Flere beviser på, at virus kan udløse type 1-diabetes

Videnskabelige nybrud 6. okt 2022 5 min Post Doctoral Research Fellow Pia Leete, Associate Professor in Cellular Biomedicine Sarah Richardson +1 Skrevet af Eliza Brown

Type 1-diabetes omtales ofte som ungdoms- eller børnediabetes, men det er misvisende. Mange mennesker udvikler nemlig først type 1-diabetes efter årtier. En voksende mængde beviser indikerer, at virus er en potentiel synder. Hvis læger kan identificere de mest sårbare mennesker, kan vacciner eller antivirale behandlinger muligvis redde mange, før de udvikler type 1-diabetes.

Interesseret i Videnskabelige nybrud? Vi kan holde dig opdateret helt gratis

Det anslås, at 9 millioner mennesker verden over har type 1-diabetes, en kronisk og potentielt dødelig sygdom, der opstår, når bugspytkirtlen ikke kan producere insulin til at regulere blodsukkeret. Selvom forskere har identificeret gener forbundet med en øget sandsynlighed for at udvikle type 1-diabetes, forklarer arvelighed ikke fuldt ud, hvem der udvikler diabetes, og hvem der ikke gør.

"I Norge er omkring 85 % af patienterne de første i familien, der udvikler type 1 diabetes," fortæller Lars Krogvold, børnelæge ved Oslo Universitetshospital, som forsker i diabetes. Type 1-diabetes omtales ofte som ungdoms- eller børnediabetes, men Krogvold siger, at det er misvisende. Nogle mennesker udvikler pludselig type 1 efter årtier med umiddelbar normal bugspytkirtelfunktion. "Der skal være noget i miljøet, der får sygdommen til at udvikle sig," tilføjer Krogvold.

Ny forskning, offentliggjort i juli i Frontiers in Endocrinology, tilføjer en voksende mængde beviser, der indikerer, at virusinfektion er en potentiel synder. Ved at undersøge prøver taget fra bugspytkirtlen hos personer, der nyligt er blevet diagnosticeret med type 1-diabetes, fandt forskerne genetiske beviser for immunsystemer på overarbejde.

Det funktionelle fald i bugspytkirtlen "starter måneder, potentielt år, før vi nogensinde ser beviser for det i klinikken," siger Pia Leete, forsker ved University of Exeter Medical School og medforfatter. Forfatterne mener, at de nu er et skridt tættere på at forstå, hvordan processen kan begynde – og det kan have stor betydning for skabelsen af en forebyggende behandling.

Langerhanske øer og enterovira

Bugspytkirtlen indeholder de fantasifuldt navngivne øer i Langerhans: små klynger af celler, der ligger i bugspytkirtlens organ og udskiller insulin og andre nøglehormoner, der arbejder for at balancere blodsukkeret. "Du kan have10 på toppen af et knappenålshoved, og hver ø er et mikroorgan i sig selv," forklarer Leete. "De har deres eget kredsløb, deres eget nervesystem, og hver ø ser ud til at arbejde uafhængigt af de andre for at opretholde en sund balance mellem sukker i blodet."

De Langerhanske ser ud til at være et primært mål for enterovira, en klasse af patogener, der omfatter vira, der forårsager hånd-, mund- og klovesyge, poliovirus og en en masse andre varianter, som børn samler op fra daginstitutioner. Obduktionsundersøgelser har vist, at personer med type 1-diabetes har et højere niveau af enterovirus i deres bugspytkirtel end mennesker uden diabetes.

Generelt er enterovira milde og bør ikke forårsage større problemer, siger Sarah Richardson, en anden forsker og medforfatter ved University of Exeter Medical School. "Hvis du har små børn, vil de få sådan en type virus en eller to gange om året," siger hun. Enterovira er uundgåelige, men for nogle ser de ud til at provokere immunsystemet i bugspytkirtlen til at angribe og ødelægge de Langerhanske øer. “Det er ikke, om du får en enterovirus; det er, hvad dit system gør med den, når du får den, der kan afgøre, om du udløser en autoimmun reaktion."

DiViD undersøgelse

For at undersøge, hvad der går galt i immunresponset på enterovirus blandt mennesker med type 1-diabetes, undersøgte det tværfaglige forskerhold bag artiklen prøver fra Diabetes Virus Detection Study (DiViD) taget i begyndelsen af ​​2010'erne, hvor seks personer, der for nylig havde fået diagnosen type 1-diabetes, meldte sig frivilligt til at gennemgå en invasiv kirurgi, så forskerne kunne tage biopsi af deres bugspytkirtel.

Krogvold understreger, at DiViD-frivillige deltog totalt "altruistisk". Det var uafhængigt af deres behandlingsforløb og indebar en vis risiko for dem. 

