Markerii din sângele din cordonul ombilical ar putea prezice dezvoltarea ulterioară a diabetului zaharat de tip 1

Un studiu realizat în Suedia, în cadrul cohortei populaționale All Babies in Southeast Sweden (ABIS), și publicat în Nature Communications, a analizat dacă markerii inflamatori proteomici prezenți la naștere pot prezice dezvoltarea ulterioară a diabetului zaharat de tip 1 (DZ1). Cercetarea arată că procesele patogenice asociate diabetului zaharat de tip 1 pot debuta încă din perioada prenatală, mult înainte de apariția autoanticorpilor insulari.

Idei principale

• Diabetul zaharat de tip 1 este o boală autoimună cu etiologie multifactorială, în care factorii genetici și cei de mediu interacționează.
• Studiul ABIS a inclus 16.683 de copii urmăriți prospectiv până la 27 de ani.
• Analiza proteomică a sângelui din cordonul ombilical a identificat semnături inflamatorii asociate cu DZ1 viitor.
• Anumiți biomarkeri sunt predictivi independent de riscul genetic HLA (antigen leucocitar uman).
• Modelele de învățare automată bazate exclusiv pe proteomică au atins o acuratețe ridicată.

Context

Diabetul zaharat de tip 1 afectează aproximativ 8,4 milioane de persoane la nivel global, iar prevalența este estimată să crească semnificativ în următoarele două decenii. Boala este caracterizată prin distrugerea autoimună a celulelor β pancreatice, cu deficit absolut de insulină și risc de complicații acute și cronice.

Deși genotipurile HLA de clasă II contribuie cu aproximativ 40–50% la riscul genetic, factorii de mediu precum infecțiile prenatale, stresul psihologic, expunerile toxice și inflamația timpurie joacă un rol esențial în declanșarea pierderii toleranței imune.

Despre studiu

Cohorta și designul studiului

Studiul utilizează cohorta ABIS, care include 16.683 de nou-născuți din sud-estul Suediei, reprezentând 78,6% din totalul nașterilor din regiune între 1997 și 1999. Diagnosticul de DZ1 a fost confirmat prin registre naționale până în decembrie 2023.

În total, 167 de copii (1%) au dezvoltat DZ1, cu vârsta la diagnostic cuprinsă între 2 și 24,6 ani (media 12,6 ± 6,1 ani).

Analiza proteomică

Profilarea proteomică a fost realizată pe probe de sânge din cordonul ombilical de la 1.204 copii, folosind panourile Olink Explore Inflammation și Target Immune Response, totalizând 386 de proteine.

Analizele comparative caz–control au inclus 146 de copii cu DZ1 ulterior și 286 de controale fără boli autoimune, psihiatrice sau neurodezvoltative.

Factori prenatali evaluați

Au fost analizate 44 de variabile prenatale și perinatale, incluzând:

• Istoric familial de DZ1, DZ2 și astm
• Nașterea prin cezariană
• Spitalizarea neonatală
• Infecții materne digestive în sarcină
• Administrarea de antibiotice și psihotrope

Rezultate

Proteine diferențial exprimate la naștere

După corecția pentru testări multiple, 32 de proteine au fost diferențial exprimate între copiii care au dezvoltat DZ1 și controale.

Proteine crescute la viitorii pacienți cu DZ1:

• HLA-DRA – implicată în prezentarea antigenică
• Iduronat-2-sulfatază (IDS) – enzimă lizozomală implicată în remodelarea matricei extracelulare
• Secretoglobina 3A2
• Cathepsina C (CTSC) – protează cu rol proinflamator

Proteine crescute la controale:

• TIMP3 – inhibitor tisular al metaloproteinazelor, cu rol protector asupra arhitecturii insulare
• Adenozin-deaminaza (ADA) – reglator al răspunsului inflamator
• CD40 ligand, NTF3, LSP1

Vârsta la diagnostic și severitatea semnăturii proteomice

Cele mai ample diferențe proteomice au fost observate la copiii diagnosticați înainte de vârsta de 5 ani, cu peste 60 de proteine semnificative după corecție statistică. Acestea implică căi de:

• Activare NF-κB
• Răspuns inflamator la infecții
• Apoptoză și stres celular

Independența față de riscul genetic HLA

Diferențele de expresie pentru HLA-DRA și IDS au persistat chiar și la copiii fără genotipuri HLA de risc, sugerând că inflamația prenatală are un rol independent de predispoziția genetică.

Modele predictive bazate pe învățare automată

Modelele de tip gradient boosting bazate exclusiv pe proteinele din sângele ombilical au atins:

• AUC-ROC până la 0,89
• Performanță similară cu sau fără includerea informației genetice HLA

Acest rezultat indică faptul că proteomica la naștere poate egala sau depăși valoarea predictivă a screeningului genetic.

Concluzii

Studiul demonstrează că procesele inflamatorii asociate diabetului zaharat de tip 1 sunt detectabile încă de la naștere. Markerii proteomici identificați reflectă activarea imună, remodelarea matricei extracelulare și stresul celular, înainte de apariția autoanticorpilor.

Aceste date susțin dezvoltarea unor strategii de screening neonatal non-invaziv, cu potențial de intervenție precoce, înainte de distrugerea ireversibilă a celulelor β pancreatice.