Odkrili smo prvo stopnjo alergijskih reakcij, kar odpira nove možnosti za preprečevanje

Znanstveniki na medicinski fakulteti Duke-NUS so ugotovili, kako se začne veriga dogodkov, ko oseba pride v stik z alergenom, kot so arašidi, morski sadeži, cvetni prah ali pršice. Njihovo odkritje, objavljeno v reviji Nature Immunology, bi lahko privedlo do razvoja zdravil za preprečevanje hudih alergijskih reakcij.

Znano je, da mastociti, vrsta imunskih celic, neškodljive snovi, kot so arašidi ali pršice, zamenjajo za grožnjo in sprostijo prvi val bioaktivnih kemikalij proti tej zaznani grožnji. Ko mastociti, ki se nahajajo pod kožo, okoli krvnih žil ter v sluznicah dihal in prebavil, hkrati sprostijo svoje predhodno shranjene bioaktivne snovi v kri, lahko pride do takojšnjega in sistemskega šoka, ki je lahko brez hitrega posredovanja usoden.

Po podatkih Svetovne zdravstvene organizacije (WHO) več kot 10 % svetovnega prebivalstva trpi zaradi alergij na hrano. Z naraščanjem števila alergij se povečuje tudi pojavnost anafilaksije in astme, ki ju povzroča hrana. V Singapurju astma prizadene enega od petih otrok, alergije na hrano pa so že tako glavni vzrok anafilaktičnega šoka.

Ekipa Duke-NUS je odkrila, da sproščanje granul mastocitov, ki vsebujejo bioaktivne kemikalije, nadzirata dve komponenti znotrajceličnega večproteinskega kompleksa, imenovanega inflamasom. Do sedaj je bilo znano, da se ti inflamasomski proteini spontano sestavljajo v imunskih celicah in izločajo topne kemikalije, ki opozorijo druge dele imunskega sistema, ko je odkrita okužba.

Profesor Soman Abraham, zaslužni profesor patologije na Univerzi Duke, ki je vodil študijo med delom v programu Duke-NUS Emerging Infectious Diseases, je dejal: "Ugotovili smo, da so komponente inflamasoma igrale presenetljivo pomembno vlogo pri prenosu granul mastocitov, ki so običajno zbrane v središču celice, na površino celice, kjer se sprostijo. To nepričakovano odkritje nam daje natančno tarčo za intervencijo, da bi preprečili verigo dogodkov, ki jih sprožijo mastociti in vodijo v anafilaktični šok."

Profesor Abraham in njegova ekipa so preučevali miši, ki jim je manjkal eden od dveh inflamasomskih proteinov, NLRP3 ali ASC. Ko so bile te živali izpostavljene alergenom, niso doživele anafilaktičnega šoka.

Vendar pa so opazili anafilaktični šok, ko so se proteini NLRP3 in ASC v mastocitih sestavili in vezali na posamezne znotrajcelične granule, pri čemer so tvorili kompleks, ki so ga raziskovalci imenovali granulosom, ki je spodbujal gibanje granul vzdolž tirov, ki jih tvori citoskelet znotraj mastocita, podobno kot se "pritrjujejo na železniške tire".

Dr. Pradeep Bist, prvi soavtor članka in glavni raziskovalec v programu Duke-NUS Emerging Infectious Diseases, je dejal: "Ko so bile mastocite aktivirane, smo opazili hitro gibanje granul vzdolž dinamičnih poti, znanih kot mikrotubule, do celične membrane, kjer so se te granule takoj sprostile iz celice. Vendar pa v mastocitih, ki nimajo beljakovin NLRP3 ali ASC, nismo našli dokazov o znotrajceličnem gibanju granul in nobena od teh granul se ni sprostila."

Po dokazovanju vloge NLRP3 in ASC pri transportu granul se je ekipa obrnila na znane zaviralce inflamasoma, da bi ugotovila, ali lahko preprečijo ta dogodek.

Z uporabo zdravila za blokiranje inflamasomov, imenovanega CY-09, ki je zelo podobno tistim v kliničnih preskušanjih za kronične vnetne bolezni, so terapijo dali mišim, preden so bile izpostavljene alergenu. Ugotovili so, da so v svojem predkliničnem modelu z zdravilom lahko učinkovito preprečili anafilaktični šok.

Dr. Andrea Mencarelli z Inštituta za imunoterapijo na Medicinski fakulteti Univerze Jiao Tong v Šanghaju, ki je bila prva soavtorica članka med delom v programu Duke-NUS Emerging Infectious Diseases, je dejala: "Presenetljivo je, da smo z uporabo zdravila, ki je posebej blokiralo aktivnost inflamasomskih beljakovin, lahko selektivno blokirali sproščanje predhodno shranjenih kemikalij mastocitov, ne da bi to vplivalo na druge potencialno koristne funkcije mastocitov."

Čeprav to ni zdravilo, bi lahko ljudem s hudimi alergijami ponudilo novo orodje za preprečevanje potencialno nevarne reakcije. Trenutno se nujna zdravljenja izvajajo takoj po pojavu prvih simptomov. Ta zdravljenja je treba uporabiti v ozkem časovnem oknu, da so učinkovita, poleg tega pa imajo tudi resne stranske učinke.

»Vidim, kako bi to lahko pomirilo starše otrok s hudimi alergijami na hrano, ko se soočijo s situacijami, ko je nemogoče biti prepričan, da ni tveganja za izpostavljenost. Čeprav tega dela imunskega sistema ne želimo deaktivirati za daljša obdobja, bi lahko potencialno zagotovilo kratkoročno zaščito,« je dejal profesor Abraham, čigar ekipa zdaj dela na optimizaciji odmerka in pogostosti uporabe zdravila, da bi dosegli najboljše zaščitne učinke pred anafilaktičnim šokom.

"Po tem upamo, da bomo enako storili tudi za astmo in alergijske kožne reakcije."

Profesor Patrick Tan, višji prodekan za raziskave na Duke-NUS, je dejal: »Ta preboj ima ogromen translacijski potencial in predstavlja prelomno spremembo ne le za nadaljnje raziskave, temveč tudi za izboljšanje kakovosti življenja tistih, ki jim grozijo hude alergijske reakcije. To je žarek upanja, zlasti za starše majhnih otrok, ki živijo s stalno tesnobo.«