Ανακαλύφθηκε το πρώτο στάδιο των αλλεργικών αντιδράσεων, ανοίγοντας νέες δυνατότητες πρόληψης

Επιστήμονες στην Ιατρική Σχολή Duke-NUS εντόπισαν πώς ξεκινά μια αλυσίδα γεγονότων αφού ένα άτομο έρθει σε επαφή με ένα αλλεργιογόνο όπως φιστίκια, θαλασσινά, γύρη ή ακάρεα σκόνης. Η ανακάλυψή τους, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Immunology, θα μπορούσε να οδηγήσει στην ανάπτυξη φαρμάκων για την πρόληψη σοβαρών αλλεργικών αντιδράσεων.

Τα μαστοκύτταρα, ένας τύπος ανοσοκυττάρων, είναι γνωστό ότι μπερδεύουν μια ακίνδυνη ουσία όπως τα φιστίκια ή τα ακάρεα σκόνης με απειλή και απελευθερώνουν ένα πρώτο κύμα βιοδραστικών χημικών ουσιών ενάντια σε αυτήν την αντιληπτή απειλή. Όταν τα μαστοκύτταρα, τα οποία βρίσκονται κάτω από το δέρμα, γύρω από τα αιμοφόρα αγγεία και στα τοιχώματα των αναπνευστικών και γαστρεντερικών οδών, απελευθερώνουν ταυτόχρονα τα προ-αποθηκευμένα βιοδραστικά τους συστατικά στο αίμα, μπορεί να προκληθεί άμεσο και συστηματικό σοκ που μπορεί να αποβεί μοιραίο χωρίς άμεση παρέμβαση.

Σύμφωνα με τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας (ΠΟΥ), περισσότερο από το 10% του παγκόσμιου πληθυσμού πάσχει από τροφικές αλλεργίες. Καθώς αυξάνεται ο αριθμός των αλλεργιών, αυξάνεται και η συχνότητα εμφάνισης τροφικής αναφυλαξίας και άσθματος. Στη Σιγκαπούρη, το άσθμα επηρεάζει ένα στα πέντε παιδιά και οι τροφικές αλλεργίες αποτελούν ήδη την κύρια αιτία αναφυλακτικού σοκ.

Η ομάδα Duke-NUS ανακάλυψε ότι η απελευθέρωση κοκκίων μαστοκυττάρων που περιέχουν βιοδραστικές χημικές ουσίες ελέγχεται από δύο συστατικά ενός ενδοκυτταρικού πολυπρωτεϊνικού συμπλόκου που ονομάζεται φλεγμονόσωμα. Μέχρι τώρα, αυτές οι πρωτεΐνες του φλεγμονοσώματος ήταν γνωστό μόνο ότι συναρμολογούνται αυθόρμητα σε ανοσοκύτταρα για να εκκρίνουν διαλυτές χημικές ουσίες που ειδοποιούν άλλα μέρη του ανοσοποιητικού συστήματος όταν ανιχνεύεται λοίμωξη.

Ο καθηγητής Soman Abraham, ομότιμος καθηγητής παθολογίας στο Πανεπιστήμιο Duke, ο οποίος ηγήθηκε της μελέτης ενώ εργαζόταν στο Πρόγραμμα Αναδυόμενων Λοιμωδών Νοσημάτων Duke-NUS, δήλωσε: «Διαπιστώσαμε ότι συστατικά του φλεγμονώματος έπαιξαν έναν εκπληκτικά σημαντικό ρόλο στη μεταφορά κοκκίων μαστοκυττάρων, τα οποία κανονικά βρίσκονται στο κέντρο του κυττάρου, στην κυτταρική επιφάνεια όπου απελευθερώνονται. Αυτή η απροσδόκητη ανακάλυψη μας δίνει έναν ακριβή στόχο για παρέμβαση, ώστε να αποτραπεί η αλυσίδα γεγονότων που ξεκινούν από τα μαστοκύτταρα και οδηγούν σε αναφυλακτικό σοκ».

Ο καθηγητής Abraham και η ομάδα του εξέτασαν ποντίκια που δεν είχαν μία από τις δύο πρωτεΐνες φλεγμονώματος, την NLRP3 ή την ASC. Όταν αυτά τα ζώα εκτέθηκαν σε αλλεργιογόνα, δεν υπέστησαν αναφυλακτικό σοκ.

