Ano ang Dahilan ng Diabetes sa Uri 1? Bakit Siyentipiko Mga Map Cell Upang Makahanap Out

May mga 100 trilyong selyula na bumubuo sa katawan ng tao. Ang isang bagong pagsisikap ng mega-science ay mag-catalog at mag-imahe ng bawat isa sa 200 o higit pang mga uri ng mga selula mula sa 80 kilalang organo at kilalanin ang mga gene na aktibo sa mga selulang ito.

Sinusunod ang bagong pagsisikap na ito sa mga takong ng Human Genome Project na lumambot sa biology noong dekada 1990 at maagang bahagi ng 2000s. Ngayon ang mga siyentipiko ay naglihi ng bago at kapana-panabik na hamon: upang lumikha ng isang cellular na mapa ng buong katawan ng tao, isang proyekto na tinatawag na Human BioMolecular Atlas Program, o HuBMAP. Ang Unibersidad ng Florida ay isa sa limang mga kalahok na sentro ng mapping ng tissue. Dito sa UF Center kami ay sinisingil sa pagma-map sa thymus, lymph node, at pali - lahat ng mga pangunahing sangkap ng immune system.

Nag-aaral ako ng Type 1 diabetes, o juvenile diabetes, sa loob ng halos 35 taon, at kasama ng iba pang kasamahan ko sa UF Diabetes Institute, sinubukan kong makahanap ng isang paraan upang maiwasan at pagalingin ang sakit. Ito ay isang hamon hanggang kamakailan lamang, dahil hindi namin alam kung ano ang sanhi ng Type 1 diabetes.

Ang aming layunin bilang sentro ng pagmamapa ng tisyu ay upang makilala ang mga natatanging uri ng mga selula, na protina na kanilang ginagawa, at kung aling mga genes ang naka-on, at bumuo ng isang virtual na three-dimensional na modelo ng bawat organ. Ipapabatid ng mapa na ito ang pagsasaliksik ng maraming mga sakit, kabilang ang Type 1 diabetes.

Bakit Mahalaga ang Pag-unawa sa Mga sanhi ng Uri ng Diabetes?

Alam namin na ang Type 1 diabetes ay tinatawag na "autoimmune disorder." Sa Diabetes 1, ang mga immune cell na kilala bilang "T lymphocytes" ay naisip na sirain ang pancreatic beta cells na may pananagutan sa paggawa ng insulin, na kumokontrol sa antas ng asukal sa ating dugo.

Ilang dekada na ang nakalilipas, nabigo ang kawalan ng kakayahang maiwasan at pagalingin ang sakit, nagsimula ako ng inisyatiba upang mangolekta ng mga pancreases ng tao mula sa mga donor ng organ na may Type 1 diabetes pati na rin ang mga walang sakit. Ang huli na grupo ay nakolekta upang magbigay ng pag-unawa sa isang "normal" malusog na pancreas. Sa ngayon, nakolekta namin ang pancreas mula sa higit sa 500 indibidwal. Ibinahagi namin ang mga tisyu na ito sa mga 230 proyekto sa 21 bansa sa buong mundo. Ang mga resulta ng pagsisikap na ito ay humantong sa mga bagong natuklasan na muling isinulat ang aming pang-unawa kung paano lumalaki ang sakit na ito.

Ang mga pasyenteng na-diagnose na may Type 1 na diyabetis, mga 25,000 bawat taon sa US nag-iisa, ay nakaharap sa isang panghabang-buhay na pag-asa sa araw-araw na insulin injection upang mabuhay at magkaroon ng mataas na panganib na magkaroon ng pang-matagalang komplikasyon sa medisina kabilang ang pagkabulag, sakit sa bato, amputation, at cardiovascular disease. Ngayon, tinatantya na halos 1.25 milyong katao sa US ang nakatira sa disorder na ito.

Tulad ng pag-aalala tulad ng mga komplikasyon na ito ay para sa mga indibidwal na may sakit, marahil higit na nakakatakot ang maraming pang-araw-araw na mga kadahilanang pangkabuhayan na dapat kontrolado o kinalalagyan upang panatilihin ang sakit sa pag-check: pagmamanman ng carbohydrates, pagtatantya sa ehersisyo, pagsusuri ng mga antas ng asukal sa dugo, at pangangasiwa ng insulin upang maiwasan ang mataas at mababang antas ng glucose sa dugo. Ang mga ito ay kumakatawan sa ilan sa mga pang-araw-araw na sakit na kaugnay sa mga hamon.

Para sa mga kadahilanang ito, ang layunin ng aming kolektibong pagsisikap sa pananaliksik sa UF Diabetes Institute ay palaging naiintindihan kung ano ang nagiging sanhi ng sakit na ito. Alam natin na magagawa natin ang mahuhulaan kung sino ang nasa panganib, tukuyin ang mga paraan upang maiwasan ang paglala ng sakit, at bumuo ng isang nakakagamot na therapy.

Bakit Pag-aaral Ang mga Organo?

