Le diabète de type 1 (DT1) est une maladie auto-immune liée à la reconnaissance des lymphocytes T auxiliaires chez les souris et les humains diabétiques non obèses (NOD). De plus, le DT1 affecte le pancréas endocrinien, rendant ainsi les patients dépendants de l’insulinothérapie substitutive pour le reste de leur vie. La surveillance de la progression de la maladie par prélèvement de sang périphérique pourrait fournir des informations sur les mécanismes à médiation immunitaire du DT1.
Dans une étude récente publiée dans Science Médecine translationnelleles chercheurs dressent le profil des grappes auxiliaires spécifiques à l’antigène des lymphocytes T de différenciation 4 positifs (CD4 +) pour déterminer l’auto-immunité anti-îlots chez les souris et les humains.
Étude: Mesure de l’auto-immunité anti-îlots chez la souris et l’homme en profilant les lymphocytes T CD4 spécifiques de l’antigène du sang périphérique. Crédit d’image : Peackstock / Shutterstock.com
À propos de l’étude
Des échantillons de sang ont été obtenus de donneurs humains, y compris des enfants venant d’être diagnostiqués (JD), des patients atteints de DT1 (ES), des personnes ayant des parents au premier degré atteints de DT1 et étaient positifs pour l’antigène leucocytaire humain (HLA)-DQ8, HLA-DQ8-positif les donneurs de sang normaux non diabétiques sans maladie auto-immune dans la famille (NBD) et les individus à risque de DT1 suivis par le consortium TrialNet (MON).
Les cellules mononucléaires du sang périphérique (PMBC) ont été isolées pour une analyse par cytométrie en flux (FC). L’haplotypage HLA-DQA1 et DQB1 basé sur la réaction en chaîne par polymérase (PCR), le profilage de l’expression génique de type cellule unique et les analyses de séquençage des amplicons du récepteur des lymphocytes T (TCR) ont été effectués. Les gènes HLA-DQB1 ont été évalués, avec IAg7 et les tétramères HLA-DQ8 anti-peptide de l’insuline-complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) produits chez la souris et l’homme.
Sur les 12 tétramères produits, quatre ont été utilisés pour l’analyse, dont le peptide C59–70 (Cp59–70), CP65–75Ins12–20et Ins13–21. Les tétramères et les anticorps de surface ont été colorés pour le tri unicellulaire par tri cellulaire activé par fluorescence (FACS).
L’acide ribonucléique (ARN) extrait de 3 926 cellules a été analysé par PCR quantitative unicellulaire (qPCR) et sur tous les donneurs, tandis que 3 926 lymphocytes T auxiliaires ciblés par l’insuline ont été triés à partir des échantillons. Des souris NOD/LtJ ont été utilisées pour les expérimentations animales et des échantillons de sang hebdomadaires ont été prélevés pour évaluer la glycémie.
Les cellules BDC2.5 et spécifiques à l’insuline ont été surveillées deux fois par semaine chez des souris NOD entre la quatrième semaine, soit une semaine après le sevrage, et la 25, date à laquelle 80 % des souris ont développé un diabète, en utilisant des tétramères peptidiques. Le pancréas a été examiné par immunofluorescence indirecte (IIF) pour la teneur en glucagon et en insuline.
Un total de 1 839 057 lymphocytes T auxiliaires et 2 695 cellules ciblées par l’antigène ont été isolés des échantillons murins. Des analyses d’approximation et de projection de variété uniforme (UMAP) et de regroupement non supervisé ont été effectuées. La modélisation du mélange gaussien (GMM) a été réalisée pour l’analyse combinée des profils génomique et protéomique.
Résultats de l’étude
Les proportions de lymphocytes T auxiliaires anti-insuline n’étaient pas directement informatives ; cependant, les états d’activation des lymphocytes T anti-insuline évalués par le profilage de l’ARN et des protéines ont permis aux chercheurs de distinguer l’absence d’auto-immunité de la progression du DT1.
