Ricerca

Lo dicono gli scienziati: ci vorrà ipoteticamente ancora mezzo secolo per trovare la cura universale al diabete tipo 1: ma la misurazione dei cambiamenti dell’espressione genica nel tempo aiuta a capire se c’è il fattore di rischio

Un team di ricerca internazionale, tra cui l’Istituto di informatica sanitaria della University of South Florida, ha creato e convalidato un modello predittivo con potenziale per il monitoraggio precoce dei bambini a rischio di diabete di tipo 1

TAMPA, Florida (4 giugno 2021) — Il diabete di tipo 1 (T1D) è una malattia autoimmune in cui un sistema immunitario mal indirizzato distrugge gradualmente le cellule delle isole pancreatiche sane, con conseguente mancanza di insulina. La causa esatta del T1D rimane sconosciuta. Tuttavia, gli autoanticorpi reattivi alle cellule ? possono essere rilevati nel sangue circolante mesi o anni prima della diagnosi, aumentando la possibilità di intervenire per fermare o ritardare il T1D prima che i bambini sviluppino la malattia.

Pubblicità e progresso

Il monitoraggio del numero, il tipo e la concentrazione di anticorpi che compaiono nel sangue: aiutare a predire il rischio a lungo termine di progressione da autoimmunità al diabete di tipo 1 sintomatica.

Ora nuovi risultati suggeriscono che misurare il modo in cui i modelli di espressione genica nei globuli bianchi cambiano nei bambini a partire dall’infanzia – prima che compaiano gli autoanticorpi che indicano una reazione autoimmune contro le cellule predict – può prevedere prima e in modo più affidabile quali individui geneticamente suscettibili passeranno al T1D. Lo studio internazionale completo includeva co-ricercatori dell’Istituto di informatica sanitaria della University of South Florida (HII).

La ricerca è stata pubblicata il 31 marzo in Science Translational Medicine .

Il direttore dell’HII Jeffrey Krischer, PhD , professore presso il Dipartimento di medicina interna del Morsani College of Medicine della USF Health , e Hemang M. Parikh, PhD , un assistente professore di bioinformatica nel dipartimento di pediatria del Morsani College of Medicine della USF Health , sono stati co- ricercatori dello studio condotto dai ricercatori britannici dell’Università di Cambridge.

“La nostra identificazione di specifici cambiamenti nel sangue legati alle cellule natural killer fornisce prove del potenziale coinvolgimento di queste cellule immunitarie nell’insorgenza o nella progressione del diabete di tipo 1 nei bambini asintomatici”, ha detto il dott. Parikh. “Questo crea un possibile nuovo obiettivo per un intervento terapeutico precoce utilizzando la modulazione immunitaria”.

Questo studio si basava su campioni di sangue raccolti longitudinalmente da 400 bambini nel consorzio The Environmental Determinants of Diabetes in the Young (TEDDY) man mano che crescevano, dalla nascita all’età di 6 anni. (TEDDY segue i bambini a rischio di sviluppare il diabete di tipo 1, raccogliendo sangue e altri campioni molto prima che emergano i sintomi della malattia.)

Utilizzando approcci genomici e metodi analitici bioinformatici, i campioni di sangue sono stati elaborati per misurare l’espressione di migliaia di geni contemporaneamente. Ciò ha permesso ai ricercatori di identificare quali geni sono stati attivati ??e disattivati ??in ciascun bambino in diversi momenti.

Tra i principali risultati dello studio:

  • Scoperti cambiamenti dinamici e precoci nell’espressione genica dei globuli bianchi: indipendentemente dal fatto che progredissero o meno verso l’autoimmunità o il diabete di tipo 1 mentre maturavano, tutti i bambini nello studio hanno mostrato cambiamenti marcati nei modelli di espressione genica nel loro sangue entro i primi anni di vita. Questa osservazione mette in evidenza il contesto dinamico in cui i bambini sani sviluppano una malattia autoimmune precoce. Quando i ricercatori si sono adattati ai grandi cambiamenti nei modelli di espressione genica con l’età, sono diventati evidenti modelli molto specifici correlati al tasso di progressione verso la diagnosi di T1D. Hanno identificato cambiamenti nell’espressione genica del sangue non osservati nei bambini sani e questi cambiamenti sono iniziati prima di qualsiasi altra prova di autoimmunità. Inoltre, più velocemente si sono verificati i cambiamenti, più velocemente i bambini hanno progredito verso l’insorgenza del T1D.
  • Firma delle cellule NK collegata alla progressione del T1D: confrontando un modello specifico di espressione genica associato alla progressione del T1D con gruppi di geni espressi da molti tipi di cellule differenti, i ricercatori hanno scoperto che questo modello proveniva da una distinta popolazione di cellule immunitarie nota come natural killer (NK ) cellule . Sebbene le cellule NK siano state osservate nel pancreas di bambini con T1D di recente insorgenza, il ruolo di queste cellule immunitarie non ha un ruolo prominente nelle teorie attuali che spiegano come si sviluppa l’immunopatologia del T1D. È necessario uno studio più dettagliato per determinare se le cellule NK contribuiscono attivamente al processo autoimmune correlato al T1D distruggendo le cellule nel pancreas, riflettendo una risposta fisiopatologica.
  • Creato un modello predittivo robusto, confermato in modo indipendente: i ricercatori hanno utilizzato le loro nuove conoscenze sui cambiamenti longitudinali nei modelli di espressione genica per costruire un modello per prevedere quali bambini avrebbero contratto il T1D e quando era probabile che si verificasse l’insorgenza della malattia. Il modello predittivo incorpora le ultime prove su come la sieroconversione degli autoanticorpi influenzi la progressione verso il diabete di tipo 1. La sua accuratezza è stata convalidata utilizzando un secondo gruppo indipendente di bambini prediabetici dallo studio di previsione e prevenzione del diabete di tipo 1 .

 

“Questo tipo di ricerca su larga scala è possibile solo attraverso la collaborazione di molte persone, compresi bambini sani a rischio di T1D, pazienti con T1D, le loro famiglie e innumerevoli altri”, ha aggiunto il dott. Parikh. “USF è fortunata a svolgere un ruolo in questi enormi sforzi internazionali per affrontare questa complessa malattia autoimmune”.

###

Il lavoro è stato sostenuto da molteplici sovvenzioni dal National Institutes of Health . Il Dr. Krischer dell’USF Health guida il centro di coordinamento per il consorzio TEDDY finanziato dall’NIH.