دیابت نوع 1 (T1D) یک بیماری خود ایمنی پیچیده است که با تخریب سلول های β تولید کننده انسولین در پانکراس توسط سیستم ایمنی مشخص می شود. درک مکانیسم های زیربنایی T1D برای توسعه درمان های موثر حیاتی است و مدل T1D با استفاده از موش های دیابتی غیر چاق (NOD) به ابزاری ضروری در تحقیقات پیش بالینی تبدیل شده است. در Hkeybio، پیشرو در مدل‌های بیماری‌های خودایمنی، ما از موش NOD برای پیشبرد درک و توسعه درمانی در T1D استفاده می‌کنیم و از مشتریان با داده‌های بالینی قوی و مشخص‌شده پشتیبانی می‌کنیم.
چرا از مدل ماوس NOD در تحقیقات T1D استفاده کنیم؟
مدل ماوس NOD چه چیزی را نشان می دهد؟
مدل موش NOD یک سویه مستعد ژنتیکی است که به طور خود به خود دیابت خود ایمنی شبیه T1D انسان را ایجاد می کند. برخلاف مدل‌های القایی، موش‌های NOD پیشرفت طبیعی بیماری را تقلید می‌کنند و یک پلت فرم قدرتمند برای مطالعه عوامل ژنتیکی و ایمونولوژیکی دخیل در تخریب سلول‌های β ارائه می‌دهند.
یکی از نقاط قوت منحصر به فرد مدل NOD در شروع خود به خود دیابت بدون القای مصنوعی است که آن را به یک سیستم فیزیولوژیکی مرتبط تبدیل می کند. این مدل به طور صادقانه بسیاری از ویژگی‌های آسیب‌شناسی ایمنی را که در بیماران مشاهده می‌شود، بازتولید می‌کند، از جمله نفوذ انتخابی جزایر پانکراس و تولید اتوآنتی‌بادی، جنبه‌هایی که برای ارزیابی مداخلات جدید با هدف تعدیل ایمنی حیاتی هستند.
توانایی این مدل برای تکرار ویژگی های کلیدی T1D انسانی، از جمله انسولیت (التهاب جزایر پانکراس) و متعاقب آن هیپرگلیسمی، آن را به سنگ بنای تحقیقات دیابت تبدیل می کند.
ویژگی های ژنتیکی و ایمونولوژیکی کلیدی موش های NOD
مکان های اصلی حساسیت و تفاوت های جنسی
موش‌های NOD حامل جایگاه‌های ژنتیکی متعددی هستند که در حساسیت آن‌ها به T1D نقش دارند. در این میان، ژن‌های اصلی مجتمع سازگاری بافتی (MHC)، به ویژه هاپلوتیپ H2^g7، نقش مهمی در شکل‌دهی پاسخ‌های ایمنی دارند. این عوامل تعیین کننده ژنتیکی بر نمایش آنتی ژن، فعال سازی خود واکنشی سلول های T و مکانیسم های تحمل تأثیر می گذارند.
علاوه بر این، بروز دیابت در موش‌های ماده NOD (تقریباً 80-70 درصد تا 20 هفتگی) در مقایسه با نرها (40-50 درصد در 30 هفتگی) به طور قابل توجهی بیشتر است. این سوگیری جنسی آشکار به تأثیرات هورمونی بر تنظیم ایمنی نسبت داده می‌شود، با استروژن‌ها که پاسخ سلول‌های T خود واکنشی را افزایش می‌دهند. این تفاوت‌های جنسی، بینشی را در مورد حساسیت بیماری‌های مختلف مشاهده‌شده در انسان فراهم می‌کند و محققان را قادر می‌سازد تا مکانیسم‌های ایمنی مرتبط با جنسیت را کشف کنند.
درک این عوامل ژنتیکی و هورمونی به تشریح فعل و انفعالات پیچیده ای که منجر به دیابت خودایمنی می شود، کمک می کند و امکان شناسایی اهداف درمانی بالقوه را فراهم می کند.
جدول زمانی بیماری معمولی در موش های NOD
توسعه پاتولوژیک در موش های NOD از یک جدول زمانی قابل پیش بینی پیروی می کند:
انسولیت اولیه در حدود 4 تا 6 هفتگی شروع می شود که با نفوذ سلول های ایمنی به جزایر پانکراس مشخص می شود. ضایعات اولیه عمدتاً از ماکروفاژها و سلول های دندریتیک تشکیل شده اند که آنتی ژن های جزایر را به سلول های T ارائه می کنند.
این منجر به از بین رفتن تدریجی سلول های β می شود و ظرفیت تولید انسولین را کاهش می دهد. بین 8 تا 12 هفته، تخریب با واسطه سلول های T تشدید می شود و منجر به بدتر شدن التهاب جزایر می شود.
