Открит е първият етап на алергичните реакции, което открива нови възможности за превенция

Учени от Медицинския факултет на Duke-NUS са установили как започва верига от събития, след като човек влезе в контакт с алерген, като фъстъци, морски дарове, цветен прашец или прахови акари. Откритието им, публикувано в списание Nature Immunology, може да доведе до разработването на лекарства за предотвратяване на тежки алергични реакции.

Мастоцитите, вид имунни клетки, са известни с това, че бъркат безобидни вещества като фъстъци или прахови акари за заплаха и освобождават първа вълна от биоактивни химикали срещу тази възприемана заплаха. Когато мастоцитите, които се намират под кожата, около кръвоносните съдове и в лигавиците на дихателните и стомашно-чревните пътища, едновременно освобождават предварително съхранените си биоактивни вещества в кръвта, може да възникне незабавен и системен шок, който може да бъде фатален без бърза намеса.

Според Световната здравна организация (СЗО) повече от 10% от населението на света страда от хранителни алергии. С увеличаването на броя на алергиите се увеличава и честотата на анафилаксия и астма, предизвикани от храна. В Сингапур астмата засяга едно на всеки пет деца, а хранителните алергии вече са водеща причина за анафилактичен шок.

Екипът от Duke-NUS откри, че освобождаването на гранули от мастоцити, съдържащи биоактивни химикали, се контролира от два компонента на вътреклетъчен мултипротеинов комплекс, наречен инфламазома. Досега беше известно само, че тези инфламазоми протеини спонтанно се сглобяват в имунните клетки, за да отделят разтворими химикали, които предупреждават други части на имунната система, когато се открие инфекция.

Професор Соман Абрахам, почетен професор по патология в университета Дюк, който ръководеше изследването, докато работеше в програмата за нововъзникващи инфекциозни заболявания на Duke-NUS, каза: „Открихме, че компонентите на инфламазома играят изненадващо важна роля в транспортирането на гранули от мастоцити, които обикновено са опаковани в центъра на клетката, до клетъчната повърхност, където се освобождават. Това неочаквано откритие ни дава точна цел за интервенция, за да предотвратим веригата от събития, инициирани от мастоцити, водещи до анафилактичен шок.“

Професор Ейбрахам и екипът му са изследвали мишки, на които липсва един от двата инфламазома протеина, NLRP3 или ASC. Когато тези животни са били изложени на алергени, те не са изпадали в анафилактичен шок.

Въпреки това, анафилактичен шок е наблюдаван, когато NLRP3 и ASC протеините в мастоцитите се сглобяват и свързват с отделни вътреклетъчни гранули, образувайки комплекс, наречен от изследователите гранулозом, който насърчава движението на гранулите по следи, образувани от цитоскелета вътре в мастоцитната клетка, подобно на това как те „се прикрепят към влакови релси“.

Д-р Прадийп Бист, първи съавтор на статията и главен изследовател в Програмата за нововъзникващи инфекциозни заболявания на Duke-NUS, каза: „Когато мастоцитите бяха активирани, наблюдавахме бързо движение на гранули по динамични пътища, известни като микротубули, към клетъчната мембрана, където тези гранули веднага се освобождаваха от клетката. Въпреки това, в мастоцитите, лишени от NLRP3 или ASC протеини, не открихме доказателства за вътреклетъчно движение на гранули и нито една от тези гранули не се освободи.“

След като демонстрираха ролята на NLRP3 и ASC в транспорта на гранули, екипът се обърна към известни инхибитори на инфламазома, за да види дали те могат да предотвратят това събитие.

Използвайки лекарство за блокиране на инфламазоми, много подобно на тези в клиничните изпитвания за хронични възпалителни заболявания, наречено CY-09, те приложили терапията на мишки, преди да бъдат изложени на алергена. Те установили, че в техния предклиничен модел са успели ефективно да предотвратят анафилактичен шок с лекарството.

Д-р Андреа Менкарели от Института по имунотерапия към Медицинския факултет на университета Шанхай Джиао Тонг, която беше първият съавтор на статията, докато работеше в Програмата за нововъзникващи инфекциозни заболявания на Duke-NUS, каза: „Забележително е, че чрез използване на лекарство, което специфично блокира активността на инфламазомените протеини, успяхме селективно да блокираме освобождаването на предварително съхранени химикали от мастоцитите, без да засягаме други потенциално полезни функции на мастоцитите.“

Въпреки че това не е лек, то би могло да предложи на хората с тежки алергии нов инструмент за предотвратяване на потенциално опасна реакция. В момента спешните лечения се предприемат веднага след появата на първите симптоми. Тези лечения трябва да се прилагат в рамките на кратък период от време, за да бъдат ефективни, и освен това имат сериозни странични ефекти.

„Виждам как това би могло да успокои родителите на деца с тежки хранителни алергии, когато са изправени пред ситуации, в които е невъзможно да се гарантира, че няма риск от излагане. Въпреки че не искаме да деактивираме тази част от имунната система за дълги периоди, това би могло да осигури краткосрочна защита“, каза професор Ейбрахам, чийто екип сега работи за оптимизиране на дозата и честотата на употреба на лекарството, за да се постигнат най-добри защитни ефекти срещу анафилактичен шок.

„След това се надяваме да направим същото и за астма и алергични кожни реакции.“

Професор Патрик Тан, старши асоцииран декан по научните изследвания в Duke-NUS, заяви: „Този пробив има огромен транслационен потенциал и представлява промяна на парадигмата не само за по-нататъшни изследвания, но и за подобряване на качеството на живот на хората, изложени на риск от тежки алергични реакции. Това е лъч надежда, особено за родителите на малки деца, които живеят с постоянна тревожност.“