Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.


Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

International journal of endocrinology Том 14, №5, 2018

Back to issue

The role of IL-17 in the pathogenesis of type 1 and type 2 diabetes mellitus in humans

Authors: Зак К.П., Попова В.В.
ГУ «Институт эндокринологии и обмена веществ им. В.П. Комиссаренко НАМН Украины», г. Киев, Украина

Categories: Endocrinology

Sections: Specialist manual

print version


Summary

В роботі аналізуються останні публікації щодо біологічної та патогенетичної ролі недавно відкритого прозапального цитокіну ІЛ-17, що секретується клоном Th17 CD4+ Т-клітин у здорової та хворої людини. Наводяться дані, що вказують на ключову роль ІЛ-17 у патогенезі більшості автоімунних захворювань, особливо цукрового діабету (ЦД) 1-го та 2-го типу. Для хворих як із ЦД 1-го, так і з ЦД 2-го типу характерним є збільшення відсотка Th17-клітин в організмі та підвищення рівня цитокіну ІЛ-17 у крові. Крім того, у людини одночасно існує й інша субпопуляція CD4+ Т-клітин — CD4+CD25+FoxP3+-лімфоцити з супресивним впливом на Th17-клітини, що перешкоджають розвитку ЦД, яка отримала назву регуляторних клітин (Трег). На підставі цих даних висунута гіпотеза про те, що в організмі здорової людини існує баланс між цими двома субпопуляціями CD4+ Т-клітин. При ЦД розвивається дисбаланс між Th17- і Трег-клітинами в бік збільшення вмісту Th17-клітин і підвищення рівня ІЛ-17, що супроводжується сінгенним підвищенням Th1 CD4+ Т-прозапальних цитокінів. Отримання більш детальної інформації про властивості ІЛ-17 має важливе значення для розробки нових науково обґрунтованих методів профілактики та терапії ЦД та інших автоімунних захворювань у майбутньому.

В работе анализируются последние публикации, касающиеся биологической и патогенетической роли недавно открытого провоспалительного цитокина интерлейкина-17 (ИЛ-17), секретируемого клоном Th17 CD4+ Т-клеток в организме здорового человека и при различных патологических состояниях. Приводятся данные, указывающие на ключевую роль ИЛ-17 в патогенезе большинства аутоиммунных заболеваний, в частности, при сахарном диабете (СД). Для больных СД как 1-го, так и 2-го типа характерны увеличение процента Th17-клеток в организме и повышение уровня цитокина ИЛ-17. В то же время в организме человека одновременно существует и другая субпопуляция CD4+ Т-клеток — CD4+CD25+FoxP3+-лимфоциты, оказывающие супрессорное действие на Th17-клетки, препятствующие развитию СД, — регуляторные клетки (Трег). На основании этих данных выдвинута гипотеза о том, что в организме здорового человека существует компенсаторный баланс между этими двумя субпопуляциями CD4+ Т-клеток. При СД развивается дисбаланс между Th17- и Трег-клетками в сторону увеличения содержания Th17-клеток и повышения уровня ИЛ-17, что сопровождается сингенным повышением секреции Th1 CD4+ Т-провоспалительных цитокинов. Получение более полной информации о свойствах ИЛ-17 в будущем имеет важное значение для разработки новых научно обоснованных методов предотвращения, терапии и профилактики СД и других аутоиммунных заболеваний.

