Zu Beginn der Autoimmunreaktion sind eine erhöhte Anzahl von follikulären T-Helferzellen, die die Angriffe des Immunsystems einleiten, im Blut zu finden.
Bei Typ-1-Diabetes bekämpft der Körper die eigenen Insulin produzierenden Zellen. Wissenschaftler am Helmholtz Zentrum München, Partner im Deutschen Zentrum für Diabetesforschung, und ihre Kollegen von der Technischen Universität München haben nun im Fachjournal ‚PNAS‘ einen Mechanismus im Zusammenhang mit Insulin-spezifischen, follikulären T-Helferzellen vorgestellt, wie das Immunsystem diesen Angriff vorbereitet. Durch einen gezielten Eingriff konnten die Wissenschaftler diesen Prozess hemmen und hoffen nun auf neue therapeutische Möglichkeiten.
Insulin-spezifische, follikuläre T-Helferzellen leiten Angriff gegen das Immunsystem ein
Bei Typ-1-Diabetes handelt es sich um eine Autoimmunreaktion, bei der der Körper die eigenen Betazellen der Bauchspeicheldrüse zerstört.* Was genau zu dieser Fehlfunktion führt, versuchen Forscherinnen und Forscher nach wie vor herauszufinden, um therapeutisch in die Prozesse eingreifen zu können. Ein Team um Dr. Carolin Daniel, Gruppenleiterin am Institut für Diabetesforschung (IDF) des Helmholtz Zentrums München, hat nun einen weiteren Baustein zur Lösung des Rätsels hinzugefügt: „Wir konnten erstmalig zeigen, dass bei betroffenen Kindern zu Beginn der Autoimmunreaktion eine erhöhte Anzahl von speziellen Immunzellen im Blut zu finden ist“, so Studienleiterin Daniel. Sie und ihr Team hatten zuvor Blutproben von Kindern untersucht, die IDF-Direktorin Prof. Anette-Gabriele Ziegler im Rahmen von großen Kohortenstudien gewonnen hatte.
Den Autoren zufolge handelt es sich bei den Immunzellen um sogenannte Insulin-spezifische, follikuläre T-Helferzellen (TFH). Sie kommen unter anderem in den Lymphknoten vor und leiten Angriffe des Immunsystems ein, indem sie beispielsweise die Produktion von Antikörpern durch die B-Zellen fördern. Nun fanden die Wissenschaftler sie vermehrt in den Proben der Kinder mit Inselzellautoimmunität – einem Frühstadium des Typ-1-Diabetes.
Auf der Suche nach den Ursachen für den plötzlichen Anstieg der follikulären T-Helferzellen deckten die Wissenschaftler einen bisher unbekannten Signalweg auf. „Unsere Analysen ergaben, dass ein als miRNA92a** bekanntes Molekül den Anstoß für eine Kette von molekularen Ereignissen gibt, an deren Ende der Anstieg dieser Immunzellen steht“, erklärt die IDF-Doktorandin Isabelle Serr den komplexen Sachverhalt. „Auf dem Weg dorthin verhindert miRNA92a vor allem, dass wichtige Signalproteine wie KLF2 und PTEN gebildet werden.“
Einsatz in Therapie und Diagnostik denkbar
Um zu überprüfen, ob sich dieser neu entdeckte Mechanismus zur therapeutischen Einflussnahme eignet, untersuchten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Wirkung eines sogenannten antagomir, ein Molekül, das spezifisch an miRNA92a bindet und deren Wirkung blockiert. In einem Versuchsmodell von Typ-1-Diabetes und im humanisierten Modell führte diese Behandlung zu einer deutlich geringeren Autoimmunreaktion.
„Die gezielte Inhibierung von miRNA92a oder des nachgeschalteten Signalweges könnten neue Möglichkeiten für die Prävention von Typ-1-Diabetes eröffnen“, blickt Prof. Dr. Ziegler voraus. Zudem könnten die Insulin-spezifischen follikulären T-Helferzellen als Biomarker dienen, um den Behandlungserfolg der von uns durchgeführten Insulin-Impfungen zu untersuchen.
Weitere Informationen
* Bei Typ-1-Diabetes gehen Insulin-produzierende Zellen in den Langerhans-Inseln der Bauchspeicheldrüse zu Grunde, da das körpereigene Immunsystem sie angreift und zerstört (Bildung von Inselautoantikörpern gegen Strukturen der Betazellen). Dadurch kann die Bauchspeicheldrüse den Körper nicht mehr ausreichend mit Insulin versorgen. Hat die Zerstörung der Betazellen ein bestimmtes Maß überschritten, bricht die Erkrankung aus und aufgrund des Insulinmangels steigen die Blutzuckerwerte.
** microRNAs (miRNAs) sind nichtkodierende RNAs, die eine wichtige Rolle bei der Genregulation und insbesondere beim Stilllegen von Genen spielen. Im Allgemeinen weisen sie eine Größe von 21 bis 23 Nukleotiden auf, sind also sehr kurz – daher der Name.
Hintergrund: In vorangegangenen Studien hatten die Forscher um Dr. Carolin Daniel bereits gezeigt, dass eine Impfung mit optimierten Insulin-Bausteinen (sogenannten Mimetopen) die Immunreaktion gegen die Betazellen der Bauchspeicheldrüse bremsen kann. Vor allem die regulatorische T-Zellen des Immunsystems trugen dazu bei, die Selbstzerstörung zu verhindern.
Original-Publikation: Serr, I. et al. (2016). miRNA92a targets KLF2 and PTEN signaling to promote human T follicular helper precursors in T1D islet autoimmunity, DOI: 10.1073/pnas.1606646113
Bildunterschriften: Nach Gabe eines antagomir gegen miR92a werden Insulin (weiß) produzierende Betazellen seltener von Immunzellen (grün) angegriffen. Zudem sind mehr regulatorische T Zellen (rot) vorhanden, die die Betazellen (weiß) schützen können. Quelle: Helmholtz Zentrum München
