A fost descoperită prima etapă a reacțiilor alergice, care deschide noi oportunități de prevenire

Oamenii de știință de la Duke-NUS Medical School au identificat modul în care începe un lanț de evenimente după ce o persoană intră în contact cu un alergen, cum ar fi arahide, fructe de mare, polen sau acarieni. Descoperirea lor, publicată în revista Nature Immunology, ar putea duce la dezvoltarea unor medicamente pentru prevenirea reacțiilor alergice severe.

Mastocitele, un tip de celulă imunitară, sunt cunoscute că confundă o substanță inofensivă, cum ar fi arahide sau acarieni, cu o amenințare și eliberează primul val de substanțe chimice bioactive împotriva acelei amenințări percepute. Când mastocitele, care se găsesc sub piele, în jurul vaselor de sânge și în membranele mucoase ale tractului respirator și gastrointestinal, își eliberează simultan substanțele bioactive pre-depozitate în sânge, poate apărea un șoc imediat și sistemic, care poate fi fatal. Fără intervenție promptă.

Conform Organizației Mondiale a Sănătății (OMS), mai mult de 10% din populația lumii suferă de alergii alimentare. Pe măsură ce numărul de alergii crește, crește și incidența anafilaxiei și a astmului cauzat 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 inflamazom. Până acum, se știa că aceste proteine inflamazomale se adună spontan 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 inflamazomului au jucat un rol surprinzător de important în transportul mastocitelor. Granule care sunt de obicei ambalate în centrul celulei, spre suprafața celulei, unde sunt eliberate. Această descoperire neașteptată ne oferă o țintă precisă de intervenție pentru a preveni lanțul de evenimente inițiate de mastocite care conduc la șoc anafilactic.

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

Cu toate acestea, șocul anafilactic a fost observat atunci când proteinele NLRP3 și ASC din mastocite s-au asamblat și asociate cu granule intracelulare individuale, formând un complex pe care cercetătorii l-au numit granulozom, care a promovat mișcarea granulelor de-a lungul căilor formate de citoscheletul din interiorul catarg, similar cu modul în care „s-au atașat la șinele ferate”.

Dr. Pradeep Bist, primul coautor al lucrării și investigator principal al Programului de boli infecțioase emergente Duke-NUS, a declarat: „Când mastocitele sunt activate, am observat mișcarea rapidă a granulelor de-a lungul căilor dinamice cunoscute sub numele de microtubuli. Membrana celulară, unde aceste granule au fost imediat eliberate din celulă. Cu toate acestea, în mastocite lipsite de proteine NLRP3 sau ASC, nu am găsit nicio dovadă a mișcării granulelor intracelulare și niciuna dintre aceste granule nu a fost eliberată.”

După ce a demonstrat rolul NLRP3 și ASC în transportul granulelor, echipa a apelat la inhibitorii inflamazomi cunoscuți pentru a vedea dacă ar putea preveni acest eveniment.

Folosind un medicament care blochează inflamazomul foarte similar cu cel din studiile clinice pentru tratarea bolilor inflamatorii cronice, numit CY-09, ei au administrat terapia șoarecilor înainte de a injecta alergenul. Ei au descoperit că, în modelul lor preclinic, au reușit să prevină în mod eficient șocul anafilactic cu acest medicament.

Dr. Andrea Mencarelli, de la Institutul de Imunitate Therapeutics din Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, care a fost primul coautor al lucrării în timp ce lucra la Programul de boli infecțioase emergente Duke-NUS, a spus: „Este remarcabil. Că folosind un medicament care bloca în mod specific activitatea proteinelor inflamazome „Am fost capabili să blocăm selectiv eliberarea de substanțe chimice mastocite pre-stocate, fără a afecta alte funcții potențial benefice ale mastocitelor.”

Deși nu este un remediu, poate 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-o fereastră de timp îngustă pentru a fi eficiente și au, de asemenea, efecte secundare grave.

„Văd cum acest lucru ar putea aduce liniște sufletească părinților copiilor cu alergii alimentare severe atunci când aceștia se confruntă cu situații în care este imposibil să fim siguri că nu există risc de expunere. Deși nu dorim să dezactivăm această parte a sistemului imunitar pentru perioade lungi, ar putea oferi protecție pe termen scurt”, a spus profesorul Abraham, a cărui echipă lucrează acum pentru a optimiza doza și frecvența de utilizare a acestui medicament pentru a obține cele mai bune efecte de protecție împotriva șocului anafilactic.

„După aceasta, sperăm să facem același lucru pentru astm și reacțiile alergice ale pielii.”

Profesorul Patrick Tan, decan principal asociat pentru cercetare la Duke-NUS, a declarat: „Această descoperire are un potențial de translație enorm și reprezintă o schimbare de paradigmă nu numai pentru cercetări ulterioare, ci și pentru îmbunătățirea calității vieții celor expuși riscului de apariție severă. Reacții alergice este o rază de speranță, mai ales pentru părinții copiilor mici care trăiesc cu anxietate constantă.”