.
Ученые также обнаружили, что бета-клетки имеют уникальный профиль активности генов, связанных с воспалением и иммунной реакцией. Чаще всего такая активность наблюдалась у доноров с более низким индексом массы тела и сниженным уровнем гликированного гемоглобина, который отражает средний уровень сахара в крови за последние месяцы.
Поломка начинается еще до первых симптомов
Сравнив данные секвенирования отдельных клеток, исследователи установили, что этот защитный механизм практически отсутствует у пациентов с диабетом 1-го типа. Это не доказывает, что вирусы являются причиной заболевания, но указывает на то, что способность бета-клеток противостоять воспалению может иметь значительное значение в развитии болезни.
Второе исследование было посвящено аутофагии — естественному процессу «самозачистки» клетки, который перерабатывает поврежденные белки и органеллы. Ученые разработали специальный биосенсор и впервые смогли наблюдать этот процесс в живых бета-клетках в реальном времени с помощью прижизненной микроскопии.
Эксперименты на мышах показали, что нарушения аутофагии возникают еще до появления гипергликемии — повышенного уровня сахара в крови. Причем дефекты сохранялись даже у животных с ослабленной иммунной системой, что говорит о том, что проблема не возникает только из-за иммунной атаки, но может предшествовать ей. Кроме того, у здоровых человеческих островков Лангерганса, пересаженных мышам, скорость аутофагии значительно различалась от донора к донору.