The paper analyzes the latest publications on the biological and pathogenetic role of the recently discovered pro-inflammatory cytokine IL-17 secreted by the Th17 CD4+ T-cell clone in a healthy and ill persons. Given data indicate the key role of IL-17 in the pathogenesis of the majority of autoimmune diseases, especially type 1 and type 2 diabetes mellitus. Increased percentage of Th17 cells in the body and elevated level of the cytokine IL-17 is typical for patients with diabetes mellitus both type 1 and type 2. In addition, there is another subpopulation of CD4+ T-cells — CD4+CD25+FoxP3+ lymphocytes, called T-regulatory cells (Treg), inhibiting Th17 cells, and thus preventing the development of diabetes mellitus. Based on these data, a hypothesis of a balance between these two subpopulations of CD4+ T-cells in the body of a healthy person has been suggested. In diabetes mellitus an imbalance between Th17 and Treg cells develops in the direction of increasing the Th17 cell content and IL-17 level, which is accompanied by a syngeneic elevation in Th1 CD4+ T-proinflammatory cytokines. Obtaining more complete information on the properties of IL-17 in the future is of great importance for the development of new scientifically valid methods for the prevention and therapy of diabetes mellitus and other autoimmune diseases.


Keywords

цукровий діабет 1-го та 2-го типу; ІЛ-17

сахарный диабет 1-го и 2-го типа; ИЛ-17

type1 and type 2 diabetes mellitus; IL-17


For the full article you need to subscribe to the magazine.


