کشف یک سلول T شبه بنیادی در دیابت نوع 1 پتانسیل بهبود ایمونوتراپی سرطان را دارد

30نوامبر 2021- دیابت نوع 1 به عنوان یک بیماری خودایمنی، سؤالات مهمی در مورد فعالیت سلول های ایمنی ایجاد می کند که پیامدهای گسترده ای برای ایمونوتراپی دارد.

از نظر یک ایمونولوژیست، بیماری های خود ایمنی مانند دیابت نوع 1 ، نقطه ی مقابل سرطان هستند. در بیماریهای خود ایمنی، سیستم ایمنی بیش از حد کار می کند و به صورت بی امان به اندام های بدن حمله می کند و در نهایت باعث ایجاد بیماری می شود. در سرطان، سیستم ایمنی خاموش می شود و نمی تواند یک حمله تهاجمی برای جلوگیری از شکل گیری سرطان انجام دهد.چرا سیستم ایمنی در این دو مورد بسیار متفاوت عمل می کند؟ هیچ کس نمی داند.

دکتر Andrea Schietinger، ایمونولوژیست تومور در موسسه اسلون کترینگ (SKI) در مرکز سرطانMemorial Sloan Kettering  که پدیده اختلال عملکرد سلول های ایمنی در سرطان را مطالعه می کند، می گوید: این یک راز واقعی در این زمینه بود.ما فکر کردیم که اگر بتوانیم نحوه برنامه ریزی سلول هایT خودایمنی را بفهمیم، آنگاه می توانیم این اطلاعات را گرفته و روی سلول هایT خاص تومور اعمال کنیم تا آنها را در از بین بردن سرطان موثرتر سازیم.

مسیر این تحقیق کمی طولانی بود. برای پیگیری این پروژه تحقیقاتی جاه طلبانه، دکتر شیتینگر جایزه مبتکر جدید مدیر مؤسسه ملی بهداشت (NIH) را در سال 2017 دریافت کرد، فرصتی برای تأمین مالی که به طور خاص از علم پرخطر و با پاداش بالا پشتیبانی می کند. این پروژه منجر به یک تلاش مشترک بین تیم تحقیقاتی دکتر شیتینگر، به ویژه   Sofia Vaccarino Gearty، دانشجوی دکترای پزشکی در آزمایشگاه شیتینگر، و دانشمندان  Doron Betel، Friederike Dündarو Paul Zumbo از Weill Cornell Medicine، شد.

اکنون، چهار سال پس از این همکاری، نتایجی به دست آمده است که محققان آن را در ژورنال نیچر در 30 نوامبر 2021 منتشر کردند، آنها گزارش دادند که توانایی سلول‌هایT خودایمنی برای ادامه مبارزه، به جمعیتی از سلول‌هایT شبه بنیادی بستگی دارد که دائماً ذخایر سلول هایT خود واکنشی را تامین می‌کنند. نقش این نوع از سلول‌هایT شبه بنیادی هرگز قبلاً در بیماری‌های خودایمنی کشف نشده بود و محققان فکر می‌کنند که این نتایج می‌تواند اطلاعات مهمی را برای بهبود درمان بیماری‌های خودایمنی و سرطان در اختیار آنها بگذارد.

مدل سازی دیابت در موش

دیابت نوع 1 زمانی ایجاد می شود که بدن شروع به ساخت نوعی از سلول هایT می کند که به طور خاص سلول های تولید کننده انسولین یا همان سلولهای بتا را در لوزالمعده شناسایی کرده و آنها را از بین می برند. هنگامی که 80 درصد یا تعداد بیشتری از سلول های بتا از بین می روند، بدن دیگر نمی تواند سطح قند را در خون تنظیم کند و در نتیجه دیابت ایجاد می شود.

برای کشف اینکه چه چیزی دیابت نوع 1 را منحصر به فرد می کند، محققان به مدل موشی از این بیماری روی آوردند که دقیقاً منعکس کننده اتفاقاتی است که در افراد مبتلا به این بیماری رخ می دهد. آنها از تکنیکی برای برچسب زدن "سلول های T قاتل یا سلولهای CD8 T" استفاده کردند که سلول های بتا را شناسایی و می کشند. این به محققان اجازه داد تا ببینند سلول های T از کجا می آیند و به کجا می روند. سپس، محققان این سلول‌های T را برای بیش از 30 هفته در موش‌ها دنبال کردند.

مانند تمام سلول‌های ایمنی، سلول‌های CD8 T در رگ‌های لنفاوی در بدن حرکت می‌کنند که به طور دوره‌ای با غدد لنفاوی که به‌عنوان انبار عمل می‌کنند، تلاقی می‌کنند، جایی که سلول‌های ایمنی با نشانگرهای هشدار دهنده (به نام آنتی‌ژن) از تهدیدات بالقوه مانند میکروب‌ها یا سرطان برخورد می‌کنند. سلول‌های T سپس از این غدد لنفاوی، به بافت‌ها می‌روند و در آنجا به تهدیدات حمله می‌کنند. در مورد سلول های T خودواکنشی در دیابت، سلول ها از یک گره لنفاوی نزدیک پانکراس به خود پانکراس می روند، جایی که سلول های بتا را پیدا کرده و می کشند.

