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ULTIMA ORA – Verso la cura: gli strumenti genetici aiutano a identificare un colpevole cellulare per il diabete di tipo 1

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Interpretazione del rischio di diabete di tipo 1 con la genetica e l’epigenomica unicellulare

Mappando le sue basi genetiche, i ricercatori della University of California San Diego School of Medicine hanno identificato un ruolo causale predittivo per specifici tipi di cellule nel diabete di tipo 1, una condizione che colpisce più di 1,6 milioni di americani.

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I risultati sono pubblicati nel numero online di Nature del 19 maggio 2021 .

Il diabete di tipo 1 è una malattia autoimmune complessa caratterizzata dalla compromissione e dalla perdita di cellule beta pancreatiche produttrici di insulina e dalla conseguente iperglicemia (glicemia alta), che è dannosa per l’organismo e può causare altri gravi problemi di salute, come malattie cardiache e vista perdita. Il tipo 1 è meno comune del diabete di tipo 2, ma la sua prevalenza è in crescita. I centri statunitensi per il controllo e la prevenzione delle malattie prevedono che 5 milioni di americani avranno il diabete di tipo 1 entro il 2050. Attualmente non esiste una cura, solo la gestione della malattia.

I meccanismi del diabete di tipo 1, incluso il modo in cui viene attivata l’autoimmunità, sono poco conosciuti. Poiché ha una forte componente genetica, negli ultimi anni sono stati condotti numerosi studi di associazione a livello di genoma (GWAS) in cui i ricercatori confrontano interi genomi di persone con la stessa malattia o condizione, alla ricerca di differenze nel codice genetico che possono essere associate a quella malattia o condizione.

Nel caso del diabete di tipo 1, le varianti a rischio identificate sono state ampiamente trovate nelle regioni non codificanti del genoma. Nello studio Nature , l’autore senior Kyle Gaulton, PhD, un assistente professore presso il Dipartimento di Pediatria presso la UC San Diego School of Medicine, e colleghi hanno integrato i dati GWAS con mappe epigenomiche dei tipi di cellule nel sangue periferico e nel pancreas. La mappatura epigenomica descrive in dettaglio come e quando i geni vengono attivati ??e disattivati ??nelle cellule, determinando così la produzione di proteine ??vitali per specifiche funzioni cellulari.

In particolare, i ricercatori hanno eseguito il più grande GWAS fino ad oggi del diabete di tipo 1, analizzando 520.580 campioni di genoma per identificare 69 nuovi segnali di associazione. Hanno quindi mappato 448.142 elementi regolatori cis (sequenze di DNA non codificanti in o vicino a un gene) nel pancreas e nei tipi di cellule del sangue periferico.

“Combinando queste due metodologie, siamo stati in grado di identificare le funzioni specifiche del tipo di cellule delle varianti della malattia e scoprire un ruolo causale predittivo per le cellule esocrine pancreatiche nel diabete di tipo 1, che siamo stati in grado di convalidare sperimentalmente”, ha detto Gaulton.

Le cellule esocrine pancreatiche producono enzimi secreti nell’intestino tenue, dove aiutano a digerire il cibo.

Il coautore Maike Sander, professore nei dipartimenti di pediatria e medicina cellulare e molecolare presso la UC San Diego School of Medicine e direttore del Pediatric Diabetes Research Center, ha affermato che i risultati rappresentano un importante passo avanti nella comprensione delle cause del diabete di tipo 1 . Ha descritto il lavoro come “uno studio fondamentale”.

“L’implicazione è che la disfunzione delle cellule esocrine potrebbe essere un importante contributo alla malattia. Questo studio fornisce una tabella di marcia genetica da cui possiamo determinare quali geni esocrini possono avere un ruolo nella patogenesi della malattia”.

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Il primo autore Joshua Chiou, PhD, un neolaureato del programma di laurea in scienze biomediche presso l’UC San Diego ha aggiunto: “Capire come il diabete di tipo 1 ha origine a livello cellulare è un passaggio fondamentale nella ricerca di trattamenti per invertire il suo corso e, in ultima analisi, prevenire il malattia del tutto. ”

I co-autori includono: Ryan J. Geusz, Mei-Lin Okino, Jee Yun Han, Michael Miller, Rebecca Melton, Elisha Beebe, Paola Benaglio, Serina Huang, Katha Korgaonkar e Sebastian Preissl tutti all’UC San Diego; David U. Gorkin, Emory University; e Sandra Heller e Alexander Kleger, Università di Ulm, Germania.

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