Bibliography

1. Interleukin 17-producing CD4+ effector T cells develop via a lineage distinct from the T helper type 1 and 2 lineages [Text] / L.E. Harrington, R.D. Hatton, P.R. Mangan [et al.] // Nat. Immunol. — 2005. — Vol. 6, № 11. — P. 1123-1132.
2. A distinct lineage of CD4 T cells regulates tissue inflammation by producing interleukin 17 [Text] / H. Park, Z. Li, X.O. Yang [et al.] // Nat. Immunol. — 2005. — Vol. 6, № 11. — P. 1133-1141. 
3. IL-22 and IL-17: An overview [Text] / R. Sabat, E. Witte, K. Witte, K. Wolk // Chapter from book IL-17, IL-22 and their producing cells: Role in inflammation and autoimmunity. — SpringerLink, 2013. — Р. 11-35.
4. Li Y. Th17 Cells in type 1 diabetes: role in the pathogenesis and regulation by gut microbiome [Text] / Y. Li, Y. Liu, C.Q. Chu // Mediators Inflamm. — 2015. — 2015. — 638470.
5. O’Shea J.J. Mechanisms underlying lineage commitment and plasticity of helper CD4+ T cells [Text] / J.J. O’Shea, W.E. Paul // Science. — 2010. — Vol. 327, № 5969. — P. 1098-1102. 
6. Abdel-Moneim A. The potential pathogenic role of IL-17/Th17 cells in both type 1 and type 2 diabetes mellitus [Text] / A. Abdel-Moneim, H.H. Bakery, G. Allam // Biomed. Pharmacother. — 2018. — Vol. 101. — P. 287-292.
7. Chehimi M. Pathogenic role of IL-17-producing immune cells in obesity, and related inflammatory diseases [Text] / M. Chehimi, H. Vidal, A. Eljaafari // J. Clin. Med. — 2017. — Vol. 6, № 7. — P. pii:E68. 
8. Kumar P. Molecular underpinnings of Th17 immune-regulation and their implications in autoimmune diabetes [Text] / P. Kumar, G. Subramaniyam // Cytokine. — 2015. — Vol. 71, № 2. — P. 366-376. 
9. Сахарный диабет. Иммунитет. Цитокины [Текст] / К.П. Зак, Н.Д. Тронько, В.В. Попова, А.К. Бутенко. — К.: Книга плюс, 2015. — 485 с.
10. Cutting edge: Increased IL-17-secreting T cells in children with new-onset type 1 diabetes [Text] / A.K. Marwaha, S.Q. Crome, C. Panagiotopoulos [et al.] // J. Immunol. — 2010. — Vol. 185, № 7. — P. 3814-3818. 
11. Expansion of Th17 cells and functional defects in T regulatory cells are key features of the pancreatic lymph nodes in patients with type 1 diabetes / A. Ferraro, C. Socci, A. Stabilini [et al.] [Text] // Diabetes. — 2011. — Vol. 60, № 11. — P. 2903-2913.
12. Th17 cells promote pancreatic inflammation but only induce diabetes efficiently in lymphopenic hosts after conversion into Th1 cells [Text] / N. Martin-Orozco, Y. Chung, S.H. Chang [et al.] // Eur. J. Immunol. — 2009. — Vol. 39, № 1. — P. 216-224.
13. Inhibition of Th17 cells regulates autoimmune diabetes in NOD mice [Text] / J.A. Emamaullee, J. Davis, S. Merani [et al.] // Diabetes. — 2009. — Vol. 58, № 6. — P. 1302-1311.
14. Double deficiency in IL-17 and IFN-γ signalling significantly suppresses the development of diabetes in the NOD mouse [Text] / G. Kuriya, T. Uchida, S. Akazawa [et al.] // Diabetologia. — 2013. — Vol. 56, № 8. — P. 1773-1780.
15. Highly purified Th17 cells from BDC2.5NOD mice convert into Th1-like cells in NOD/SCID recipient mice [Text] / D. Bending, H. De la Peña, M. Veldhoen [et al.] // J. Clin. Invest. — 2009. — Vol. 119, № 3. — P. 565-572. 
16. Dynamic interaction between T cell-mediated beta-cell da–mage and beta-cell repair in the run up to autoimmune diabetes of the NOD mouse [Text] / S.S. Vukkadapu, J.M. Belli, K. Ishii [et al.] // Physiol. Genomics. — 2005. — Vol. 21, № 2. — P. 201-211. 
17. Interleukin-17A deficiency ameliorates streptozotocin-induced diabetes [Text] / Z. Tong, W. Liu, H. Yan, Ch. Dong // Immunology. — 2015. — Vol. 146, № 2. — P. 339-346. 
18. Diabetes increases interleukin-17 levels in periapical, hepatic, and renal tissues in rats [Text] / M.M. Azuma, J.E. Gomes-Filho, A.K.C. Prieto [et al.] // Arch. Oral. Biol. — 2017. — Vol. 83. — P. 230-235.
19. Th17 pathway in recent-onset autoimmune diabetes [Text] / J.P. Fores, L.G. Crisostomo, N.M. Orii [et al.] // Cell. Immunol. — 2018. — Vol. 324. — P. 8-13. 
20. Serum IL-17, IL-23, and TGF-β levels in type 1 and type 2 diabetic patients and age-matched healthy controls [Text] / A. Roohi, M. Tabrizi, F. Abbasi [et al.] // Biomed. Res. Int. — 2014. — 2014. — 718946. 
21. Monocytes from patients with type 1 diabetes spontaneously secrete proinflammatory cytokines inducing Th17 cells [Text] / E.M. Bradshaw, K. Raddassi, W. Elyaman [et al.] // J. Immunol. — 2009. — Vol. 83, № 7. — P. 4432-4439.
22. IL-17 immunity in human type 1 diabetes [Text] / J. Honkanen, J.K. Nieminen, R. Gao [et al.] // J. Immunol. — 2010. — Vol. 185, № 3. — P. 1959-1967.
23. Coxsackievirus up-regulates IL-17 immunity in human type 1 diabetes [Text] / J.K. Honkanen, J.K. Nieminen, S. Skarsvik [et al.] // Diabetologia. — 2011. — Vol. 54, Suppl. 1 (B). — A-421.
