• UABDivulga
04/2010

Noves tècniques d'anàlisi genòmica revelen nous mecanismes implicats en la diabetis de tipus 1

Expressió gènica pàncrees

Durant les etapes d'infantesa o adolescència es pot desenvolupar el tipus 1 de diabetis, que es produeix com a conseqüència d'un procés autoimmunitari de destrucció de les cèl·lules productores d'insulina al pàncrees. L'estudi de certs processos asimptomàtics, relacionats amb aquesta resposta immunològica, s'ha vist dificultat per la manca d'accés al teixit pancreàtic. Les recents tècniques d'anàlisi d'expressió gènica que utilitzen els microarrays han permés analitzar l'expressió de milers de gens en una mostra de teixit, oferint una gran quantitat d'informació del conjunt del genoma. Aquesta recerca ha desvetllat nous mecanismes implicats en la diabetis de tipus 1.

La diabetis tipus 1 (T1D) és una malaltia metabòlica que s’inicia generalment a la infantesa o adolescència. La DT1 s’esdevé després d’un procés autoimmunitari de destrucció de les cèl·lules beta productores d’insulina dels illots pancreàtics. En aquesta etapa hi ha fenòmens immunològics asimptomàtics com la insulitis, l’alteració dels patrons d’expressió de molècules de l’illot i els autoanticossos en el sèrum. L’estudi d’aquests processos ha estat dificultat per la manca d’accés al teixit pancreàtic i per tant, les característiques de l’autoimmunitat a la T1D es basen en un nombre limitat d’observacions.

Recentment les eines d’anàlisi d’expressió gènica han passat per una important revolució amb l’aparició dels Microarrays. Aquesta tècnica permet analitzar en un sol experiment l’estatus d’expressió de milers de gens en una mostra de teixit o cèl·lules i comparar-ho amb una altra mostra. Això permet que l’estudi de la relació gen-malaltia es basi en el comportament simultani de tots els gens del genoma, el que es coneix com transcriptoma o perfil d’expressió gènica. Aquests sistemes estan canviant la manera d’interpretar els processos ja que ofereixen una gran quantitat d’informació del conjunt del genoma.

En aquest treball hem reportat l’anàlisi del  transcriptoma de quatre pàncrees de pacients amb T1D en diferents fases de la malaltia (inici clinic, 9 mesos, 8 i 10 anys d’evolució posterior al diagnòstic) així com dels illots purificats de dos d’aquests pacients, en comparació amb teixits de donants d’òrgans sans. En general, l’anàlisi del perfil d’expresió gènica de la resposta immunitària/inflamació confirma les observacions prèvies en la immunopatogènia de la diabetis i mostra similituds amb altres malalties autoimmunitàries. Les dades demostren que la destrucció de les cèl·lules beta es manté al llarg dels anys, juntament amb processos immunoreguladors i de regeneració de les cèl·lules atacades. Aquests processos, juntament amb l’augment de la inmunitat innata, complement, quimiocines, immunoglobulines i gens de regeneració, es mantenen o fins i tot augmenten en el pàncrees dels pacients de llarga evolució. Els canvis detectats en els illots se centren en la disminució de l’expressió de gens endocrins i de sistema nerviós, alguns dels quals són autoantigens a la T1D. En canvi, els illots mostren poques alteracions als gens de resposta immunitària, destacant la hiperexpressió de quimiocines proinflamatòries. Aquestes dades es van validar amb altres metodologies com la RT-PCR quantitativa o la immunohistologia.

Les dades d’aquests primers transcriptomes dels pàncrees de pacients amb T1D demostren que la diabetis autoimmunitària està causada per un procés d’inflamació crònica amb una gran contribució de la immunitat innata que progressa malgrat els  intents de regulació i regeneració del teixit diana.

Imatge d'un 'heatmap' o mapa d’alteració gènica als pàncrees i illots purificats de pacients amb T1D, corresponent a processos de resposta immunitària. Les files de cada 'heatmap' corresponen a gens amb expressió diferencial respecte als controls i les columnes a pàncrees (P) i illots (I) dels pacients diabètics, en ordre d'evolució de la malaltia. P1, d'inici clínic; P2, 9 mesos d'evolució; P3, 8 anys d'evolució; P4, 10 anys d'evolució; I1, illots d'inici clínic; I2, illots de 10 anys d'evolució.

Marta Vives Pi
Institut de Recerca Germans Trias i Pujol

Referències

"Gene expression profiles for the human pancreas and purified islets in Type 1 diabetes: new findings at clinical onset and in long-standing diabetes". Planas R, Carrillo J, Sanchez A, Ruiz de Villa MC, Nuñez F, Verdaguer J, James RF, Pujol-Borrell R, Vives-Pi M. Clin Exp Immunol. 2010 Jan; 159(1): 23-44.

 
View low-bandwidth version