ათწლეულების განმავლობაში მიიჩნეოდა, რომ პირველი ტიპის დიაბეტი ბავშვობის ან მოზარდობის ასაკში მოულოდნელად აღმოცენებულ აუტოიმუნურ რეაქციას წარმოადგენდა. თუმცა, თანამედროვე მედიცინა სულ უფრო მეტ მტკიცებულებას პოულობს იმისა, რომ დაავადების პათოგენეზი გაცილებით ადრე იწყება და შესაძლოა, ჯერ კიდევ მუცლადყოფნის პერიოდიდან იღებდეს სათავეს. მეცნიერების უმთავრეს გამოწვევას დღემდე პათოლოგიური პროცესის იმ ეტაპზე იდენტიფიცირება წარმოადგენდა, როდესაც პანკრეასის ინსულინის სინთეზზე პასუხისმგებელი უჯრედები ჯერ კიდევ სიცოცხლისუნარიანია.
შვედმა მკვლევრებმა 17,000-მდე ახალშობილის ჭიპლარის სისხლის ცილები შეისწავლეს და დაადგინეს, რომ დაავადების პროგნოზირება დაბადების პირველივე წუთებიდან არის შესაძლებელი.
პირველი ტიპის დიაბეტის პათოგენეზის საფუძვლები
პირველი ტიპის დიაბეტი პანკრეასის β-უჯრედების დესტრუქციას იწვევს, რაც, თავის მხრივ, ორგანიზმში ინსულინის დეფიციტს განაპირობებს. დაავადების განვითარების რისკის 40-50%-ს გენეტიკური ფაქტორები, კერძოდ, HLA DR-DQ გენები განსაზღვრავს. გარემო ფაქტორებიდან მნიშვნელოვანია ბავშვთა ასაკში გადატანილი ენტეროვირუსული ინფექციები, ასევე, ორსულობის პერიოდში დედის მიერ გადატანილი რესპირატორული დაავადებები და სტრესი.
ანთებითი პროცესის დროს ციტოკინები ააქტიურებენ STAT1, IRF1 და NF-κB სასიგნალო გზებს. β-უჯრედები ცდილობენ ადაპტაციას, თუმცა ხშირად ეს პროცესი უშედეგოდ სრულდება. ვინაიდან აუტოანტისხეულების ტესტირება დაავადების ადრეულ სტადიებს ვერ ავლენს, აღნიშნული კვლევის მიზანს სწორედ ამ დიაგნოსტიკური ხარვეზის აღმოფხვრა წარმოადგენდა.
კვლევის მეთოდოლოგია და ABIS-ის კოჰორტა
მკვლევრებმა ABIS (All Babies in Southeast Sweden)-ის კოჰორტის 16,683 ახალშობილზე დაკვირვება 1997-1999 წლებში დაიწყეს. აღნიშნული კოჰორტის უნიკალურობას თითქმის სამი ათწლეულის განმავლობაში ბავშვთა ჯანმრთელობის მდგომარეობის დინამიკაში შესწავლის შესაძლებლობა განაპირობებს. ეროვნული რეგისტრების მეშვეობით, პირველი ტიპის დიაბეტის (T1D) დიაგნოსტიკას 2023 წლამდე აკვირდებოდნენ, რამაც დაავადების 167 შემთხვევა გამოავლინა. მანქანური სწავლების ალგორითმებისა და პროტეომიკული ანალიზის გამოყენებით, მეცნიერებმა ჭიპლარის სისხლში საკვანძო ცილები დაადგინეს. ეს ცილები პათოლოგიის განვითარების ადრეულ პროგნოზულ მარკერებს წარმოადგენენ.
პრენატალური ფაქტორები და პროგნოზული სიზუსტე
კვლევის ფარგლებში 44 პრენატალური და პერინატალური ფაქტორი შეფასდა. ოჯახური ანამნეზის გარდა, დაავადების განვითარების რისკთან კორელაციაში აღმოჩნდა საკეისრო კვეთა, ახალშობილთა ინტენსიური თერაპიის განყოფილებაში დაყოვნება და დედის მიერ ორსულობისას გადატანილი გასტროენტერიტი. ასევე, მნიშვნელოვან ფაქტორებად ანტიბიოტიკებისა და ფსიქოტროპული პრეპარატების მოხმარება დაფიქსირდა.
მიუხედავად ამისა, მხოლოდ კლინიკურ მონაცემებზე დაყრდნობით ჩატარებულმა ანალიზმა პროგნოზირების დაბალი სიზუსტე აჩვენა. აღნიშნული შედეგი ადასტურებს, რომ კლინიკური მაჩვენებლები, იზოლირებულად გამოყენების შემთხვევაში, დაავადების რისკის სრულფასოვან შეფასებას ვერ უზრუნველყოფს.