24. Peripheral and islet interleukin-17 pathway activation characterizes human autoimmune diabetes and promotes cytokine-mediated в-cell death [Text] / S. Arif F., K. Marks, T. Bouckenooghe [et al.] // Diabetes. — 2011. — Vol. 60, № 8. — P. 2112-2119. 
25. Зак К.П. Иммунные и противовоспалительные факторы в механизме лечебного действия метформина [Текст] / К.П. Зак, О.В. Фурманова // Міжнародний ендокринологічний журнал. — 2018. — Т. 14, № 2. — С. 90-97.
26. Current concepts on the pathogenesis of type 1 diabetes — considerations for attempts to prevent and reverse the disease [Text] / M.A. Atkinson, M. von Herrath, A.C. Powers, M. Clare-Salzler // Diabetes Care. — 2015. — Vol. 38, № 6. — P. 979-988. 
27. Increased interleukin-35 levels in patients with type 1 diabetes with remaining C-peptide [Text] / D. Espes, K. Singh, S. Sandler, P.O. Carlsson // Diabetes Care. — 2017. — Vol. 40, № 8. — P. 1090-1095.
28. Kumar P. High glucose driven expression of pro-inflammatory cytokine and chemokine genes in lymphocytes: molecular mechanisms of IL-17 family gene expression [Text] / P. Kumar, K. Natarajan, N. Shanmugam // Cell Signal. — 2014. — Vol. 26, № 3. — P. 528-539. 
29. Mandrup-Poulsen T. Interleukin-1 antagonism: a study companion for immune tolerance induction in type 1 diabetes? [Text] / T. Mandrup-Poulsen // Diabetes. — 2014. — Vol. 63, № 6. — P. 1833-1835. 
30. Rabinovich A. Roles of cytokines in the pathogenesis and therapy of type 1 diabetes [Text] / A. Rabinovich, W.L. Suarez-Pinzon // Cell. Biochem. Biophys. — 2007. — Vol. 48, № 2–3. — P. 159-163.
31. С-Jun N-terminal kinase 1 defective CD4+CD25+ FoxP3+ cells prolong islet allograft survival in diabetic mice [Text] / D. Tripathi, S.S. Cheekatla, P. Paidipally [et al.] // Sci. Rep. — 2018. — Vol. 19, № 8(1). — P. 3310. 
32. Pathological conversion of regulatory T cells is associated with loss of allotolerance [Text] / J. Hua, T. Inomata, Y. Chen [et al.] // Sci. Rep. — 2018. — Vol. 8, № 1. — P. 7059. 
33. Reciprocal developmental pathways for the generation of pathogenic effector TH17 and regulatory T cells [Text] / E. Bettelli, Y. Carrier, W. Gao [et al.] // Nature. — 2006. — Vol. 441, № 7090. — P. 235-238. 
34. Emerging role of Interleukins IL-23/IL-17 axis and biochemical markers in the pathogenesis of type 2 diabetes: Association with age and gender in human subjects [Text] / N. Fatima, S.M. Faisal, S. Zubair [et al.] // Int. J. Biol. Macromol. — 2017. — Vol. 105(Pt. 1). — P. 1279-1288.
35. Elevated interleukin-17 levels in patients with newly diag–nosed type 2 diabetes mellitus [Text] / C. Chen, Y. Shao, X. Wu [et al.] // Biochem. Physiol. — 2016. — Vol. 5, № 206. — P. 2-10.
36. Effect of nonsurgical periodontal therapy on plasma le–vels of IL-17 in chronic periodontitis patients with well controlled type-II diabetes mellitus — a clinical study [Text] / J.V. Sunandhakumari, A. Sadasivan, E. Koshi [et al.] // Dent. J. (Basel). — 2018. — Vol. 6, № 2. — P. pii: E19. 
37. The alteration of Th1/Th2/Th17/Treg paradigm in patients with type 2 diabetes mellitus: Relationship with diabetic nephropathy [Text] / C. Zhang, C. Xiao, P. Wang [et al.] // Hum. Immunol. — 2014. — Vol. 75, № 4. — P. 289-296.
38. Roles of interleukin 17 in angiotensin II type 1 receptor-mediated insulin resistance [Text] / K. Ohshima, M. Mogi, F. Jing [et al.] // Hypertension. — 2012. — Vol. 59, № 2. — P. 493-499.
39. Interleukin-17A gene variability in patients with type 1 diabetes mellitus and chronic periodontitis: Its correlation with IL-17 levels and the occurrence of Periodontopathic Bacteria [Text] / P. Borilova Linhartova, J. Kastovsky, S. Lucanova [et al.] // Mediators Inflamm. — 2016. — 2016. — 2979846. 
40. The ratios of pro-inflammatory to anti-inflammatory cytokines in the serum of chronic periodontitis patients with and wi–thout type 2 diabetes and/or smoking habit [Text] / T.S. Miranda, S.L. Heluy, D.F. Cruz [et al.] // Clin. Oral. Invest. — 2018 May. 
41. Тронько Н.Д. Ожирение и сахарный диабет / Н.Д. Тронько, К.П. Зак // Лікарська справа. — 2013. — Т. 8, № 1125. — С. 3-21.
42. Obesity is associated with poorer clinical outcomes following insulin initiation for patients with type 2 diabetes [Text] / S. Kumar, B. Wilson, L. Watson, J. Alsop // Diabetologia. — 2009. — Vol. 52 (suppl. 1). 
43. Зак К.П. Иммунитет у больных сахарным диабетом 2 и сопутствующим метаболическим синдромом. Сообщение 2. Роль адипонектинов (ИЛ-6, ФНОα, лептина и адипонектина) / К.П. Зак, Б.Н. Маньковский, И.Н. Кондрацкая // Ендокринологія. — 2013. — Т. 18, № 2. — С. 26-32.
44. Are obesity-related insulin resistance and type 2 diabetes autoimmune diseases? [Text] / S. Tsai, X. Clemente-Casares, X.S. Revelo [et al.] // Diabetes. — 2015. — Vol. 64, № 6. — P. 1886-1897. 
45. Donath M.Y. What is the role of autoimmunity in type 1 diabetes? A clinical perspective [Text] / M.Y. Donath, C. Hess, E. Palmer // Diabetologia. — 2014. — Vol. 57, № 4. — P. 653-655.

