Маркеры пуповинной крови могут предсказать развитие диабета 1 типа в будущем
В будущем может появиться новый тест для выявления диабета 1 типа, поскольку ученые обнаружили маркеры в крови пуповины детей, у которых впоследствии был диагностирован этот диагноз.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications , ученые из Университета Флориды и Линчёпингского университета в Швеции обнаружили, что ранние признаки диабета 1 типа можно обнаружить в крови пуповины, которая соединяет ребенка с плацентой во время беременности и отторгается при рождении.
Это не означает, что диабет предопределен, — сказала Анжелика Аренс, ведущий автор исследования и научный сотрудник-исследователь в области микробиологии в Институте пищевых и сельскохозяйственных наук Университета Флориды (UF/IFAS).
«Это означает, что биология формируется в период, когда системы все еще обладают высокой адаптивностью», — сказал Аренс.
Диабет 1 типа возникает, когда иммунная система по ошибке атакует бета-клетки поджелудочной железы, вырабатывающие инсулин, разрушая их. Это означает, что организм не может должным образом регулировать уровень сахара в крови, что приводит к необходимости пожизненного лечения и потенциально серьезным проблемам со здоровьем. По оценкам, в мире около 8,4 миллиона человек живут с диабетом 1 типа, и ожидается, что в течение следующих 20 лет это число увеличится до 17 миллионов.
Данные нового исследования свидетельствуют о том, что процесс, приводящий к воспалению, начинается во время беременности, сказала Аренс.
«Эти процессы могут создать более благоприятные биологические условия для поражения поджелудочной железы. Было бы полезно, если бы маркеры в пуповинной крови могли предупредить врачей, поскольку нынешний скрининг основан на генетическом анализе или требует наличия антител к собственным антигенам, к тому моменту заболевание уже значительно прогрессирует. Знание того, как противодействовать этим процессам и воспалению, будет очень важно в наших дальнейших исследованиях этих маркеров, поскольку это может помочь в разработке методов лечения или изменении образа жизни в раннем детстве», - Анжелика Аренс, ведущий автор исследования и научный сотрудник-исследователь в области микробиологии в Институте пищевых и сельскохозяйственных наук Университета Флориды.
Исследователи изучают 16 683 младенца в Швеции, группу, известную как «Все младенцы Юго-Восточной Швеции» (ABIS). Эта когорта, охватывающая все регионы Швеции, отслеживает младенцев, родившихся в период с 1997 по 1999 год. Для каждого ребенка семья, а позже и сами участники исследования, предоставили обширную информацию за прошедший период, включая периодические биологические анализы. За участниками ABIS ведется наблюдение до настоящего времени.
Ученые использовали машинное обучение для выявления белков, связанных с риском развития диабета 1 типа, на примере пуповинной крови части этих людей. Затем они искали закономерности в белках, связанных с риском заболевания, используя прогностические модели, — сказал Аренс. Этот анализ включает в себя многократное тестирование и уточнение моделей для сотен белков, чтобы обеспечить надежные результаты.
Для синтеза данных по всем белкам исследователи использовали HiPerGator Университета Флориды, самый быстрый в стране суперкомпьютер, принадлежащий университету. По словам Аренса, это сделало их работу эффективной, воспроизводимой и масштабируемой.
«Доступ к HiperGator помог продвинуть это исследование вперед и создает хорошие условия для будущей работы с более крупными и разнообразными группами населения», — сказала она.
В исследованной группе ученые обнаружили белковые маркеры, наблюдаемые при рождении, которые тесно связаны с развитием в будущем инсулинозависимого диабета.
Ученые также обнаружили, что на некоторые из этих маркеров, связанных с будущими заболеваниями, могут влиять определенные полифторалкильные химические вещества, так называемые «вечные химические вещества», воздействию которых мать подвергалась во время беременности.
Джонни Людвигссон, старший профессор кафедры биомедицинских и клинических наук Линчёпингского университета и один из авторов исследования, заявил, что исследование стало результатом плодотворного сотрудничества между учеными из Швеции и США.
«Наше исследование показывает, что сочетание нескольких факторов во время беременности увеличивает риск развития диабета 1 типа в будущем », — сказала Людвигссон. «Это говорит о том, что ни один отдельный метод не предотвратит заболевание, но различные изменения образа жизни и окружающей среды на ранних этапах могут постепенно снизить распространенность диабета 1 типа».
Эрик Триплетт, профессор и заведующий кафедрой микробиологии и клеточной науки UF/IFAS, а также один из авторов исследования, сказал: «Основная ценность этой статьи заключается в том, что она предлагает новый способ прогнозирования развития диабета 1 типа в будущем с использованием биологической ткани — пуповинной крови, которая удаляется при рождении. Эта ткань содержит кровь ребенка, которую можно хранить для последующего измерения белков в образце».
«Это подход, который не требует инвазивных процедур для новорожденного (таких как забор крови), генетического тестирования, которое вызывает опасения по поводу конфиденциальности, или каких-либо дорогостоящих анализов крови ребенка на наличие аутоантител. Мы видим большие перспективы для протеомики пуповинной крови в прогнозировании заболеваний».
Источник: Университет Флориды