ჭიპლარის სისხლის საკვანძო მარკერები
კვლევის ფარგლებში ჭიპლარის სისხლში 386 იმუნური ცილა გაიზომა. ანალიზმა აჩვენა, რომ იმ ბავშვებში, რომელთაც მოგვიანებით პირველი ტიპის დიაბეტის დიაგნოზი დაესვათ, HLA-DRA, IDS, SCGB3A2 და CTSC ცილების კონცენტრაცია საგრძნობლად მომატებული იყო. საპირისპიროდ, საკონტროლო ჯგუფში (ჯანმრთელ პირებში) TIMP3-ის, CD40LG-ისა და სხვა დამცავი ცილების მაღალი მაჩვენებლები დაფიქსირდა.
გენურმა ანალიზმა დაადასტურა, რომ ისეთი ცილები, როგორიცაა HLA-DRA, CD40LG და TIMP3, ციტოკინების სასიგნალო გზების რეგულაციაში მონაწილეობენ. აღნიშნული პროცესი პირდაპირ განსაზღვრავს ლეიკოციტების იმუნურ პასუხს, რაც დაავადების განვითარების ადრეულ ეტაპზე გადამწყვეტ როლს ასრულებს.
დიაგნოსტიკის ასაკი და სპეციფიკური ცილოვანი სიგნალები
ყველაზე მკვეთრი ცვლილებები იმ ბავშვებში გამოვლინდა, რომელთაც პირველი ტიპის დიაბეტის დიაგნოზი 5 წლამდე ასაკში დაესვათ. მოზრდილებში (18-24 წელი) გამოვლენილი შემთხვევებისას სრულიად განსხვავებული სურათი დაფიქსირდა: ამ ჯგუფში მომატებული იყო IL-20 და CCL4 ცილების მაჩვენებლები.
ადრეული ასაკის შემთხვევებში გამოიკვეთა T-უჯრედების აქტივაციის, NF-κB სასიგნალო გზებისა და გარკვეული ინფექციების (ტოქსოპლაზმოზი, იერსინიოზი) საპასუხო იმუნური მექანიზმების გაძლიერება. აღნიშნული მონაცემები მიუთითებს, რომ დაავადების პათოგენეზი და მისი ადრეული მარკერები მნიშვნელოვნად არის დამოკიდებული დიაგნოზის გამოვლენის ასაკზე.
ცილოვანი მარკერების უპირატესობა
კვლევამ აჩვენა, რომ HLA რისკ-ალელების არარსებობის პირობებშიც კი, იმ ბავშვებში, რომელთაც მოგვიანებით პირველი ტიპის დიაბეტი განუვითარდათ, HLA-DRA და IDS ცილების კონცენტრაცია მაინც მაღალი იყო. ეს იმაზე მიუთითებს, რომ ცილოვანი მარკერები დაავადების რისკის შესახებ გენეტიკურ მონაცემებზე უფრო ვრცელ ინფორმაციას იძლევიან.
მანქანური სწავლების (XGBoost მოდელი) გამოყენებით ჩატარებულმა ანალიზმა დაადასტურა, რომ მხოლოდ პროტეომიკულ მონაცემებზე დაყრდნობით პროგნოზირების სიზუსტემ 0.89-ს (AUC) მიაღწია. აღნიშნული შედეგი ხაზს უსვამს იმ ფაქტს, რომ ბიომარკერების შესწავლა დაავადების ადრეული იდენტიფიცირებისთვის გაცილებით ეფექტური საშუალებაა, ვიდრე მხოლოდ გენეტიკური სკრინინგი.
ტოქსინების, მეტაბოლიტებისა და ცილების ურთიერთკავშირი
კვლევამ იმუნურ ცილებსა და გარემოს ისეთ დამაბინძურებლებს შორის, როგორიცაა PFOS (პერფტორ ოქტან სულფონატი), მჭიდრო კავშირი გამოავლინა. დადგინდა, რომ სტიარინის მჟავა IDS და HLA-DRA ცილების დონის მატებას განაპირობებს. ბიოლოგიური თვალსაზრისით, თითოეული ეს კომპონენტი დაავადების განვითარებაში სპეციფიკურ როლს ასრულებს.
კერძოდ, HLA-DRA აძლიერებს ანტიგენის წარდგენას, ხოლო IDS ხელს უწყობს პანკრეასის კუნძულოვანი უჯრედებიდან ინსულინის სეკრეციას. თავის მხრივ, TIMP3 ცილა იცავს პანკრეასის კუნძულებს და ზღუდავს სიმსივნის ნეკროზის ფაქტორს (TNF), რაც ორგანიზმის ერთგვარ თავდაცვით მექანიზმს წარმოადგენს.
პრევენციის ახალი შესაძლებლობები
ჭიპლარის სისხლის პროტეომიკული ანალიზი დაავადების რისკის დაბადებისთანავე განსაზღვრის შესაძლებლობას (განსაკუთრებით 5 წლამდე ასაკის პაციენტთა შემთხვევაში) იძლევა. ეს პროცესი პრენატალური ანთების შემცირებასა და ინსულინდამოკიდებულების ჩამოყალიბების პრევენციას ან მის მნიშვნელოვან “გადავადებას” გულისხმობს. შესაბამისად, პირველი ტიპის დიაბეტის პრევენციული ღონისძიებები სწორედ მუცლადყოფნის პერიოდიდან იწყება.
წყარო: Nature Communications
