מה הסיבה של סוכרת סוג 1? למה מדענים מפת תאים לגלות

ישנם כ 100 טריליון תאים המרכיבים את הגוף האנושי. מאמץ חדש של מדע-מדע יקטלג ויציג תמונה של כל 200 סוגים או יותר של תאים מ -80 איברים ידועים ויזהה את הגנים הפעילים בתאים אלה.

מאמץ חדש זה עוקב אחרי העקבים של פרויקט הגנום האנושי, שהקיף את הביולוגיה בשנות התשעים ותחילת שנות האלפיים. עכשיו מדענים הגדירו אתגר חדש ומרגש: ליצור מפה סלולרית של כל גוף האדם, פרויקט הנקרא תוכנית האטלס האנושי BioMolecular, או HuMMAP. אוניברסיטת פלורידה היא אחת מתוך חמישה מרכזי מיפוי רקמות המשתתפים. כאן במרכז UF אנו מחויבים במיפוי התימוס, בלוטת הלימפה, ואת הטחול - כל מרכיבי המפתח של המערכת החיסונית.

אני כבר לומד סוג 1 סוכרת, או סוכרת נעורים, כמעט 35 שנים, יחד עם עמיתים אחרים שלי UF סוכרת המכון, אני כבר מנסה למצוא דרך למנוע ולרפא את המחלה. זה היה אתגר עד לאחרונה, כי לא ידענו מה גורם סוכרת סוג 1.

מטרתנו כמרכז מיפוי רקמות היא לזהות את סוגי התאים הייחודיים, אילו חלבונים הם מייצרים, ואילו גנים מופעלים, ולבנות מודל תלת-מימדי וירטואלי של כל איבר. מפה זו תודיע על מחקר של מחלות רבות, כולל סוכרת סוג 1.

מדוע הבנת הגורמים לסוכרת סוג 1 חשוב?

אנו יודעים שסוכרת מסוג 1 היא מה שמכונה "הפרעה אוטואימונית". בסוכרת מסוג 1, תאי החיסון הידועים כ"לימפוציטים מסוג T "נחשבים להשמדת תאי הבטא הלבלב שאחראים להפקת אינסולין, המסדיר את רמת הסוכר בדם שלנו.

רק לפני למעלה מעשור, מתוסכלת מחוסר היכולת למנוע ולרפא את המחלה, פתחתי ביוזמה לאיסוף הלבלב האנושי מתורמי איברים עם סוכרת מסוג 1, כמו גם לאלו שלא סבלו מהמחלה. הקבוצה השנייה נאספה כדי לספק הבנה של לבלב בריא "נורמלי". עד כה, אספנו את הלבלב מיותר מ 500 אנשים. אנו מופצים רקמות אלה לכ 230 פרויקטים ב 21 מדינות ברחבי העולם. התוצאות של מאמץ זה הובילו תגליות חדשות שיש להם rewritten ההבנה שלנו איך זה המחלה מתפתחת.

מטופלים שאובחנו כסובלים מסוכרת מסוג 1, כ -25,000 בשנה בארה"ב בלבד, מתמודדים עם תלות אינסולין בזריקות אינסולין יומיומיות על מנת לשרוד ויש להם סיכון גבוה לפתח סיבוכים רפואיים ארוכי טווח, כולל עיוורון, מחלת כליות, רגליים חסרות תחושה, איבר קטיעות ומחלות לב וכלי דם. כיום, ההערכה היא כי כמעט 1.25 מיליון אנשים בארה"ב לחיות עם הפרעה זו.

ככל שהסיבוכים האלה מיועדים לאנשים עם המחלה, אולי אפילו יותר מרתיעים הם הגורמים היומיומיים הרבים שיש לפקח עליהם או לטפל בהם כדי לשמור על המחלה: מעקב אחר פחמימות, הערכת פעילות גופנית, הערכת רמת הסוכר בדם וניהול אינסולין כדי למנוע רמות גבוהות של גלוקוז בדם. אלה מייצגים רק כמה אתגרים הקשורים למחלות היומיום.

מסיבות אלה, המטרה של מאמצי המחקר הקולקטיבי שלנו במכון הסוכרת של UF הייתה תמיד להבין מה גורם למחלה זו. הידיעה שתאפשר לנו לחזות מי נמצא בסיכון, לזהות דרכים למנוע את התקדמות המחלה ולפתח טיפול מרפא.

למה ללמוד את האורגנים האלה?

