Tế bào miễn dịch bất thường này có thể là nguyên nhân của bệnh tiểu đường loại 1?
Nghiên cứu gần đây đã phát hiện ra một loại tế bào bạch cầu bất thường có thể là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng tự miễn dịch ở bệnh tiểu đường loại 1.
Nhiều chuyên gia tin rằng bệnh tiểu đường loại 1 là một loại tình trạng xảy ra khi hệ thống miễn dịch tấn công chính mô của cơ thể.
Tuy nhiên, mặc dù bằng chứng từ nhiều nghiên cứu cho thấy bệnh tiểu đường loại 1 có nguồn gốc tự miễn dịch, nhưng các cơ chế sinh học cơ bản vẫn chưa được rõ ràng.
Nghiên cứu mới là công trình của các nhà khoa học tại Đại học Y khoa Johns Hopkins ở Baltimore, MD, và các cộng tác viên từ các tổ chức khác, bao gồm Trung tâm Nghiên cứu Thomas J. Watson của IBM ở Yorktown Heights, NY.
Trong một Ô , các tác giả mô tả cách họ tìm thấy một sự lai ghép "bất ngờ" giữa các tế bào miễn dịch B và T có vẻ như "có liên quan đến trung gian tự miễn dịch."
Họ thảo luận về cách khám phá phá vỡ “mô hình” rằng các tế bào của hệ thống miễn dịch thích ứng chỉ có thể là tế bào T hoặc B.
Phát hiện này cũng thách thức những nghi ngờ rằng một số nhà khoa học đã đưa ra ý tưởng rằng "tế bào lai giả mạo" hoặc "tế bào X" thúc đẩy phản ứng tự miễn dịch đằng sau bệnh tiểu đường loại 1.
Đồng tác giả nghiên cứu Abdel-Rahim A. Hamad, phó giáo sư về bệnh học tại Trường Y Đại học Johns Hopkins, cho biết: “Tế bào chúng tôi đã xác định được,“ là tế bào lai giữa hai loài ngựa chính của hệ thống miễn dịch thích ứng, B tế bào lympho và tế bào lympho T.
Ông giải thích rằng họ không chỉ tìm thấy cái gọi là tế bào X mà còn tìm thấy "bằng chứng mạnh mẽ cho thấy nó là động lực chính của phản ứng tự miễn dịch được cho là nguyên nhân gây ra bệnh tiểu đường loại 1."
Tuy nhiên, ông cảnh báo rằng những phát hiện của họ không đủ để chứng minh rằng tế bào lai trực tiếp gây ra bệnh tiểu đường loại 1. Các nghiên cứu sâu hơn bây giờ nên theo đuổi mục tiêu này.
Bệnh tiểu đường loại 1 và khả năng tự miễn dịch
Bệnh tiểu đường xảy ra khi có quá nhiều đường, hoặc glucose, trong máu của một người. Ở những người mắc bệnh tiểu đường loại 1, điều này phát triển khi tuyến tụy không sản xuất đủ insulin, đây là hormone giúp tế bào hấp thụ và sử dụng glucose để làm năng lượng.
Có quá nhiều đường trong máu rất nguy hiểm và gây tổn thương lâu dài cho các cơ quan. Những người mắc bệnh tiểu đường loại 1 phải dùng insulin mỗi ngày.
Theo Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh (CDC), khoảng 5% trong số 30,3 triệu người mắc bệnh tiểu đường ở Hoa Kỳ thuộc loại 1.
Các bác sĩ thường gọi bệnh tiểu đường loại 1 là “bệnh tiểu đường vị thành niên” bởi vì, mặc dù bệnh có thể phát triển ở mọi lứa tuổi, nhưng nó thường phát sinh hơn trong thời thơ ấu.
Các chuyên gia tin rằng bệnh tiểu đường loại 1 là một tình trạng tự miễn dịch, trong đó hệ thống miễn dịch tấn công và phá hủy các tế bào beta sản xuất insulin trong tuyến tụy. Tuy nhiên, họ không rõ ràng về các quá trình tế bào liên quan.
Đáp ứng tự miễn dịch dựa trên hai loại tế bào bạch cầu: tế bào lympho B và tế bào lympho T. Cùng với nhau, hai tế bào xác định và tấn công các thực thể gây ra mối đe dọa, chẳng hạn như vi khuẩn, vi rút và các tác nhân khác xâm nhập.
Mỗi tế bào có một loại thụ thể tế bào riêng, là một loại protein chỉ cho phép các tín hiệu cụ thể vào tế bào khi nó phù hợp với một đối tác liên kết duy nhất. Như vậy, tế bào B có thụ thể tế bào B (BCR) và tế bào T có thụ thể tế bào T (TCR).
Phép lai có cả thụ thể tế bào T và B.
Tế bào lai mà Hamad và các đồng nghiệp của ông đã tìm thấy là tế bào “biểu hiện kép (DE)” hiếm có biểu hiện BCRs và TCRs đang hoạt động.
