Otkrivena je prva faza alergijskih reakcija, što otvara nove mogućnosti za prevenciju

Znanstvenici s Medicinskog fakulteta Duke-NUS utvrdili su kako započinje lanac događaja nakon što osoba dođe u kontakt s alergenom poput kikirikija, morskih plodova, peludi ili grinja. Njihovo otkriće, objavljeno u časopisu Nature Immunology, moglo bi dovesti do razvoja lijekova za sprječavanje teških alergijskih reakcija.

Mastociti, vrsta imunoloških stanica, poznati su po tome što bezopasne tvari poput kikirikija ili grinja pogrešno smatraju prijetnjom i oslobađaju prvi val bioaktivnih kemikalija protiv te percipirane prijetnje. Kada mastociti, koji se nalaze ispod kože, oko krvnih žila i u sluznicama dišnih putova i gastrointestinalnog trakta, istovremeno oslobađaju svoje prethodno pohranjene bioaktivne tvari u krv, može doći do trenutnog i sistemskog šoka koji može biti fatalan bez brze intervencije.

Prema Svjetskoj zdravstvenoj organizaciji (WHO), više od 10% svjetske populacije pati od alergija na hranu. Kako se broj alergija povećava, raste i učestalost anafilaksije i astme uzrokovane hranom. U Singapuru astma pogađa jedno od petero djece, a alergije na hranu već su vodeći uzrok anafilaktičkog šoka.

Tim s Duke-NUS-a otkrio je da oslobađanje granula mastocita koje sadrže bioaktivne kemikalije kontroliraju dvije komponente unutarstaničnoga multiproteinskog kompleksa nazvanog inflamasom. Do sada je bilo poznato samo da se ovi proteini inflamasoma spontano sastavljaju u imunološkim stanicama kako bi lučili topljive kemikalije koje upozoravaju druge dijelove imunološkog sustava kada se otkrije infekcija.

Profesor Soman Abraham, emeritus profesor patologije na Sveučilištu Duke, koji je vodio studiju dok je radio u Programu za nove zarazne bolesti Sveučilišta Duke-NUS, rekao je: „Otkrili smo da komponente inflamasoma igraju iznenađujuće važnu ulogu u transportu granula mastocita, koje su normalno pakirane u središtu stanice, do površine stanice gdje se oslobađaju. Ovo neočekivano otkriće daje nam preciznu metu za intervenciju kako bismo spriječili lanac događaja koje pokreću mastociti, a koji dovodi do anafilaktičkog šoka.“

Profesor Abraham i njegov tim proučavali su miševe kojima je nedostajao jedan od dva proteina inflamasoma, NLRP3 ili ASC. Kada su te životinje bile izložene alergenima, nisu doživjele anafilaktički šok.

Međutim, anafilaktički šok je uočen kada su se proteini NLRP3 i ASC u mastocitima sastavili i vezali za pojedinačne unutarstanične granule, tvoreći kompleks koji su istraživači nazvali granulosom, a koji je poticao kretanje granula duž tragova koje je formirao citoskelet unutar mastocita, slično kao što se "pričvršćuju za željezničke tračnice".

Dr. Pradeep Bist, prvi koautor rada i glavni istraživač u Programu za nove zarazne bolesti Sveučilišta Duke-NUS, rekao je: „Kada su mastociti bili aktivirani, primijetili smo brzo kretanje granula duž dinamičkih putova poznatih kao mikrotubule do stanične membrane, gdje su se te granule odmah oslobađale iz stanice. Međutim, u mastocitima kojima nedostaju proteini NLRP3 ili ASC nismo pronašli dokaze o unutarstaničnom kretanju granula i nijedna od tih granula nije oslobođena.“

Nakon što su pokazali ulogu NLRP3 i ASC u transportu granula, tim se okrenuo poznatim inhibitorima inflamasoma kako bi vidjeli mogu li spriječiti taj događaj.

Koristeći lijek za blokiranje inflamasoma, vrlo sličan onima u kliničkim ispitivanjima za kronične upalne bolesti, nazvan CY-09, primijenili su terapiju miševima prije nego što su bili izloženi alergenu. Otkrili su da su u svom predkliničkom modelu uspjeli učinkovito spriječiti anafilaktički šok lijekom.

Dr. Andrea Mencarelli s Instituta za imunoterapiju na Medicinskom fakultetu Sveučilišta Jiao Tong u Šangaju, koja je bila prva koautorica rada dok je radila u Programu za nove zarazne bolesti Duke-NUS-a, rekla je: „Nevjerojatno je da smo korištenjem lijeka koji je specifično blokirao aktivnost proteina inflamasoma uspjeli selektivno blokirati oslobađanje prethodno pohranjenih kemikalija mastocita bez utjecaja na druge potencijalno korisne funkcije mastocita.“

Iako ovo nije lijek, moglo bi ponuditi ljudima s teškim alergijama novi alat za sprječavanje potencijalno opasne reakcije. Trenutno se hitni tretmani poduzimaju odmah nakon pojave prvih simptoma. Ovi tretmani moraju se primijeniti unutar uskog vremenskog okvira da bi bili učinkoviti, a imaju i ozbiljne nuspojave.

„Vidim kako bi ovo moglo pružiti sigurnost roditeljima djece s teškim alergijama na hranu kada se suoče sa situacijama u kojima je nemoguće biti siguran da ne postoji rizik od izloženosti. Iako ne želimo deaktivirati ovaj dio imunološkog sustava dulje vrijeme, to bi potencijalno moglo pružiti kratkoročnu zaštitu“, rekao je profesor Abraham, čiji tim sada radi na optimizaciji doze i učestalosti upotrebe lijeka kako bi se postigli najbolji zaštitni učinci protiv anafilaktičkog šoka.

"Nakon toga, nadamo se da ćemo isto učiniti i za astmu i alergijske reakcije na koži."

Profesor Patrick Tan, viši prodekan za istraživanje na Duke-NUS-u, rekao je: „Ovaj proboj ima ogroman translacijski potencijal i predstavlja promjenu paradigme ne samo za daljnja istraživanja već i za poboljšanje kvalitete života onih koji su u riziku od teških alergijskih reakcija. To je tračak nade, posebno za roditelje male djece koji žive sa stalnom tjeskobom.“