Kas yra 1 tipo diabeto priežastis? Kodėl Mokslininkai Žemėlapius suranda norėdami sužinoti

Žmogaus kūną sudaro apie 100 trilijonų ląstelių. Naujas mega-mokslas stengsis katalizuoti ir vaizduoti kiekvieną iš 200 ar daugiau tipų ląstelių iš 80 žinomų organų ir nustatyti genus, kurie yra aktyvūs šiuose ląstelėse.

Šios naujos pastangos yra susijusios su Žmogaus genomo projekto kulnais, kurie 1990 m. Ir 2000 m. Dabar mokslininkai sukūrė naują ir įdomų iššūkį: sukurti viso žmogaus kūno žemėlapį - projektą, vadinamą žmogaus biologinės molekulinės atlaso programa, arba HuBMAP. Floridos universitetas yra vienas iš penkių dalyvaujančių audinių žemėlapių centrų. Čia UF centre mes esame atsakingi už tymus, limfmazgius ir blužnį - visus svarbiausius imuninės sistemos komponentus.

Aš beveik 35 metus mokiausi 1 tipo diabeto ar nepilnamečių diabeto, o kartu su kitais kolegomis iš UF diabeto instituto bandžiau rasti būdą, kaip užkirsti kelią ligai ir ją išgydyti. Tai buvo iššūkis iki šiol, nes mes nežinojome, kas sukėlė 1 tipo diabetą.

Mūsų, kaip audinių kartografavimo centro, tikslas - nustatyti unikalius ląstelių tipus, kurių baltymus jie gamina ir kokie genai yra įjungti, ir sukurti kiekvieno organo virtualų trimatį modelį. Šis žemėlapis informuos apie daugelio ligų, įskaitant 1 tipo diabetą, tyrimus.

Kodėl svarbu suprasti 1 tipo diabeto priežastis?

Žinome, kad 1 tipo cukrinis diabetas yra vadinamasis „autoimuninis sutrikimas“. 1 tipo cukriniu diabetu imuninės ląstelės, vadinamos „T limfocitais“, numato, kad sunaikina kasos beta ląsteles, atsakingas už insulino gamybą, kuri reguliuoja cukraus kiekį. mūsų kraujyje.

Prieš šiek tiek daugiau nei prieš dešimtmetį, nusivylęs negalėjimu užkirsti kelią ligai ir ją išgydyti, pradėjau iniciatyvą surinkti žmogaus pirštus nuo I tipo diabeto organų donorų ir tų, kurie neturi ligos. Pastaroji grupė buvo surinkta siekiant suprasti „normalią“ sveiką kasą. Iki šiol surinko kasą iš daugiau nei 500 asmenų. Mes platinome šiuos audinius maždaug 230 projektų 21 šalyje visame pasaulyje. Šios pastangos rezultatai leido sukurti naujus atradimus, kurie perrašė mūsų supratimą apie tai, kaip ši liga vystosi.

Pacientams, kuriems diagnozuotas 1 tipo cukrinis diabetas, vien tik JAV apie 25 000 per metus, gyvybei priklauso nuo kasdienio insulino injekcijos, kad išgyventų, ir turi didelę riziką susirgti ilgalaikėmis medicininėmis komplikacijomis, įskaitant aklumą, inkstų ligą, niežulius, galūnę. amputacijos ir širdies ir kraujagyslių ligos. Šiandien manoma, kad su šiuo sutrikimu gyvena beveik 1,25 mln. Žmonių JAV.

Kadangi šios komplikacijos yra sunkios asmenims, sergantiems šia liga, galbūt dar bauginantys yra daug kasdienio gyvenimo būdo veiksniai, kurie turi būti kontroliuojami arba apskaitomi, kad būtų galima patikrinti ligą: angliavandenių stebėjimas, pratybų įvertinimas, cukraus kiekio kraujyje įvertinimas ir insulino vartojimas išvengti aukšto ir žemo gliukozės kiekio kraujyje. Tai yra tik keletas kasdieninių ligų problemų.

Dėl šių priežasčių mūsų kolektyvinių tyrimų pastangos UF diabeto institute visada buvo suprasti, kas sukelia šią ligą. Žinant, kad mes galėtume prognozuoti, kas yra rizikingas, nustatyti būdus, kaip užkirsti kelią ligos progresavimui, ir sukurti gydomąjį gydymą.

Kodėl studijuoti šiuos organus?