Phản ứng miễn dịch thường bắt đầu khi một tế bào giám sát được gọi là tế bào trình diện kháng nguyên (APC) phát hiện ra kẻ xâm lược và bắt lấy chữ ký của nó.
Sau đó, APC sẽ di chuyển đến một bể chứa, chẳng hạn như một hạch bạch huyết, chứa các tế bào B và T chưa trưởng thành và trình bày chúng với chữ ký hoặc kháng nguyên của kẻ xâm lược.
Các tế bào T chưa trưởng thành có TCR phù hợp với kháng nguyên phản ứng với lệnh triệu hồi APC bằng cách chuyển đổi thành tế bào T giết người hoặc trợ giúp. Tế bào T của kẻ giết người phản ứng bằng cách tấn công trực tiếp kẻ xâm lược.
Tuy nhiên, các tế bào T trợ giúp phản ứng bằng cách kích hoạt các tế bào B chưa trưởng thành. Nếu các tế bào B có kháng nguyên phù hợp, chúng sẽ tạo ra các kháng thể tấn công và tiêu diệt kẻ xâm lược. Nếu không, chúng tạo ra một dấu ấn của kháng nguyên để có thể tấn công trong tương lai.
Hệ thống miễn dịch coi insulin là mục tiêu
Tuy nhiên, trong các phản ứng tự miễn dịch, kháng nguyên không xác định được kẻ xâm lược ngoại lai mà là các tế bào khỏe mạnh trong chính các mô của cơ thể. Kết quả là một cuộc tấn công mạnh mẽ có thể gây ra thiệt hại nghiêm trọng. Trong bệnh tiểu đường loại 1, điều này dẫn đến việc phá hủy các tế bào beta tuyến tụy.
Trong bài báo nghiên cứu của mình, các tác giả giải thích rằng các nhà khoa học không hiểu đầy đủ về các kháng nguyên “thúc đẩy quá trình kích hoạt các tế bào T tự hoạt động”, mặc dù thực tế là các nhà nghiên cứu đã kiểm tra chúng “rộng rãi”.
Trong trường hợp bệnh tiểu đường loại 1, các nhà khoa học tin rằng hệ thống miễn dịch coi insulin là kháng nguyên.
Hamad nói rằng các nhà khoa học thường đồng ý rằng các tế bào T coi insulin là kháng nguyên “khi hormone được liên kết với một vị trí trên APC được gọi là HLA-DQ8.”
"Tuy nhiên," ông nói thêm, "các thí nghiệm của chúng tôi chỉ ra rằng nó là một liên kết yếu và không có khả năng kích hoạt phản ứng miễn dịch mạnh dẫn đến bệnh tiểu đường loại 1."
Ông và các đồng nghiệp của mình phát hiện ra rằng tế bào DE mà họ phát hiện ra tạo ra một loại protein duy nhất được gọi là peptit x-Id. Bằng các thí nghiệm tế bào khác nhau, họ đã chỉ ra rằng khi peptit x-Id thay thế cho insulin, liên kết chặt chẽ hơn nhiều và tạo ra phản ứng miễn dịch mạnh hơn 10.000.
Tiềm năng sàng lọc và liệu pháp miễn dịch
Sử dụng mô phỏng máy tính, các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Nghiên cứu Thomas J. Watson của IBM đã có thể xác định cơ chế phân tử của liên kết peptit x-Id. Họ cũng có thể dự đoán phản ứng của tế bào T sẽ mạnh như thế nào.
Nhóm nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng những người mắc bệnh tiểu đường loại 1 có nhiều tế bào lympho DE và peptide x-Id trong máu hơn những người không mắc bệnh tiểu đường.
“Phát hiện này,” Hamad lập luận, “kết hợp với kết luận của chúng tôi rằng peptit x-Id nguyên tố tế bào T để chỉ đạo cuộc tấn công vào các tế bào sản xuất insulin, hỗ trợ mạnh mẽ mối liên hệ giữa tế bào DE và bệnh tiểu đường loại 1”.
Ông gợi ý rằng, với nhiều nghiên cứu hơn, những phát hiện này có thể dẫn đến sự phát triển của các phương pháp sàng lọc có thể xác định những người có nguy cơ mắc bệnh tiểu đường loại 1 cao hơn.
Một khả năng khác là những phát hiện này có thể dẫn đến các liệu pháp miễn dịch phá hủy các tế bào DE hoặc làm thay đổi chúng để chúng không thể kích hoạt phản ứng tự miễn dịch.
Hamad nói rằng rất có thể một ngày nào đó, họ sẽ phát hiện ra rằng các tế bào DE có liên quan đến các bệnh tự miễn dịch khác như viêm khớp dạng thấp và bệnh đa xơ cứng.
“Điều độc đáo về thực thể mà chúng tôi tìm thấy là nó có thể hoạt động như một tế bào B và một tế bào T. Điều này có thể làm nổi bật phản ứng tự miễn dịch bởi vì một tế bào lympho đang thực hiện đồng thời các chức năng thường yêu cầu các hành động phối hợp của hai tế bào. "
Abdel-Rahim A. Hamad