در هفته های 12 تا 20، بسیاری از موش ها دچار هیپرگلیسمی آشکار می شوند که نشانه شروع بالینی دیابت است. فاز هیپرگلیسمی منعکس کننده کاهش قابل توجه توده سلول های بتا است که منجر به کمبود انسولین و اختلال در هموستاز گلوکز می شود.
این جدول زمانی به محققان اجازه می دهد تا مراحل متمایز بیماری را مطالعه کنند و مداخلات هدفمند و بینش مکانیکی را ممکن می سازد. به عنوان مثال، راهبردهای پیشگیرانه را می توان در طول انسولیت اولیه آزمایش کرد، در حالی که هدف رویکردهای درمانی حفظ عملکرد سلول بتا در مراحل بعدی است.
چگونه سلول های ایمنی باعث التهاب جزایر در موش های NOD می شوند
نقش سلول های T CD4+ و CD8+ Autoreactive
تخریب سلول‌های β در موش‌های NOD عمدتاً توسط لنفوسیت‌های T خود واکنشی انجام می‌شود. سلول های T کمکی CD4+ حمله ایمنی را با تولید سیتوکین های التهابی مانند IFN-γ و IL-17 تنظیم می کنند که التهاب موضعی را تقویت کرده و سلول های ایمنی اضافی را جذب می کند. این سلول‌های T کمکی همچنین سیگنال‌های لازم را به سلول‌های سیتوتوکسیک CD8+ T ارائه می‌کنند که مستقیماً سلول‌های β را از طریق انتشار پرفورین و گرانزیم شناسایی کرده و می‌کشند.
تعامل بین این زیرمجموعه های سلول T برای فرآیند خودایمنی بسیار مهم است و اهدافی را برای درمان های تعدیل کننده ایمنی ارائه می دهد. سلول‌های T تنظیمی (Tregs)، که به طور معمول فعالیت سلول‌های T خود واکنشی را سرکوب می‌کنند، از نظر عملکردی در موش‌های NOD دچار اختلال می‌شوند و به تخریب سلول‌های β کنترل نشده کمک می‌کنند.
مشارکت‌های سلول‌های B، سلول‌های دندریتیک و سیگنال‌های ایمنی ذاتی
فراتر از سلول های T، سلول های B با ارائه آنتی ژن به سلول های T و تولید اتوآنتی بادی هایی که آنتی ژن های جزایری مانند انسولین و گلوتامیک اسید دکربوکسیلاز (GAD) را هدف قرار می دهند، مشارکت می کنند. این اتوآنتی بادی ها به عنوان نشانگرهای زیستی مهم پیشرفت بیماری در موش و انسان عمل می کنند.
سلول های دندریتیک (DCs) به عنوان سلول های کلیدی ارائه دهنده آنتی ژن عمل می کنند، پپتیدهای مشتق شده از جزایر را می گیرند و سلول های T ساده را در غدد لنفاوی پانکراس فعال می کنند. وضعیت بلوغ و محیط سیتوکین DCها بر تعادل بین فعال سازی ایمنی و تحمل تأثیر می گذارد.
سیگنال های ایمنی ذاتی، از جمله انتشار سایتوکین های پیش التهابی (به عنوان مثال، IL-1β، TNF-α) و درگیری گیرنده های تشخیص الگو مانند گیرنده های Toll مانند (TLRs)، التهاب جزایر را بیشتر تقویت می کند. این مسیرهای ذاتی می توانند توسط استرس سلولی یا عوامل محیطی ایجاد شوند و ایمنی ذاتی را با شروع و تداوم دیابت خودایمنی مرتبط می کنند.
این اجزای ایمنی با هم یک شبکه پیچیده را ایجاد می کنند که باعث ایجاد بیماری زایی T1D در موش های NOD می شود.
بازخوانی های تجربی در مطالعات موش NOD
پایش گلوکز و آستانه
در آزمایشات NOD موش، سطح قند خون ناشتا و تصادفی معیارهای استاندارد برای تشخیص شروع دیابت است. آستانه هایی که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از:
گلوکز ناشتا > 250 میلی گرم در دسی لیتر (تقریباً 13.9 میلی مول در لیتر)
گلوکز تصادفی > 300 میلی گرم در دسی لیتر (تقریباً 16.7 میلی مول در لیتر)
پایش مکرر گلوکز به محققان امکان می دهد پیشرفت بیماری را ردیابی کرده و اثربخشی درمانی را ارزیابی کنند. فن‌آوری‌های پایش مداوم گلوکز (CGM) که برای حیوانات کوچک اقتباس شده‌اند، پروفایل‌های متابولیک دقیق‌تری را ارائه می‌دهند.