1 tipo diabetas yra tik vienas iš daugiau kaip 80 žinomų autoimuninių ligų, kurių, dėl nežinomų priežasčių, imuninė sistema pasisuka prieš save. Be autoimunijos, imuninis atsakas taip pat yra pagrindinė sveikatos sudedamoji dalis kovojant su vėžiu ir infekcinėmis ligomis. Iš mūsų patirties, tiriant kasos ir 1 tipo cukriniu diabetu, matome didelius žingsnius suprasti imuniteto vaidmenį kiekviename iš šių nustatymų, naudojant žemėlapius. Tai leis giliai nardyti, kaip veikia imuninė sistema.

Sveikam asmeniui T ląstelės tampa aktyvios tik reaguojant į infekciją ar vėžio ląsteles. Tačiau tiems, kurie yra linkę į autoimuninę ligą, tam tikros T ląstelės gali būti klaidingai aktyvuotos „savarankiškų“ baltymų pagalba, todėl jos gali sunaikinti sveiką audinį.

Kitomis aplinkybėmis, pvz., Vėžiu ar infekcine liga, imuninė sistema nesugeba užtikrinti pakankamai stipraus atsako, kad būtų veiksminga. Arba imuninės sistemos ląstelės nekontroliuojamai dauginasi, o tai sukelia kraują ir limfinę vėžį, pavyzdžiui, limfomą ir leukemiją. Štai kodėl timuso, blužnies ir limfmazgiai yra svarbūs audiniai tiems, kurie studijuoja sveiką žmogaus imuninę sistemą. Mokslininkai turi suprasti sveiką visų šių organų pradžią, kad galėtume atpažinti, kai viskas pradeda netinkamai veikti ir keisti, todėl atsiranda autoimuninė liga, vėžys ir infekcinės ligos. Kitaip tariant, pirmiausia turime suprasti, kas yra normalioji limfinė sistema per visą žmogaus gyvenimą.

Kodėl svarbu apibrėžti normalią reikšmę?

Jums gali būti įdomu, kur tiksliai mes gauname šias normalias ląsteles. Kaip mes darėme per pastaruosius 11 metų, iš mirusiųjų organų donorų gausime transplantacijos laipsnio žmogaus audinius per organų pirkimų organizacijas, kai šeimos narys arba teisininkas bus informuotas. Gydymo metu šios brangios anatominės dovanos, kurios blužnies, kamščio ir limfmazgių atveju nėra tinkamos gyvybei transplantacijos procedūroms, suteikia nepakeistą mokslinio tyrimo ir atradimo šaltinį.

Į šiuos pradinius tyrimus bus įtraukti tik tie audiniai, kurie laikomi „normaliais“, kuriems nėra žinomos ar pastebimos patologijos. Mes surinksime audinius iš donorų, pradedant nuo kūdikių iki suaugusiųjų iki 70 metų amžiaus. Tikimės, kad tai suteiks įžvalgų apie tai, kaip amžius keičia visų ląstelių tipus ir sveikatą kiekviename organe.

UF Diabeto institute daugialypė komanda, įskaitant ląstelių ir molekulinius biologus, hematopatologus, kurie tiria klinikinius limfinius mėginius, biomedicinos inžinierius, imunologus ir daugelį kitų bendradarbiauja „HuBMAP“ programoje. Iš tiesų, UF audinių kartografavimo centras glaudžiai bendradarbiaus su pasauliniu ekspertų tinklu pažangiausioje mikroskopijoje ir duomenų rinkime.

Sukuriame vaizdavimo vamzdyną, skirtą aptikti daugybę baltymų ir RNR molekulių, apibūdinančių nervą, kraujagysles, palaikomąjį audinį, vadinamą stroma, ir imunines ląsteles iš audinių gabalų, naudojant aštuonias skirtingas mikroskopijos formas.

Per pirmuosius dvejus metus „HuBMAP“ planuojame suskirstyti blužnį, tymų ir limfmazgius iš 11 organų donorų.

Tikimės, kad gauti duomenys atskleidžia naujus ląstelių tipus, molekulines ir ląstelių struktūras, ląstelių ląstelių sąveiką ir jų funkcines pasekmes žmogaus anatomijoje ir fiziologijoje. Taigi, tikimasi, kad didelės skiriamosios gebos trimatis žmogaus biologinės molekulinės atlaso programa palengvins atradimą.

Kaip aš nukentėjau savo 50-ųjų pabaigoje gyvenime, kasmet didėja kolegų, draugų ir šeimos narių, kuriems įtakos turi liga, skaičius. Aš taip pat neseniai tapo senelis. Norėčiau manyti, kad tai, ką siūlome daryti, turės dramatišką poveikį žmonių sveikatai ir dabartinėms, ir būsimoms kartoms. Tai būtų palikimas.

Šis straipsnis iš pradžių buvo paskelbtas Marko Atkinsono pokalbyje. Skaitykite originalų straipsnį čia.