Prima etapă a reacțiilor alergice a fost descoperită, deschizând noi posibilități de prevenire

Oamenii de știință de la Facultatea de Medicină Duke-NUS au identificat modul în care începe un lanț de evenimente după ce o persoană intră în contact cu un alergen, cum ar fi arahidele, fructele de mare, polenul sau acarienii de praf. Descoperirea lor, publicată în revista Nature Immunology, ar putea duce la dezvoltarea de medicamente pentru prevenirea reacțiilor alergice severe.

Mastocitele, un tip de celulă imunitară, sunt cunoscute pentru capacitatea lor de a confunda o substanță inofensivă, cum ar fi arahidele sau acarienii, cu o amenințare și de a elibera un prim val de substanțe chimice bioactive împotriva acestei amenințări percepute. Atunci când mastocitele, care se află sub piele, în jurul vaselor de sânge și în mucoasa tractului respirator și gastrointestinal, eliberează simultan substanțele bioactive pre-stocate în sânge, poate apărea un șoc imediat și sistemic, care poate fi fatal fără o intervenție rapidă.

Conform Organizației Mondiale a Sănătății (OMS), peste 10% din populația lumii suferă de alergii alimentare. Pe măsură ce numărul alergiilor crește, crește și incidența anafilaxiei și a astmului induse de alimente. În Singapore, astmul afectează unul din cinci copii, iar alergiile alimentare sunt deja principala cauză a șocului anafilactic.

Echipa Duke-NUS a descoperit că eliberarea granulelor de mastocite care conțin substanțe chimice bioactive este controlată de două componente ale unui complex multiproteic intracelular numit inflammasom. Până acum, se știa că aceste proteine ale inflammasomului se asamblează spontan doar în celulele imune pentru a secreta substanțe chimice solubile care alertează alte părți ale sistemului imunitar atunci când este detectată o infecție.

Profesorul Soman Abraham, profesor emerit de patologie la Universitatea Duke, care a condus studiul în timp ce lucra în cadrul Programului de Boli Infecțioase Emergente Duke-NUS, a declarat: „Am descoperit că componentele inflamasomului au jucat un rol surprinzător de important în transportul granulelor de mastocite, care sunt în mod normal ambalate în centrul celulei, către suprafața celulară, unde sunt eliberate. Această descoperire neașteptată ne oferă o țintă precisă pentru intervenție, menită să prevină lanțul de evenimente inițiate de mastocite, care duc la șoc anafilactic.”

Profesorul Abraham și echipa sa au studiat șoareci cărora le lipsea una dintre cele două proteine inflamazomale, NLRP3 sau ASC. Când aceste animale au fost expuse la alergeni, nu au intrat în șoc anafilactic.

Cu toate acestea, șocul anafilactic a fost observat atunci când proteinele NLRP3 și ASC din mastocite s-au asamblat și s-au legat de granule intracelulare individuale, formând un complex pe care cercetătorii l-au numit granulosom, care a promovat mișcarea granulelor de-a lungul șinelor formate de citoschelet în interiorul mastocitei, la fel cum acestea „se atașează de șinele de tren”.

Dr. Pradeep Bist, primul coautor al lucrării și cercetător principal în cadrul Programului de Boli Infecțioase Emergente Duke-NUS, a declarat: „Când mastocitele au fost activate, am observat mișcarea rapidă a granulelor de-a lungul căilor dinamice cunoscute sub numele de microtubuli către membrana celulară, unde aceste granule au fost eliberate imediat din celulă. Cu toate acestea, în cazul mastocitelor cărora le lipsesc proteinele NLRP3 sau ASC, nu am găsit nicio dovadă a mișcării intracelulare a granulelor și niciuna dintre aceste granule nu a fost eliberată.”

După ce a demonstrat rolul NLRP3 și ASC în transportul granulelor, echipa a apelat la inhibitori de inflamasom cunoscuți pentru a vedea dacă aceștia pot preveni acest eveniment.

Folosind un medicament blocant al inflamasomilor, foarte similar cu cele din studiile clinice pentru bolile inflamatorii cronice, numit CY-09, cercetătorii au administrat terapia șoarecilor înainte ca aceștia să fie expuși la alergen. Au descoperit că, în modelul lor preclinic, au reușit să prevină eficient șocul anafilactic cu ajutorul medicamentului.

Dr. Andrea Mencarelli, de la Institutul de Imunoterapie al Facultății de Medicină a Universității Jiao Tong din Shanghai, care a fost primul coautor al lucrării în timp ce lucra în cadrul Programului de Boli Infecțioase Emergente Duke-NUS, a declarat: „În mod remarcabil, prin utilizarea unui medicament care a blocat în mod specific activitatea proteinelor inflammasomale, am reușit să blocăm selectiv eliberarea substanțelor chimice mastocitare pre-stocate fără a afecta alte funcții potențial benefice ale mastocitelor.”

Deși acesta nu este un leac, ar putea oferi persoanelor cu alergii severe un nou instrument pentru a preveni apariția unei reacții potențial periculoase. În prezent, tratamentele de urgență sunt luate imediat după apariția primelor simptome. Aceste tratamente trebuie aplicate într-un interval de timp restrâns pentru a fi eficiente și au, de asemenea, efecte secundare grave.

„Înțeleg cum acest lucru ar putea oferi liniște părinților copiilor cu alergii alimentare severe atunci când se confruntă cu situații în care este imposibil să fie siguri că nu există niciun risc de expunere. Deși nu dorim să dezactivăm această parte a sistemului imunitar pentru perioade lungi de timp, ar putea oferi protecție pe termen scurt”, a declarat profesorul Abraham, a cărui echipă lucrează acum la optimizarea dozajului și a frecvenței de utilizare a medicamentului pentru a obține cele mai bune efecte protectoare împotriva șocului anafilactic.

„După aceea, sperăm să facem același lucru pentru astm și reacții alergice cutanate.”

Profesorul Patrick Tan, decan asociat senior pentru cercetare la Duke-NUS, a declarat: „Această descoperire are un potențial translațional enorm și reprezintă o schimbare de paradigmă nu numai pentru cercetări ulterioare, ci și pentru îmbunătățirea calității vieții celor expuși riscului de reacții alergice severe. Este o rază de speranță, în special pentru părinții copiilor mici care trăiesc cu anxietate constantă.”