Una battaglia silenziosa si svolge nell’arco di anni tra il sistema immunitario e le isole di Langherans del pancreas. Le cellule beta produttrici di insulina vengono aggredite da globuli bianchi del tipo dei linfociti e macrofagi, un insieme di cellule specializzate nel riconoscere e combattere agenti biologici estranei. L’errore di considerare altre cellule e tessuti dello stesso organismo come bersagli da attaccare può causare quella che si definisce una malattia autoimmune: è il caso del diabete tipo 1, in cui una lenta e subdola infiammazione porta ad esaurimento numerico e funzionale le cellule che producono insulina, privando l’organismo di un ormone fondamentale per il metabolismo.

Un intruso molto silenzioso
L’azione autoimmmunitaria non dà segni di sé per molto tempo, solitamente anni, fino a che il grave deficit di insulina non si manifesta in modo quasi improvviso con i suoi segni classici: iperglicemia, poliuria, sete intensa, accompagnati da una strana fame che porta paradossalmente al dimagrimento. Il fenomeno era stato ben descritto anche dai medici dell’antichità: il termine diabete mellito (“flusso dolce”) esprime molto concretamente la perdita di massa e liquidi dell’organismo che sembrano scivolare via in urine sature di zuccheri. Il nutrito corteo di sintomi acuti esprime la fase conclamata di questa forma di diabete (il 5-10% del totale) e si manifesta quando è ormai troppo tardi per bloccare la distruzione delle cellule beta, almeno con le attuali terapie disponibili.

Sulle tracce di un nemico nascosto

Di quali mezzi disponiamo per svelare il processo autoimmune che porta al diabete tipo 1?

L’aggressione vera e propria all’apparato produttore di insulina da parte del sistema immunitario è condotta da elementi cellulari, i quali compiono una serie di azioni differenziate: i macrofagi frammentano componenti molecolari delle cellule bersaglio e le “presentano” a un gruppo di linfociti T coadiuvanti che le riconoscono come estranee. A loro volta, questi segnalano ad altri linfociti T detti citotossici di attivarsi e colpire quelle cellule che portano in sé molecole non più tollerabili come componenti proprie dell’organismo. Ad entrare in azione è un vero esercito mobilitato verso un obiettivo finale: ci sono ricognitori, vedette, messaggi in codice e, in ultimo, le squadre armate che compiono l’offensiva finale.

Assieme all’attacco da parte di cellule killer viene stimolata la produzione di anticorpi, piccole chiavi proteiche definite immunoglobuline e progettate ognuna per legarsi a componenti specifici di varia natura liberati dalle cellule sotto attacco: enzimi cellulari, la stessa insulina, molecole di trasporto. Gli anticorpi identificati e giudicati nel tempo più utili come traccianti dell’attacco autoimmune nel diabete tipo 1 portano nomi come anti-glutammato decarbossilasi (GADA), anti-insulina (IAA), anti-tirosina fosfatasi (IA2) e anti-trasportatore dello zinco (ZnT8A).

Gli anticorpi come tracce per la diagnosi e la selezione di pazienti a rischio
Queste immunoglobuline specifiche rappresentano importanti segnali del processo fisiopatologico in atto o già completato nella sua parte prevalente. Al momento della comparsa dei sintomi clinici del diabete, per confermare la diagnosi di diabete tipo 1 è usuale effettuare nel paziente il dosaggio di queste molecole nel sangue circolante. La positività dei test costituisce una firma abbastanza affidabile del danno autoimmune a carico di strutture cellulari proprie delle cellule beta nel pancreas endocrino.

Trovare questa firma dopo che la malattia è esplosa con i suoi gravi sintomi non ci aiuta ovviamente nella prevenzione, fornendo solo una prova biochimica dell’avvenuto processo, ma abbiamo imparato a cercare questi marcatori anche prima, nella lunga fase di latenza della malattia. Svelare precocemente questo quadro anticorpale tramite un prelievo ematico ci consente di individuare i soggetti a rischio, tipicamente individui con parenti di primo grado affetti da diabete tipo 1, e provare a intervenire prima che la malattia si manifesti. Identificare la presenza degli anticorpi ci permette infatti di selezionare gruppi di persone da sottoporre a terapie sperimentali il cui l’obiettivo sia bloccare lo sviluppo della patologia conclamata. Non è eccessivo sottolineare come l’affidabilità di questa selezione sia anche un fattore cruciale per valutare poi l’efficacia di una terapia mirata a impedire in queste persone a rischio la progressione verso il diabete tipo 1.