סוכרת מסוג 1 היא רק אחת מ -80 מחלות אוטואימוניות ידועות, שמסיבות לא ידועות, המערכת החיסונית הופכת נגד עצמה. מעבר לתגובות האוטואימוניות, התגובות החיסונית הן גם מרכיב מרכזי בבריאות במונחים של לחימה בסרטן ומחלות זיהומיות. מניסיוננו, הלמידה הלבלב וסוכרת סוג 1, אנו רואים צעדים גדולים בהבנת התפקיד של חסינות בכל אחת מהגדרות אלה באמצעות מיפוי. זה יאפשר לצלול עמוק של איך המערכת החיסונית פועלת.

אצל אדם בריא, תאי T פעילים רק כאשר הם מגיבים לזיהום או לתאים סרטניים. אבל אצל אלה הנטייה למחלות אוטואימוניות, תאי T מסוימים יכולים להיות מופעלים בטעות על ידי חלבונים "אנושיים", המביאים אותם להרס רקמות בריאות.

בנסיבות אחרות - כמו סרטן או מחלות זיהומיות - המערכת החיסונית נכשל לספק תגובה מספיק חזק כדי להיות יעיל. או תאים של המערכת החיסונית להתרבות uncontrollably, המוביל דם וסרטן הלימפה כמו לימפומה ולוקמיה. זו הסיבה מדוע בלוטת התימוס, הטחול, ואת הלימפה הם רקמות של עניין לאלה הלומדים את המערכת החיסונית של האדם בריא. החוקרים צריכים להבין את הבסיס הבסיסי עבור כל האיברים האלה, כך שנוכל לזהות כאשר הדברים מתחילים לתקלות ולשנות, מה שמוביל למחלות אוטואימוניות, לסרטן ולמחלות זיהומיות. הבעת דרך אחרת, אנחנו קודם צריך להבין מה מהווה את מערכת הלימפה נורמלי לאורך חיי האדם.

למה הגדרת רגיל רגיל?

אתה עשוי לתהות איפה בדיוק אנחנו מקבלים תאים נורמליים אלה. כפי שעשינו ב -11 השנים האחרונות, נקבל רקמות אנושיות מהשתלות מתורמי איברים מתים דרך ארגוני רכש איברים, לאחר שבן משפחה או פקיד משפטי יספק הסכמה מדעת. בהתחשב בזמן של אבל, אלה מתנות אנטומית יקרות, אשר במקרה של הטחול, התימוס, ואת הצומת הלימפה אינם שמישים עבור הליכים השתלת הצלה, לספק משאב בלתי חקר עבור חקירה מדעית וגילוי.

רק רקמות שנחשבות "נורמליות" - שאינן מושפעות על ידי פתולוגיות ידועות או נצפות - ייכללו במחקרים ראשונים אלה. אנחנו נאסוף רקמות מתורמים, החל בתינוקות ועד מבוגרים עד גיל 70. אנו מקווים שזה יספק תובנות כיצד הגיל משנה את סוגי ובריאות של כל התאים בכל איבר.

במכון UF סוכרת צוות רב תחומי, כולל ביולוגים תאיים ומולקולריים, hematopathologists החוקרים דגימות לימפטי קליני, מהנדסים ביו, אימונולוגים, ורבים אחרים ישתפו פעולה עבור תוכנית HuBMAP. ואכן, מרכז מיפוי הרקמה של UF ישתף פעולה עם רשת עולמית של מומחים במיקרוסקופיה חדישה ואיסוף נתונים.

אנחנו מקימים צינור הדמיה כדי לזהות עשרות מולקולות חלבון ו- RNA המאפיינות עצב, כלי דם, רקמה תומכת הידועה כסטרומה ותאי חיסון מפרוסות רקמות, תוך שימוש בשמונה צורות שונות של מיקרוסקופיה.

בתוך שנתיים ראשונות של HuBMAP, אנו מתכננים למפות את הטחול, התימוס ובלוטות הלימפה מ -11 תורמי איברים.

אנו מצפים כי הנתונים המתקבלים יחשפו סוגי תאים חדשים, מבנים מולקולריים וסלולריים, אינטראקציות תא תאים והשלכותיהם הפונקציונליות באנטומיה ובפיזיולוגיה של האדם. לפיכך, את תלת מימדי ברזולוציה גבוהה האדם BioMolecular אטלס התוכנית צפויה להקל על גילוי.

כפי שאני מכה את שנות החמישים המאוחרות בחיים, מספר עמיתים, חברים ובני משפחה, כי הם מושפעים על ידי המחלה עולה מדי שנה. אני גם לאחרונה הפך לסבא. אני רוצה לחשוב על מה שאנו מציעים לעשות תהיה השפעה דרמטית על בריאות האדם הן לדור הנוכחי והן לדורות הבאים. זו תהיה מתנה מדור קודם.

מאמר זה פורסם במקור על השיחה על ידי מארק אטקינסון. קרא את המאמר המקורי כאן.