Ang Type 1 na diyabetis ay isa lamang sa higit sa 80 kilalang mga sakit sa autoimmune na, para sa mga dahilan na hindi alam, ang immune system ay lumiliko laban sa sarili nito. Higit pa sa autoimmunity, ang mga tugon sa immune ay isang pangunahing sangkap sa kalusugan sa mga tuntunin ng paglaban sa kanser at nakakahawang sakit. Mula sa aming karanasan, pag-aaral ng pancreas at Type 1 na diyabetis, nakikita namin ang mahusay na mga hakbang sa pag-unawa sa papel para sa kaligtasan sa sakit sa bawat isa sa mga setting na ito sa pamamagitan ng pagmamapa. Ito ay magpapahintulot para sa isang malalim na dive kung paano gumagana ang immune system.

Sa isang malusog na indibidwal, ang mga selulang T ay nagiging aktibo lamang kapag tumugon sa impeksiyon o mga selula ng kanser. Subalit sa mga predisposed sa autoimmune sakit, ang ilang mga T cell ay maaaring maging maling aktibo sa pamamagitan ng "sarili" protina, na humahantong sa kanila upang sirain ang malusog na tissue.

Sa iba pang mga kalagayan - tulad ng kanser o nakakahawang sakit - ang immune system ay hindi nagbibigay ng sapat na tugon upang maging mabisa. O lumalawak ang mga selula ng immune system nang walang kontrol, na humahantong sa mga kanser sa dugo at lymphatic tulad ng lymphoma at lukemya. Ito ang dahilan kung bakit ang thymus, spleen, at lymph node ay mga tisyu ng interes para sa mga nag-aaral sa malusog na sistema ng immune ng tao. Kinakailangang maintindihan ng mga mananaliksik ang malusog na baseline para sa lahat ng mga organ na ito upang makilala natin kapag ang mga bagay ay nagsisimula sa pagkaligaw at pagbabago, patungo sa sakit na autoimmune, kanser, at nakahahawang sakit. Ipinahayag ang isa pang paraan, kailangan muna nating maunawaan kung ano ang bumubuo sa normal na sistemang lymphatic sa buong buhay ng tao.

Bakit Mahalaga ang Pagtukoy sa Normal?

Maaari kang magtaka kung saan eksaktong makuha namin ang mga normal na selula. Tulad ng ginawa namin sa loob ng nakaraang 11 taon, makukuha namin ang mga tisyu ng human-transplant na grado mula sa mga namamatay na organ donor sa Organ Organizing Organizations, pagkatapos ng isang miyembro ng pamilya o legal na tagapagsagawa ay nagbibigay ng matalinong pahintulot. Dahil sa isang panahon ng pagdadalamhati, ang mga mahahalagang anatomikong kaloob na ito, na sa kaso ng spleen, thymus, at lymph node ay hindi magagamit para sa mga pamamaraan ng paglilipat ng buhay na paglilipat, nagbibigay ng isang mapagkumpitensya mapagkukunan para sa pagsisiyasat sa agham at pagtuklas.

Tanging ang mga tisyu na itinuturing na "normal" - hindi naaapektuhan ng mga kilala o napapansin na mga pathology - ay isasama sa mga paunang pag-aaral. Kami ay mangongolekta ng mga tisyu mula sa mga donor mula sa mga sanggol hanggang sa mga may sapat na gulang hanggang sa 70 taong gulang. Inaasahan namin na ito ay magbibigay ng mga pananaw sa kung paano ang edad ay nagbabago sa mga uri at kalusugan ng lahat ng mga selula sa bawat organ.

Sa UF Diabetes Institute, isang multidisciplinary team kabilang ang cellular at molecular biologist, ang mga hematopathologist na nag-aaral ng clinical lymphatic samples, biomedical engineers, immunologists, at marami pang iba ay magtutulungan para sa programa ng HuBMAP. Sa katunayan, ang UF tissue mapping center ay magtutulungan nang malawakan sa isang pandaigdigang network ng mga eksperto sa cutting-edge microscopy at pagkolekta ng data.

Nagtatatag tayo ng isang pipeline ng imaging upang matuklasan ang mga dose-dosenang protina at RNA molecule na naglalarawan ng nerve, daluyan ng dugo, suportadong tissue na kilala bilang stroma, at mga immune cell mula sa mga hiwa ng tissue, gamit ang walong iba't ibang anyo ng mikroskopya.

Sa loob ng unang dalawang taon ng HuBMAP, plano naming i-map ang lymph, thymus, at lymph node mula sa 11 donor ng organ.

Inaasahan namin na ang nagresultang data ay magbubunyag ng mga bagong uri ng cell, molekular at cellular na mga istraktura, mga pakikipag-ugnayan sa selula ng cell at ang kanilang mga functional na implikasyon sa anatomya at pisyolohiya ng tao. Samakatuwid, ang mataas na resolution, tatlong-dimensional Human BioMolecular Atlas Program ay inaasahang mapadali ang pagtuklas.

Habang pinahuhuli ko ang aking huli na 50 taong gulang, ang bilang ng mga kasamahan, kaibigan, at miyembro ng pamilya na naapektuhan ng sakit ay tumaas taun-taon. Ako din kamakailan ay naging isang lolo. Gusto kong mag-isip kung ano ang ipinapanukala naming gawin ay magkaroon ng isang dramatikong epekto sa kalusugan ng tao para sa kasalukuyan at sa hinaharap na mga henerasyon. Iyon ay isang regalo sa legacy.

Ang artikulong ito ay orihinal na na-publish sa The Conversation ni Mark Atkinson. Basahin ang orihinal na artikulo dito.