Similar articles

Роль NOD-подобных рецепторов в рекогниции   патоген-ассоциированных молекулярных структур инфекционных патогенных агентов   и развитии воспаления. Часть 2. Протеины NLR семейства, участвующие в активации RIP2-ассоциированного пути возбуждения
Authors: Абатуров А.Е.1, Волосовец А.П.2, Юлиш Е.И.3, 1 ГУ «Днепропетровская медицинская академия Министерства здравоохранения Украины», 2 Национальный медицинский университет им. А.А. Богомольца, г. Киев, 3 Донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького
"Child`s Health" 2 (45) 2013
Date: 2013.05.07
Categories: Infectious diseases, Pediatrics/Neonatology
Sections: Specialist manual
Development of the immune response in pneumonia due to Staphylococcus aureus (part 7)
Authors: Абатуров А.Е., Никулина А.А.
ГУ «Днепропетровская медицинская академия МЗ Украины», г. Днепр, Украина

"Child`s Health" Том 12, №8, 2017
Date: 2018.01.30
Categories: Pediatrics/Neonatology
Sections: Specialist manual
Diabetes mellitus and atherosclerosis. The role of inflammatory processes in pathogenesis (literature review)
Authors: Соколова Л.К., Пушкарев В.М., Пушкарев В.В., Ковзун Е.И., Тронько Н.Д.
ГУ «Институт эндокринологии и обмена веществ имени В.П. Комиссаренко НАМН Украины», г. Киев, Украина

International journal of endocrinology Том 13, №7, 2017
Date: 2017.11.27
Categories: Endocrinology
Sections: Specialist manual
Гликемическая память как патогенетическое основание для формирования алгоритма современной антидиабетической терапии
Authors: Полторак В.В., Красова Н.С. - ГУ «Институт проблем эндокринной патологии им. В.Я. Данилевского НАМН Украины», г. Харьков; Горшунская М.Ю. - Харьковская медицинская академия последипломного образования
International journal of endocrinology 3 (59) 2014
Date: 2014.06.19
Categories: Endocrinology
Sections: Specialist manual

Back to issue