Des lymphocytes T auxiliaires anti-insuline activés ont été détectés au moment du diagnostic, ainsi que chez les patients atteints de DT1 avec une maladie établie et certaines personnes à risque. En ce qui concerne l’activation et le nombre de cellules, les lymphocytes T anti-insuline ont montré des pics et des creux tout au long de la période d’étude, ce qui a été observé de la même manière chez toutes les souris. Cependant, l’examen histologique du pancréas de souris NOD a montré la présence côte à côte d’îlots producteurs d’insuline normaux et de cellules d’îlots qui ne produisaient que du glucagon.
Le profilage cytométrique à lui seul a correctement corrélé la normalité par rapport au statut DT1 avec une précision de 70 %, tandis que l’analyse combinée avec les données d’expression génique classait tous les individus à risque comme diabétiques ou normaux. Cinq grappes de lymphocytes T auxiliaires ont été visualisées dans l’analyse UMAP, la transcriptomique unicellulaire montrant des signatures distinctes dans les groupes individuels.
Des clusters Low4 et High1 ont été observés chez les donneurs sans auto-immunité, tandis que les clusters High2 et High3 étaient liés au DT1. Un nombre moyen plus élevé a été observé chez les individus MON, avec une séparation à double sens entre les individus à faible et à haut nombre et une augmentation de la population de cellules tétramères positives parmi les individus ES. Cela indiquait probablement un compartiment de cellule mémoire de grande taille chez les patients.
Les lymphocytes T activés présentaient une expression accrue de divers gènes, notamment la tyrosine kinase 2 (TYK2), HLA-DRA, le membre 1B de la superfamille des récepteurs du facteur de nécrose tumorale (TNFRSF1B), la sous-unité 2 des récepteurs alpha et bêta de l’interféron (IFNAR2) et le facteur nucléaire kappa b sous-unité 1 (NFKB1). Type d’assistant folliculaire T (TFH) les cellules présentaient une expression accrue du récepteur nucléaire 4A1 (NR4A1), HLA-DRA, du récepteur de l’interféron gamma 1 (IFNGR1), du récepteur de chimiokine CC 1 (CCR1), de l’homéobox 2 de liaison à la boîte E à doigt de zinc (ZEB2) et de la cellule B lymphome 6 (BCL6).
T réglementaire (Treg) les lymphocytes ont montré une augmentation de la sous-unité alpha du récepteur de l’interleukine-2 (IL2RA), de la boîte de forkhead P3 (FOXP3), de la protéine de liaison GATA 3 (GATA3), de la protéine du facteur de transcription T-box (TBX21), du CCR4 et du transducteur de signal et de l’activateur de la transcription 5B ( STAT5B). Les cellules T mémoire ont montré une augmentation de l’expression de IL2RA, FOXP3, HLA-DRA, GATA3, β2 microglobuline (β2M), CD44, NFKB1 et TNFRSF1B.
Le groupe NBD présentait une prédominance de lymphocytes Treg d’environ 75 %, alors que TFH les cellules prédominaient dans les cohortes JD et MON à 10 % et 13 %, respectivement. Les lymphocytes T mémoire représentaient respectivement 85 %, 76 % et 60 % des lymphocytes chez les donneurs JD, ES et MON, mais étaient moins nombreux chez les donneurs NBD.
Le profil NBD, qui se composait de lymphocytes TH1 tolérisés à l’insuline et de lymphocytes Treg dans les groupes d’expression faible et élevée, respectivement, indiquait une combinaison sous-optimale de cytokine et de TCR. Ces résultats suggèrent une tolérance périphérique pour les cellules T auxiliaires ciblées sur l’insuline et l’absence d’immunité ciblée sur les îlots chez les individus normaux.
Les individus ES ont présenté des réponses anti-insuline continues. Le commutateur P9 était fonctionnel pour les clones de lymphocytes T ciblés par le peptide C.
L’analyse GMM formée sur 14 échantillons de cinq, quatre et cinq donneurs NBD, JD et ES, respectivement, a montré que les résultats de prédiction d’environ 90 % des patients atteints de DT1 correspondaient aux résultats estimés et certains pour tous les cas.
Sur la base des résultats de l’étude, l’auto-immunité des îlots pourrait être diagnostiquée dans le sang périphérique par le profilage des cellules T auxiliaires ciblées sur l’antigène en temps quasi réel avec une grande précision.
