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Peptide microbico intestinale implicato nell’innescare il diabete di tipo 1

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Credito: Pixabay/CC0 di dominio pubblico

Nel diabete di tipo 1, il corpo sviluppa cellule immunitarie che prendono di mira le cellule beta del pancreas, che svolgono un ruolo fondamentale nella produzione e secrezione di insulina. Uno dei primi bersagli di questa risposta immunitaria è una specifica sequenza di aminoacidi, o peptidi, all’interno della molecola di insulina. Ciò che innesca questa risposta autoimmune rimane sconosciuto.

Ora, i ricercatori del Joslin Diabetes Center e del Boston College hanno identificato una specie di batterio intestinale umano che produce una proteina contenente una sequenza di aminoacidi che imita il peptide di insulina preso di mira dal sistema immunitario nel diabete di tipo 1. L’analisi ha rivelato che le cellule immunitarie che prendono di mira il peptide di insulina nel diabete di tipo 1 reagiscono in modo incrociato con la sequenza simile del peptide batterico intestinale e che la presenza di questo batterio può accelerare l’insorgenza del diabete in un modello murino di diabete di tipo 1. Ancora più importante, ulteriori indagini hanno anche rivelato un legame tra la presenza del batterio intestinale e lo sviluppo del diabete di tipo 1 nei bambini a rischio genetico di questa malattia. I risultati sono pubblicati in PNAS.

“Sebbene la genetica e la storia familiare contribuiscano al rischio di sviluppare il diabete di tipo 1, il tasso di incidenza del diabete di tipo 1 nei bambini sta aumentando a tassi superiori a quanto può essere spiegato solo su base genetica”, ha affermato C. Ronald Kahn, MD, capo Funzionario accademico, Joslin Diabetes Center. “I nostri risultati suggeriscono che l’esposizione a un peptide prodotto da batteri intestinali che assomiglia a un peptide di insulina potrebbe stimolare o migliorare la risposta autoimmune che avvia il diabete di tipo 1”.

Kahn e colleghi hanno analizzato i database microbici e identificato 47 peptidi microbici corrispondenti al peptide di insulina noto per essere un bersaglio nel diabete di tipo 1, chiamato peptide insB:9-23, del 50% o più. Il team ha quindi sintetizzato 17 dei peptidi candidati più simili e li ha testati per la loro capacità di attivare cellule immunitarie specifiche insB:9-23 che si verificano nel diabete di tipo 1. Gli scienziati hanno dimostrato che solo uno dei peptidi selezionati, un peptide di un batterio intestinale chiamato Parabacteriodes distasonis—potrebbe attivare cellule immunitarie sia umane che di topo specifiche per insB:9-23.

I ricercatori hanno poi mostrato che somministrare questo batterio a topi con un rischio genetico per il diabete di tipo 1 ha provocato un’infiammazione più grave nelle cellule delle isole del pancreas che producono insulina e un inizio più precoce del diabete. L’analisi dei dati sul microbioma intestinale umano da uno studio su 269 bambini, di età compresa tra 0 e tre anni, che erano geneticamente predisposti al diabete di tipo 1 ha mostrato che i bambini che hanno questo batterio nel microbioma intestinale all’inizio della vita hanno un rischio molto più elevato di sviluppare il tipo 1 diabete rispetto a quelli senza di esso.

Nel loro insieme, i risultati suggeriscono che i peptidi nel normale microbioma intestinale possono imitare il peptide dell’insulina e hanno il potenziale per innescare l’insorgenza o accelerare la progressione del diabete di tipo 1 precoce. Il concetto può applicarsi anche ad altre malattie autoimmuni.

“Una pletora di studi sul microbioma intestinale umano ha dimostrato che la composizione del microbiota intestinale nei pazienti con malattie autoimmuni, tra cui sclerosi multipla, malattie infiammatorie intestinali e altre, è significativamente diversa da quella dei controlli sani”, ha affermato Kahn. “I nostri risultati dimostrano un nuovo legame in cui esiste un mimetismo molecolare tra un peptide prodotto da normali microbi intestinali e la risposta autoimmune nel diabete di tipo 1. Ciò suggerisce il potenziale per sviluppare nuovi strumenti, inclusi vaccini, antibiotici o probiotici, per la prevenzione e trattamento del diabete di tipo 1 e forse di altre malattie autoimmuni”.

I coautori includevano Khyati Girdhar, Qian Huang, Claudia Brady, Amol Raisingani, Patrick Autissier e il co-autore Emrah Altindis del Boston College; I-Ting Chow e William W. Kwok del Benaroya Research Institute presso Virginia Mason; Tommi Vatanen del Liggins Institute, dell’Università di Aukland e del Broad Institute del MIT e di Harvard; e Mark A. Atkinson dell’Istituto per il diabete dell’Università della Florida.


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