Typ-1-Diabetes: Immunzellen im Attacke-Modus identifiziert

Eine Untergruppe von CD4-T-Zellen spielt womöglich eine Rolle bei der Entstehung von Typ-1-Diabetes. Bereits vor dem Auftreten von Symptomen lassen sich transkriptionelle Veränderungen in diesen Immunzellen beobachten, wie eine neue Studie zeigt.

Bis die meisten Betroffenen von ihrem Typ-1-Diabetes (T1D) erfahren, sind bereits ein Großteil der insulinproduzierenden Zellen des Körpers zerstört. Laut einer neuen Studie der Perelman School of Medicine an der University of Pennsylvania (USA) spielt eine bislang unentdeckte Untergruppe von CD4-T-Zellen dabei möglicherweise eine Rolle. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Science Immunology“ veröffentlicht. Sie könnten eine Chance bieten, T1D zu erkennen – und sogar zu stoppen.

„Unsere Forschung hat die attackierenden Zellen erstmals sozusagen in Aktion beobachtet, während sich die Krankheit noch entwickelt; wir sehen nicht erst die Folgen, nachdem das Immunsystem die insulinproduzierenden Zellen in der Bauchspeicheldrüse zerstört hat“, so Dr. Golnaz Vahedi, Professorin für Genetik und Korrespondenzautorin der Studie.

Frühe transkriptionelle Veränderungen

Die Forschenden analysierten fast eine Million Immunzellen – Zelle für Zelle – aus den Lymphknoten der Bauchspeicheldrüse und der Milz von 43 Organspendern mit und ohne T1D. In den pankreatischen Lymphknoten der Spender mit aktivem T1D identifizierten sie dabei eine einzigartige Untergruppe von CD4-T-Zellen. Diese Zellen waren von einer erhöhten Aktivität der Transkriptionsfaktoren NFKB1 und BACH2 gekennzeichnet, mit denen ein umfangreiches Chromatin-Remodeling assoziiert war.

Das Team bestätigte die Ergebnisse zusätzlich in einem Mausmodell für T1D. Darüber hinaus beobachteten die Wissenschaftler in den Tieren dieselben Muster auch in der präsymptomatischen Phase. „Das deutet darauf hin, dass die Fehlfunktion des Immunsystems früh beginnt, möglicherweise während viele insulinproduzierende Beta-Zellen noch gesund sind“, so Vahedi.

Neue potenzielle Blut-Biomarker

In B-Zellen aus der Milz fanden die Forschenden ebenfalls T1D-spezifische molekulare Veränderungen, die sich auch in Blutproben nachweisen ließen. Daüber könnte sich das T1D-Risiko womöglich schon Jahre vor dem Auftreten von Symptomen erkennen lassen. „Die in der Milz nachweisbaren Veränderungen bedeuten, dass wir Risikokinder, beispielsweise Familienmitglieder von Typ-1-Diabetes-Patienten, ohne invasive Eingriffe überwachen könnten“, erklärt Vahedi. „Wenn wir die Signalwege blockieren können, die diese entarteten CD4-T-Zellen antreiben, könnten wir Typ-1-Diabetes möglicherweise verzögern oder sogar verhindern.“

Organspenden machen Forschung möglich …

Die Pankreas- und Lymphknotengewebe stammten von verstorbenen Organspendern im Rahmen des Gift of Life Donor Program. Bisher wurden Gewebe von über 200 Organspendern untersucht und Daten generiert, auf die andere Wissenschaftler über die öffentliche Datenbank PANC-DB kostenlos zugreifen können. Die Forschung ist außerdem Teil des Human Pancreas Analysis Program (HPAP), das 2016 mit Fördermitteln der National Institutes of Health (NIH) ins Leben gerufen wurde. Es soll helfen, die Bauchspeicheldrüse eingehend zu untersuchen und die genauen Vorgänge in diesem Organ vor und während der Entstehung von Typ-1- und Typ-2-Diabetes zu entschlüsseln.

… damit KI die Nadel im Heuhaufen finden kann

Kürzlich wurde die Finanzierung für weitere vier Jahre verlängert. Vahedi und ihr Forschungsteam hoffen nun, KI-Modelle zu entwickeln, die nicht nur die Früherkennung von T1D ermöglichen, sondern die Krankheit auch auf molekularer Ebene abbilden können. „Unser Ziel ist es, der KI die molekulare Sprache von Typ-1-Diabetes beizubringen – wir trainieren sie mit den pathogenen Zellen in den Lymphknoten der Bauchspeicheldrüse, damit sie deren Spuren im Blut selbst dann erkennen kann, wenn sie wie die Nadel im Heuhaufen sind“, so Vahedi.

(mkl/BIERMANN)