"Det er nu 100 år siden, insulin blev opdaget. Det er selvfølgelig meget vigtigt. Mennesker nu til dags lever med type 1-diabetes og bliver gamle, forhåbentlig uden komplikationer, men alligevel har vi ingen kur,” forklarer han. "Det kan i høj grad skyldes, at det faktisk er så svært at undersøge organet."

Bugspytkirtlen ligger mellem mange vitale organer, og udover Langeerhanske øer, indeholder de også celler, der producerer den fordøjelsesenzymer til maven. Den mindste skade under operationen eller i øvrigt kan frigive disse destruktive proteiner i bughulen, hvor de kan beskadige andre organer, hvilket betyder, at forskere i vid udstrækning må nøjes med at studere obduktionsprøver.

"DiViD gav os mulighed for at udforske bugspytkirtler fra sunde, levende, aktive patienter, der lever med type 1-diabetes," siger Leete.

En byge af aktivitet

Til denne undersøgelse sammenlignede forskerholdet aktiviteten af ​​en række gener involveret i cellulær stress og immunrespons i DiViD-patienternes Langerhanske øer med dem hos raske kontrolpersoner af samme alder.

Forskerne fandt en hav af ændringer, der tegnede et billede af et immunsystem under belejring. Øerne fra DiViD-patienter indeholdt fx meget mere RNA, der koder for proteinet MDA5, der genkender genetisk materiale fra invaderende vira og kan udløse den cellulære alarm.

MDA5 virker ved at igansætte dannelsen af ​​interferoner – proteiner, der koordinerer cellens forsvar ved at aktivere gener – der kan bremse formering og reproduktion af virus. Mutationer i MDA5 viste sig at være forbundet med en øget risiko for type 1-diabetes.

Forskerne fandt også slående forskelle længere henne i immunresponset fx i mængden af ​​to proteiner, der bliver produceret som konsekvens af udskillelser af interferoner. 

Det første, MxA, er et antiviralt responsprotein, der er effektivt mod adskillige forskellige vira, herunder Coxsackievirus, der oftest ses i forbindelse med type 1-diabetes. Det menes, at MxA kan forstyrre viral aktivitet ved at danne komplekse former med andre MxA-proteiner, skabe ringe og rør til fysisk at afspærre virussen og potentielt rive stykker af den fra hinanden.

Den anden, proteinkinase R, blev fundet specifikt i celler i DiViD-patienternes øer, der stadig indeholdt insulin og viste tegn på tidligere infektioner - hvilket sjældent ses i ikke-diabetisk bugspytkirtel. Alle disse resultater er "vand på møllen" til teorien om, at vira kan være involveret i at udvikle type 1-diabetes, forklarer Richardson.

Hvad betyder det?

Yderligere undersøgelser er nødvendige og undervejs for at afgøre, om immunprocesser er gode mål for en behandling.

En del af problemet, forklarer Leete, er, at "vi stadig ikke helt ved, hvornår det hele starter". Forskerne er ikke sikre på, hvor stor en procentdel af de Langerhanske øer, der skal slås ud, før bugspytkirtlen ikke kan udføre sit arbejde, og type 1-diabetes begynder.

"Det kan være, at vira har en rolle lige i begyndelsen, og sætter processen i gang i første omgang," siger Richardson. "De kan også tænkes at fremskynde sygdommen, der udvikler de kliniske symptomer, og de kan også være involveret i den vedvarende autoimmunitet, vi ser efter diagnosen."

"Så der er denne balance mellem at have genetisk risiko, at have en immunkomponent, hvor din krop kan vende sig mod sig selv, og så nogle miljømæssige faktorer, som fx en enterovirus, der sætter disse ting i gang," tilføjer hun.

Hvis læger kan identificere de sårbare mennesker, før de udvikler type 1-diabetes, kan vacciner mod enterovirus eller antivirale behandlinger muligvis redde deres Langerhans-øer, før det er for sent.

Krogvolds team ved Oslo Diabetes Research Center i ved at afslutte et eksperiment, der tester virkningerne af 6-måneders antivirale behandlinger på børn, der for nylig er blevet diagnosticeret med type 1-diabetes. "Med denne særlige behandling er det for sent  at stoppe sygdommen når den er brudt ud," siger Krogvold, men i kombination med erfaringerne fra DiViD-patienterne kan vi en dag nå målet.

I have had the pleasure to work within the IBEx team for 10 years. During this time I have been fortunate t work in a team that has supported my growt...

Sarah Richardson is an Associate Professor in Cellular Biomedicine at the University of Exeter Medical School with a passionate interest in Type 1 dia...

The vision of Oslo Diabetes Research Centre is to prevent and treat diabetes and its complications so nobody will have their lives shortened or their...

Dansk
© All rights reserved, Sciencenews 2020