Nel cercare marcatori molecolari sempre più affidabili, abbiamo quindi due importanti obiettivi. Il primo è quello di poter effettuare una diagnosi certa del diabete tipo 1 di tipo autoimmune, verdetto non sempre così immediato. Negli ultimi anni, a causa di uno stile di vita caratterizzato da sempre maggiore sedentarietà e da eccessiva alimentazione, si è verificato un progressivo aumento dei casi di diabete tipo 2 anche tra i bambini: il dato epidemiologico che associa il diabete tipo 1 all’età giovanile e il tipo 2 all’età adulta non è più così attendibile come in passato. Inoltre, ci sono casi di diabete tipo 1 che compaiono nell’età adulta (LADA, Latent Autoimmune Diabetes of Adulthood), probabilmente dovuti a una lenta progressione del danno autoimmune; anche in questo caso, la ricerca dei marcatori anticorpali permette di correggere diagnosi affrettate di diabete tipo 2. In ultimo, esiste una piccola percentuale di casi di diabete tipo 1 (5%) in cui non si riscontra nessuna evidenza di fenomeni autoimmuni.

Il secondo obiettivo è ancora più ambizioso: scovare tracce sensibili e specifiche prima della comparsa della malattia ci permette di tentarne la prevenzione: bloccare la distruzione delle cellule beta stabilizzandone la funzione o cercando di invertire il fenomeno.




Fig. 1 - Marker del diabete autoimmune - Peculiari autoanticorpi vengono utilizzati come marker per distinguere le forme autoimmuni di diabete. La presenza di marker consente di identificare il diabete tipo 1 e, quando riscontrata in fase precoce, quei soggetti a rischio di progressione verso questa forma della malattia.

Il discriminante dell’età di insorgenza del diabete non è più così valido come in passato. L’assenza di questi marker, infatti, permette anche di distinguere eventuali forme di diabete tipo 2 ad insorgenza giovanile (evenienza sempre più frequente a causa dello stile di vita sedentario ed eccessiva alimentazione) o rare forme di diabete tipo 1 non autoimmune. D’altro canto, la presenza di marker in soggetti di età più avanzata, assieme ad altre caratteristiche cliniche, consente di porre diagnosi di diabete autommune latente dell’adulto (LADA), una forma di diabete tipo 1 a lenta insorgenza.


Un nuovo anticorpo per un’insulina "estranea"

Una promettente notizia ci arriva da un lavoro svolto negli ultimi anni da un gruppo italiano dell’Università Campus Bio-Medico di Roma, che ha scoperto un nuovo marcatore costituito da un anticorpo diretto contro la stessa insulina, alterata però nella sua struttura dallo stress ossidativo rilevabile nel progredire della malattia autoimmune in regioni cellulari corrispondenti alle isole di Langherans, sede delle cellule beta. Già nel 2015 era stato chiarito che nella maggior parte dei pazienti con diabete tipo 1 era presente questo particolare anticorpo verso l’insulina modificata. Durante la fase di latenza della malattia avviene l’ossidazione della frazione B9-B23 dell’insulina, modifica chimica che la trasforma in un antigene, una molecola riconosciuta come estranea dal sistema di difesa.

Da ricerche precedenti sappiamo che questa particolare regione dell’insulina è importante nel fenomeno di attivazione del processo autoimmune. In una cellula APC (presentante l’antigene) il frammento peptidico viene “caricato” su molecole che firmano l’identità dell’organismo (MHC) e il complesso viene presentato al recettore specifico di un linfocita T, che si attiva e genera segnali che reclutano altre cellule effettrici dell’attacco immunitario. Il nostro sistema di difesa è tarato per riconoscere "un sé divenuto estraneo" e può essere indotto in errore. La frazione dell’insulina ossidata, agganciata a molecole che normalmente segnalano l’identità genetica di un organismo, viene bollata come appartenente a qualcosa che dev’essere eliminato.



Fig. 2 - Cooperazione tra cellule del sistema immune - Le cellule APC (Antigen-Presenting Cells) legano la frazione B9-23 dell’insulina alle loro molecole MHC. Il complesso viene presentato al recettore del linfocita T “diabetogeno” in una configurazione tridimensionale particolare: ciò genera un segnale in tutto il sistema linfoide, per cui questo peptide viene marcato come estraneo. Le cellule T di tipo tossico, che di norma dovrebbero evitare di attaccare le cellule beta in cui la struttura molecolare dell’insulina è evidentemente presente, vengono invece attivate da questo “errore di riconoscimento”, determinando l’aggressione del sistema immune verso strutture proprie dello stesso organismo.


