Le infezioni enterovirali sono implicate nell’autoimmunità delle isole e nella patogenesi del diabete di tipo 1 (T1D). Lo stress e il danno significativi delle cellule beta si verificano con infezione virale, portando a cellule disfunzionali e vulnerabili alla distruzione.
Le cellule beta derivate dalle cellule staminali umane (SC-?) sono gruppi cellulari che producono insulina che assomigliano molto alle cellule beta native. Per comprendere meglio gli eventi scatenati dall’infezione enterovirale delle cellule beta , i ricercatori del Dipartimento di Microbiologia e Biologia delle cellule molecolari e Leroy T. Canoles Jr. Cancer Research Center, Eastern Virginia Medical School, Norfolk, USA hanno studiato i cambiamenti trascrizionali e proteomici nelle cellule SC-beta sfidati con il virus coxsackie B (CVB). Questi hanno confermato l’infezione dimostrando che le proteine ??virali sono state colocalizzate con cellule SC-beta insulino-positive mediante immunocolorazione.
L’analisi del trascrittoma ha mostrato una diminuzione dell’espressione del gene dell’insulina in seguito all’infezione e l’analisi trascrizionale e proteomica combinata ha rivelato l’attivazione di vie immunitarie innate, tra cui l’interferone di tipo I (IFN), i geni stimolati dall’IFN, il fattore nucleare-kappa B (NF-?B) e le citochine infiammatorie a valle e il complesso maggiore di istocompatibilità (MHC) classe I. Infine, rilascio di insulina da parte delle cellule SC-? infette da CVB4 era compromesso.
Questi risultati trascrizionali, proteomici e funzionali sono in accordo con le risposte nelle isole umane primarie infettate da CVB ex vivo. Le cellule SC-beta umane possono fungere da surrogato delle isole umane primarie in modelli di diabete indotti da virus. Poiché le cellule SC-beta umane sono più geneticamente trattabili e accessibili rispetto alle isole primarie, possono fornire una piattaforma preferita per studiare la patogenesi del T1D e sviluppare nuovi trattamenti.
Il diabete di tipo 1 (T1D) è una malattia autoimmune infiammatoria caratterizzata dalla distruzione delle cellule beta del pancreas. Sebbene l’eziologia del T1D non sia stata completamente compresa, si sospetta da tempo che le infezioni enterovirali siano un fattore che contribuisce. Le infezioni virali possono spiegare la crescente prevalenza del diabete e le variazioni stagionali dell’insorgenza. Gli antigeni virali di Coxsackie possono essere rilevati nei tessuti pancreatici da soggetti con T1D e l’RNA virale sierica è più frequentemente riportato nei casi T1D anche prima del rilevamento di autoanticorpi, indicando che l’infezione virale può partecipare presto alla patogenesi del T1D. Le cellule di isole pancreatiche umane esprimono il coxsackie e il recettore dell’adenovirus (CAR) e possono verificarsi stress e danni significativi a cellule beta in seguito a infezione virale, come evidenziato in campioni di T1D e soggetti autoanticorpo positivi. Inoltre, l’autoimmunità dell’isoletta umana è associata a un’infezione prolungata del coxsackievirus. Studi di associazione a livello del genoma mostrano associazioni tra il rischio di T1D umano e polimorfismi nei geni di risposta all’interferone (IFN) nella popolazione generale. Gli scienziati Usa assieme ad altri hanno riferito che le citochine infiammatorie e le vie IFN di tipo I sono indotte a seguito del trattamento di isole umane con virus coxsackie B (CVB) 4 ex vivo e isole innestate in vivo. Complessivamente, tali risultati suggeriscono una potenziale relazione tra infezione da virus, induzione di IFN e sviluppo di autoimmunità.
Le cellule staminali pluripotenti umane (hPSC), compresa la linea di cellule staminali embrionali umane (hESC) HUES8, possono essere differenziate in un fenotipo endocrino attraverso trattamenti con cocktail di agonisti di piccole molecole e fattori di crescita. Queste cellule ? derivate dalle cellule staminali (SC-beta ) sono costituite da cellule ? produttrici di insulina in grado di rispondere a sfide ad alto contenuto di glucosio e depolarizzazione con cloruro di potassio e cellule aggiuntive ormone-positive sono rappresentate nei gruppi cellulari, tra cui il glucagone- produzione di cellule alfa. Poiché sono differenziate dalle cellule progenitrici clonali, le cellule SC-beta possono fornire una piattaforma accessibile per lo sviluppo terapeutico del diabete e la modellizzazione della malattia.
L’obiettivo dei ricercatori era di determinare se le cellule SC-beta umane possono servire da modello per esaminare in che modo l’infezione virale può contribuire al T1D. Dopo aver confermato che le cellule SC- beta umane possono essere infettate con CVB, questi hanno definito le risposte proteomiche, trascrizionali e funzionali a seguito dell’infezione virale. Qui, segnalano che l’infezione da CVB delle cellule SC-beta induce forti risposte immunitarie innate, diminuzioni trascrizionali dell’insulina e rilascio di insulina alterato.