Маркери пуповинної крові можуть передбачити розвиток діабету 1 типу у майбутньому
У майбутньому може з'явитися новий тест для виявлення діабету 1 типу, оскільки вчені виявили маркери в крові пуповини дітей, які згодом діагностували цей діагноз.
У новому дослідженні, опублікованому в журналі Nature Communications, вчені з Університету Флориди та Лінчепінгського університету в Швеції виявили, що ранні ознаки діабету 1 типу можна виявити в крові пуповини, яка з'єднує дитину з плацентою під час вагітності та відкидається при народженні.
Це не означає, що діабет зумовлений, — сказала Анжеліка Аренс, провідний автор дослідження та науковий співробітник-дослідник у галузі мікробіології в Інституті харчових та сільськогосподарських наук Університету Флориди (UF/IFAS).
«Це означає, що біологія формується в період, коли системи все ще мають високу адаптивність», - сказав Аренс.
Діабет 1 типу виникає, коли імунна система помилково атакує бета-клітини підшлункової залози, що виробляють інсулін, руйнуючи їх. Це означає, що організм не може належним чином регулювати рівень цукру в крові, що призводить до необхідності довічного лікування та потенційно серйозних проблем зі здоров'ям. За оцінками, у світі близько 8,4 мільйона людей живуть із діабетом 1 типу, і очікується, що протягом наступних 20 років це число збільшиться до 17 мільйонів.
Дані нового дослідження свідчать, що процес, що призводить до запалення, починається під час вагітності, сказала Аренс.
«Ці процеси можуть створити більш сприятливі біологічні умови для ураження підшлункової залози. Було б корисно, якби маркери в пуповинній крові могли попередити лікарів, оскільки нинішній скринінг заснований на генетичному аналізі або вимагає наявності антитіл до власних антигенів, на той час захворювання вже значно прогресує. Знання того, як протидіяти цим процесам та запаленню, буде дуже важливим у наших подальших дослідженнях цих маркерів, оскільки це може допомогти у розробці методів лікування або зміні способу життя в ранньому дитинстві», - Анжеліка Аренс, провідний автор дослідження та науковий співробітник-дослідник у галузі мікробіології в Інституті харчових та сільськогосподарських наук Університет.
Дослідники вивчають 16 683 немовлят у Швеції, групу, відому як «Всі немовлята Південно-Східної Швеції» (ABIS). Ця когорта, що охоплює всі регіони Швеції, відстежує немовлят, які народилися в період із 1997 по 1999 рік. Для кожної дитини сім'я, і потім і самі учасники дослідження, надали велику інформацію минулий період, включаючи періодичні біологічні аналізи. За учасниками ABIS ведеться спостереження досі.
Вчені використовували машинне навчання виявлення білків, що з ризиком розвитку діабету 1 типу, з прикладу пуповинної крові частини цих людей. Потім вони шукали закономірності в білках, пов'язаних із ризиком захворювання, використовуючи прогностичні моделі, сказав Аренс. Цей аналіз включає багаторазове тестування і уточнення моделей для сотень білків, щоб забезпечити надійні результати.
Для синтезу даних по всіх білках дослідники використовували HiPerGator Університету Флориди, найшвидший у країні суперкомп'ютер, що належить університету. За словами Аренса, це зробило їхню роботу ефективною, відтворюваною та масштабованою.
«Доступ до HiperGator допоміг просунути це дослідження вперед і створює хороші умови для майбутньої роботи з більшими та різноманітними групами населення», - сказала вона.
У дослідженій групі вчені виявили білкові маркери, що спостерігаються при народженні, тісно пов'язані з розвитком у майбутньому інсулінозалежного діабету.
Вчені також виявили, що на деякі з цих маркерів, пов'язаних із майбутніми захворюваннями, можуть впливати певні поліфторалкильні хімічні речовини, так звані «вічні хімічні речовини», вплив яких мати піддавалася під час вагітності.
Джонні Людвігссон, старший професор кафедри біомедичних та клінічних наук Лінчепінгського університету та один із авторів дослідження, заявив, що дослідження стало результатом плідної співпраці між вченими зі Швеції та США.
«Наше дослідження показує, що поєднання кількох факторів під час вагітності збільшує ризик розвитку діабету 1 типу в майбутньому», - сказала Людвігсон. «Це говорить про те, що жоден окремий метод не запобігатиме захворюванню, але різні зміни способу життя та навколишнього середовища на ранніх етапах можуть поступово знизити поширеність діабету 1 типу».
Ерік Тріплетт, професор та завідувач кафедри мікробіології та клітинної науки UF/IFAS, а також один із авторів дослідження, сказав: «Основна цінність цієї статті полягає в тому, що вона пропонує новий спосіб прогнозування розвитку діабету 1 типу в майбутньому з використанням біологічної тканини — пуповинної крові, яка видаляється при народженні. Ця тканина містить кров дитини, яку можна зберігати для подальшого виміру білків у зразку».
«Це підхід, який не вимагає інвазивних процедур для новонародженого (таких як забір крові), генетичного тестування, яке викликає побоювання щодо конфіденційності, або будь-яких дорогих аналізів крові дитини на наявність аутоантитіл. Ми бачимо великі перспективи для протеоміки пуповинної крові у прогнозуванні захворювань».
Джерело: Університет Флориди