Stabilito che l’anticorpo contro l’insulina ossidata è presente nella malattia conclamata, ci si è chiesti se questo sia riscontrabile anche prima dello sviluppo del diabete, come una traccia molecolare del lento processo fisiopatologico analoga a quella degli altri auto-anticorpi, il cui dosaggio è già ampiamente utilizzato in diabetologia. In caso di risposta affermativa, diventa necessario chiarire anche la seguente questione: qual è, statisticamente parlando, l’affidabilità di questo nuovo marcatore biologico? Oppure, detto in gergo più usuale in ambito epidemiologico e clinico, qual è il potere predittivo di diabete tipo 1 di un test basato sull’insulina ossidata, inteso come capacità di svelare in fase precoce quel silenzioso processo di distruzione delle cellule beta che porterebbe inevitabilmente alla malattia? La risposta doveva essere cercata nei numeri e servivano dati abbondanti.

Le promesse del nuovo marker

Il gruppo di ricerca italiano aveva bisogno di un grosso campione statistico e l’ha trovato già arruolato in uno studio svedese condotto da Johnny Ludvigsson dell’Università di Linköping. Dal 1980, il gruppo ha seguito diecimila soggetti per ben 25 anni, in uno studio di vasta portata (ABIS, All Babies in Southeast Sweden), ancor più interessante perché condotto sulla popolazione generale, seguendo costantemente dopo la nascita i partecipanti, raccogliendo campioni seriali di sangue e informazioni dettagliate sullo stato di salute. L’accesso ai sieri e alle informazioni del corposo database ha garantito i dati necessari per rispondere alle importanti domande poste in precedenza.

L'anticorpo contro l'insulina ossidata compare molto precocemente
Nel corso degli anni è stata riscontrata la comparsa degli anticorpi “classici” contro le beta-cellule (GADA, IA2, ZnT8A, IAA) in circa 150 persone. Solo 25 di questi giovani hanno poi sviluppato il diabete tipo 1, in accordo con le previsioni basate sulla prevalenza di questa malattia (circa 2 casi/1000 abitanti). Ma una sorpresa particolarmente gradita i ricercatori italiani l’hanno avuta dopo la ricerca degli anticorpi anti-insulina ossidata (oxIA), il nuovo marcatore: 23 dei pazienti in cui si era verificata la progressione verso il diabete tipo 1 avevano questi anticorpi nel sangue circolante già 11 anni prima della comparsa della malattia.

Esaminando più in dettaglio i dati, sono stati poi confrontati i dati di questi 23 giovani soggetti in cui c’era stata la progressione verso il diabete tipo 1 con altri 63 che non avevano sviluppato la malattia.

Gli anticorpi anti-insulina ossidata oxIA erano presenti nel 91,3% dei casi con diabete, assieme agli altri autoanticorpi “classici”, riscontrati però in percentuali inferiori (GADA 65,2%, IA-2A 56,5%, IAA 38,9%, ZnT8A 33,3%). Inoltre, gli oxIA erano riscontrabili anche in percentuali variabili in quei soggetti con diabete tipo 1 negativi per i diversi autoanticorpi classici. Comparando ulteriormente le frequenze percentuali che dimostravano la differenza tra i soggetti positivi per gli anticorpi anti-insulina ossidata tra i diabetici e quelli senza diabete ma positivi ad altri anticorpi si notava uno stacco netto (82,6% contro 19%) particolarmente interessante: la positività per gli oxIA permetteva di distinguere i bambini con progressione verso il diabete tipo 1 da quelli positivi per altri autoanticorpi ma senza progressione di malattia, con una sensibilità del 74% e una specificità del 91%. E nessuno dei giovani senza progressione di malattia e negativi agli anticorpi classici risultava positivo per gli anticorpi anti-insulina ossidata.

Una nuova firma biochimica del diabete tipo 1

L’analisi di questi dati ha stabilito per questo marker un potere predittivo elevato, superiore a tutti gli anticorpi che usualmente vengono utilizzati per predire il rischio di comparsa della malattia, con valori di sensibilità e specificità complessivi, presentati dal gruppo di studio italiano che ha condotto la ricerca, molto entusiasmanti.

Se i dati verranno ulteriormente confermati si configura un risultato importante: l’isolamento di un nuovo e più specifico marker anticorpale di diabete tipo 1, utilizzabile sia nella popolazione generale sia nei parenti di primo grado dei soggetti affetti da malattia, la categoria più a rischio e in cui l’affidabilità del marcatore potrebbe ragionevolmente essere ancora più elevata. In effetti, il nuovo strumento diagnostico, oltre ad affinare gli strumenti di identificazione del diabete tipo 1 in quei soggetti dove il quadro anticorpale è dubbio, può anche consentire ai ricercatori di selezionare in modo più accurato i soggetti più a rischio in cui testare gli interventi di prevenzione, farmacologici o di stile di vita. L’analisi dell’efficacia delle terapie mirate a bloccare la progressione verso la malattia potrebbe risultare più precisa rispetto al passato, in cui risultati statistici possono aver risentito di una insufficiente specificità dei marcatori.