با مطالعه ی دقیق این سلول‌ها در طول سفر، محققان توانستند ببینند که سلول‌های T در غدد لنفاوی در مقایسه با سلول‌هایی که به لوزالمعده ختم می‌شوند، دارای خواص منحصربه‌فرد و متفاوتی هستند. به طور خاص، سلول های T در غدد لنفاوی دارای نشانگرهایی بودند که نشان می داد آنها سلول هایی شبیه به سلولهای بنیادی هستند در حالی که سلول هایT موجود در پانکراس، این نشانگرها را نداشتند.

محققان اشاره کردند که سلول های T مدت زیادی در پانکراس دوام نمی آوردند. بلکه آنها پس از کشتن چند سلول بتا، می میرند. اما یک گروه تازه از سلول‌هایT خودواکنشی به طور مداوم به پانکراس می‌رسند تا جایگزین سلول‌های Tکشته شده، شوند.

این به دانشمندان نشان داد که سلول‌هایT در غدد لنفاوی به عنوان سلول‌های بنیادی عمل می‌کنند که به بازسازی سلول‌هایT خود واکنش‌گر در پانکراس ادامه می‌دهند. معمای دیرینه این بود که چرا سلول‌هایT  خودواکنشی به همان روشی که سلول‌هایT خاص تومور عمل می کنند، خسته نمی‌شوند و پاسخ این است که "آنها به طور مداوم با سلولهای تازه نفس جایگزین می‌شوند".

در واقع، این جایگزینی دائمی سلول هایT خود واکنشی است که بیماری خودایمنی دیابت را ایجاد می کند. اگر سلول هایT جایگزین نمی شدند، نمی توانستند باعث بیماری شوند زیرا خیلی سریع می مردند.

فقط چند سلول برای ایجاد بیماری لازم است

این چیزی است که به نظر می رسد اتفاق می افتد. اما برای اثبات اینکه سلول های بنیادی مسئول ایجاد بیماری هستند، دانشمندان آزمایش دیگری انجام دادند. آنها تعداد انگشت شماری از این سلول ها را به یک موش جدید منتقل کرده و بررسی کردند که آیا موش جدید به دیابت مبتلا می شود یا خیر. مطمئناً انتقال 10 سلول برای ایجاد دیابت در موش کافی بود. نه تنها این، بلکه انتقال تعداد کمی از این سلول ها از موش تازه دیابتی به موش سوم کافی بود تا موش جدید دیابتی شود، و غیره و غیره، برای بیش از هفت ماه.

در مقابل، انتقال صدها هزار سلول Tپانکراس به یک موش جدید نتوانست باعث این بیماری شود. این به محققان نشان داد که جمعیت سلول های Tشبه بنیادی، برای ایجاد این بیماری بسیار مهم است.

سپس آنها پرسیدند اگر سلول های Tنتوانند به پانکراس مهاجرت کنند، چه اتفاقی می افتد. محققان دارویی را می شناختند که از مهاجرت سلول های Tبه خارج از غدد لنفاوی جلوگیری می کند. هنگامی که محققان این دارو را به موش های خود دادند، موش ها از دیابت محافظت شدند - ظاهراً به این دلیل که سلول های Tدر حال مرگ در پانکراس نمی توانند با سلول های جدید جایگزین شوند. این آزمایش شواهد بیشتری از اهمیت این جمعیت سلول های Tشبه بنیادی را در ایجاد بیماری خودایمنی ارائه کرد.

دخالت چنین جمعیتی از سلول های شبه بنیادی هرگز قبلاً در ابتلا به دیابت نوع 1 کشف نشده بود و دکتر شیتینگر فکر می کند که این سلولها می توانند یکی از ویژگی های دیگر بیماری های خود ایمنی نیز باشند.

مکانی ویژه برای تحقیقات بنیادی

دکتر شیتینگر وقتی شش سال پیش به SKIآمد، هرگز انتظار نداشت که بر روی دیابت تحقیق کند. او می‌گوید: من تصور می‌کردم که به عنوان یک ایمونولوژیست تومور فقط باید بر روی سرطان کار کنم، اما اینطور نبود. SKI تعهد بسیار قوی برای حمایت از علوم پایه به هر کجا که منجر شود، دارد. این یکی از ویژگی هایی است که کار در اینجا را بسیار خاص می کند. او و تیمش اکنون با متخصصان دیابت در MSK و سایر موسسات همکاری می کنند تا روی مجموعه بعدی سوالات هیجان انگیز کار کنند.

در نهایت، آنها امیدوارند که بتوانند بیماری‌های خودایمنی را درمان کنند و این اطلاعات را از دیابت به سرطان ترجمه کنند تا به حفظ سلول‌های ایمنی برای مدت طولانی‌تری برای مقابله با سرطان کمک کنند.

منبع:

https://www.sciencedaily.com/releases/2021/11/211130141540.htm