Биомаркер, определяющий раннюю гибель бета-клеток при диабете 1 типа

Бета-клетки поджелудочной железы производят инсулин. Их смерть – ключевая особенность диабета 1 типа, и эта потеря начинается задолго до постановки диагноза. Однако не было простого способа измерить эту раннюю потерю.

Анат Шалев, М.D., и его коллеги из Университета Алабамы в Бирмингеме определили ранний биомаркер потери бета-клеток, связанной с диабетом 1 типа, у людей – микроРНК-204 или miR-204.

"Сыворотка miR-204," Шалев сказал, "может предоставить столь необходимый новый подход к оценке ранней потери бета-клеток человека, связанной с диабетом 1 типа, даже до начала явного заболевания."

МикроРНК находятся в клетках животных и растений, где они помогают контролировать экспрессию генов. В предыдущей работе Шалев обнаружил, что miR-204 играет ключевую роль в регулировании выработки инсулина и других критических процессов бета-клеток.

Теперь, в исследовании, опубликованном в Американском журнале физиологии-эндокринологии и метаболизма, Шалев и его коллеги сообщают, что miR-204, который сильно обогащен бета-клетками человека, высвобождается умирающими бета-клетками. После этого высвобождения он становится обнаруживаемым в циркулирующей крови.

Измерения с использованием образцов крови человека показали, что уровень miR-204 в сыворотке был повышен у детей и взрослых с ранним диабетом 1 типа и у людей с аутоантителами, которые подвержены риску диабета 1 типа, но не повышался при диабете 2 типа или другом аутоиммунном заболевании. Кроме того, уровни miR-204 в сыворотке обратно коррелировали с оставшейся функцией бета-клеток при недавно начавшемся диабете 1 типа.

"Наличие неинвазивного, простого метода, достаточно чувствительного для обнаружения ранней потери бета-клеток, особенно до постановки диагноза диабета 1 типа, имеет решающее значение для того, чтобы можно было начать любое терапевтическое вмешательство как можно раньше в процессе болезни и в идеале до того, как большая часть бета-клеток будет уничтожена," Шалев сказал.

Шалев является профессором отделения эндокринологии, диабета и метаболизма Медицинского департамента UAB и руководит Центром комплексного диабета UAB.

Детали исследования

Открытие биомаркера было поэтапным процессом, основанным на гипотезах, начиная с наблюдения, что miR-204 имеет в 108 раз более высокую экспрессию в бета-клетках островков поджелудочной железы по сравнению с альфа-клетками поджелудочной железы.

Исследователи впервые показали, что miR-204 высвобождается культивированными бета-клетками крысы после индукции гибели клеток стрептозотоцином. Затем они показали, что уничтожение бета-клеток у мышей, получавших стрептозотоцин, привело как к диабету, как и ожидалось, так и к значительному увеличению уровней miR-204 в сыворотке крови.

Затем они показали, что воспалительные цитокины, связанные с диабетом 1 типа, которые вызывают гибель бета-клеток, вызывают высвобождение miR-204 как из культивируемых бета-клеток крысы, так и из первичных островков поджелудочной железы человека.

Чтобы протестировать miR-204 на людях, они изучили сыворотку людей, перенесших аутологическую трансплантацию островков поджелудочной железы. Известно, что трансплантация островков связана с массовой гибелью бета-клеток вскоре после трансплантации. Исследователи обнаружили, что уровни miR-204 в сыворотке резко выросли через 20-40 минут после инфузии островков.

Затем исследователи обнаружили, что уровень miR-204 в сыворотке крови был значительно повышен у детей с недавно начавшимся диабетом 1 типа. Он также был повышен почти в три раза у взрослых с недавно начавшимся диабетом 1 типа и более чем в два раза у людей с аутоантителами, которые подвергали их риску развития диабета 1 типа.

Напротив, он не был значительно повышен у людей с диабетом 2 типа или людей с аутоиммунным заболеванием ревматоидным артритом. Он не был значительно повышен у людей, которые долгое время страдали диабетом 1 типа и потеряли большую часть своих бета-клеток.

Шалев и его коллеги обнаружили, что сывороточный miR-204 коррелирует с остаточной функцией бета-клеток, измеренной с помощью "Золотой стандарт" площади под кривой, стимулированной смешанным приемом пищи, С-пептида. Сыворотка miR-204 также показала хорошую прогностическую диагностическую способность в контексте раннего диабета 1 типа, включая способность дифференцировать недавно возникший диабет 1 типа у взрослых от диабета 2 типа. Это полезно, потому что взрослым с диабетом 1 типа часто ставят неправильный диагноз, когда впервые обнаруживают, что у них диабет.

Блог Брикса