بافت شناسی و فنوتیپ ایمنی
معاینه بافت شناسی یک استاندارد طلایی برای ارزیابی آسیب شناسی پانکراس است. امتیازدهی انسولیت میزان نفوذ سلول های ایمنی را در جزایر، از پری انسولیت (سلول های ایمنی اطراف جزایر) تا انسولیت شدید (نفوذ متراکم و تخریب سلول های β) را کمیت می کند.
فنوتیپ ایمنی با استفاده از فلوسیتومتری، شناسایی دقیق زیرمجموعه‌های ایمنی درگیر در بیماری، از جمله سلول‌های T خودرأکتیو، سلول‌های B، سلول‌های دندریتیک و جمعیت‌های تنظیم‌کننده را ممکن می‌سازد. ترکیب فنوتیپ با سنجش‌های عملکردی مانند تعیین پروفایل سیتوکین و سنجش تکثیر بینشی جامع از چشم‌انداز ایمنی ارائه می‌کند.
این روش‌ها ارزیابی قوی درمان‌های کاندید را تضمین می‌کنند که مدولاسیون ایمنی و حفظ سلول‌های β را هدف قرار می‌دهند.
نقاط قوت و محدودیت های مدل NOD در تحقیقات ترجمه ای
آنچه موش های NOD به دقت شرح می دهند
موش های NOD به طور موثر ماهیت خودایمنی T1D، از جمله حساسیت ژنتیکی، تخریب سلول های β با واسطه ایمنی، و پیشرفت از انسولیت به هیپرگلیسمی را مدل می کنند. شروع خود به خود بیماری بدون القای خارجی، زمینه فیزیولوژیکی مرتبط را برای آزمایش ایمنی درمانی، واکسن ها و استراتژی های بازسازی سلول های β فراهم می کند.
علاوه بر این، این مدل در روشن کردن مسیرهای حیاتی در شکست تحمل سلول های T، اختلال عملکرد سلول های تنظیمی و ارائه آنتی ژن مفید بوده و به درک فعلی ما از پاتوژنز T1D کمک می کند.
محدودیت های شناخته شده
با این حال، محدودیت هایی وجود دارد که باید در نظر گرفته شود. برخی از مسیرهای تنظیم کننده ایمنی و پروفایل های سیتوکین بین موش NOD و بیماران انسانی متفاوت است. به عنوان مثال، برجسته بودن برخی از زیر مجموعه‌های سلول T و نقش ایمنی ذاتی ممکن است به طور کامل با بیماری انسان مطابقت نداشته باشد.
شروع سریع بیماری و بروز بالا در موش های NOD با پیشرفت اغلب آهسته تر و متغیرتر در انسان در تضاد است. علاوه بر این، تفاوت‌های محیطی و میکروبیومی بر نفوذ بیماری در مدل تأثیر می‌گذارد.
بنابراین، نتایج مطالعات NOD موش باید با داده‌های بالینی انسانی و مدل‌های تکمیلی برای تأیید یافته‌ها ادغام شود.
نکات عملی برای تفسیر نتایج پیش بالینی
هنگام استفاده از مدل NOD، پروتکل‌ها و کنترل‌های آزمایشی سازگار برای تکرارپذیری ضروری هستند. محققان باید فنوتیپ ایمنی و داده های بافت شناسی را با درک ویژگی های منحصر به فرد مدل تفسیر کنند.
یافته های پیش بالینی باید با پروفایل ایمنی انسان برای افزایش پتانسیل ترجمه تایید شود. انتخاب نقاط پایانی مناسب و ترکیب خواندن های متعدد (گلوکز، بافت شناسی، سنجش ایمنی) نتیجه گیری در مورد اثربخشی درمانی را تقویت می کند.
پایان
مدل T1D با استفاده از موش های NOD سنگ بنای تحقیقات دیابت خود ایمنی است. توانایی آن در بازتولید جنبه های حیاتی بیماری انسانی، بینش های ارزشمندی را در مورد پاتوژنز و یک پلت فرم قابل اعتماد برای آزمایش های دارویی پیش بالینی ارائه می دهد. تخصص Hkeybio در مدیریت و توصیف مدل NOD تضمین می کند که مشتریان داده های با کیفیت بالا و قابل تکرار را برای تسریع توسعه درمانی T1D دریافت می کنند.
در حالی که محدودیت‌های این مدل را می‌پذیریم، ادغام مطالعات NOD موش با تحقیقات بالینی، رویکردی جامع را برای مبارزه با T1D تقویت می‌کند. برای اطلاعات بیشتر در مورد اینکه Hkeybio چگونه می تواند از تحقیقات دیابت خود ایمنی شما با مدل های تخصصی موش NOD پشتیبانی کند، لطفاً با ما تماس بگیرید امروز