Ωστόσο, παρατηρήθηκε αναφυλακτικό σοκ όταν οι πρωτεΐνες NLRP3 και ASC στα μαστοκύτταρα συναρμολογήθηκαν και συνδέθηκαν με μεμονωμένους ενδοκυτταρικούς κόκκους, σχηματίζοντας ένα σύμπλεγμα που οι ερευνητές ονόμασαν κοκκιόσωμα, το οποίο προώθησε την κίνηση των κόκκων κατά μήκος των τροχιών που σχηματίζονται από τον κυτταροσκελετό μέσα στο μαστοκύτταρο, όπως ακριβώς «προσκολλώνται στις σιδηροδρομικές γραμμές».

Ο Δρ Pradeep Bist, πρώτος συν-συγγραφέας της εργασίας και κύριος ερευνητής στο Πρόγραμμα Αναδυόμενων Λοιμωδών Νοσημάτων Duke-NUS, δήλωσε: «Όταν ενεργοποιήθηκαν τα μαστοκύτταρα, παρατηρήσαμε ταχεία κίνηση κοκκίων κατά μήκος δυναμικών οδών γνωστών ως μικροσωληνίσκοι προς την κυτταρική μεμβράνη, όπου αυτά τα κοκκία απελευθερώθηκαν αμέσως από το κύτταρο. Ωστόσο, σε μαστοκύτταρα που δεν είχαν πρωτεΐνες NLRP3 ή ASC, δεν βρήκαμε στοιχεία ενδοκυτταρικής κίνησης κοκκίων και κανένα από αυτά τα κοκκία δεν απελευθερώθηκε».

Αφού κατέδειξε τον ρόλο των NLRP3 και ASC στη μεταφορά κοκκίων, η ομάδα στράφηκε σε γνωστούς αναστολείς φλεγμονωμάτων για να δει αν μπορούσαν να αποτρέψουν αυτό το συμβάν.

Χρησιμοποιώντας ένα φάρμακο που αναστέλλει τα φλεγμονώματα, πολύ παρόμοιο με εκείνο που χρησιμοποιείται σε κλινικές δοκιμές για χρόνιες φλεγμονώδεις ασθένειες, το CY-09, χορήγησαν τη θεραπεία σε ποντίκια πριν εκτεθούν στο αλλεργιογόνο. Διαπίστωσαν ότι στο προκλινικό τους μοντέλο, ήταν σε θέση να αποτρέψουν αποτελεσματικά το αναφυλακτικό σοκ με το φάρμακο.

Η Δρ. Andrea Mencarelli, από το Ινστιτούτο Ανοσοθεραπείας στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Shanghai Jiao Tong, η οποία ήταν η πρώτη συν-συγγραφέας της εργασίας ενώ εργαζόταν στο Πρόγραμμα Αναδυόμενων Λοιμωδών Νοσημάτων Duke-NUS, δήλωσε: «Είναι αξιοσημείωτο ότι, χρησιμοποιώντας ένα φάρμακο που μπλόκαρε ειδικά τη δραστηριότητα των πρωτεϊνών φλεγμονώματος, καταφέραμε να μπλοκάρουμε επιλεκτικά την απελευθέρωση προ-αποθηκευμένων χημικών ουσιών των μαστοκυττάρων χωρίς να επηρεάσουμε άλλες δυνητικά ωφέλιμες λειτουργίες των μαστοκυττάρων».

Ενώ αυτό δεν αποτελεί θεραπεία, θα μπορούσε να προσφέρει σε άτομα με σοβαρές αλλεργίες ένα νέο εργαλείο για την πρόληψη μιας δυνητικά επικίνδυνης αντίδρασης. Προς το παρόν, οι επείγουσες θεραπείες λαμβάνονται αμέσως μετά την εμφάνιση των πρώτων συμπτωμάτων. Αυτές οι θεραπείες πρέπει να εφαρμόζονται εντός ενός στενού χρονικού πλαισίου για να είναι αποτελεσματικές και έχουν επίσης σοβαρές παρενέργειες.

«Μπορώ να καταλάβω πώς αυτό θα μπορούσε να καθησυχάσει τους γονείς παιδιών με σοβαρές τροφικές αλλεργίες όταν αντιμετωπίζουν καταστάσεις όπου είναι αδύνατο να είναι βέβαιοι ότι δεν υπάρχει κίνδυνος έκθεσης. Ενώ δεν θέλουμε να απενεργοποιήσουμε αυτό το μέρος του ανοσοποιητικού συστήματος για μεγάλα χρονικά διαστήματα, θα μπορούσε ενδεχομένως να παρέχει βραχυπρόθεσμη προστασία», δήλωσε ο καθηγητής Abraham, η ομάδα του οποίου εργάζεται τώρα για τη βελτιστοποίηση της δοσολογίας και της συχνότητας χρήσης του φαρμάκου, ώστε να επιτευχθούν τα καλύτερα προστατευτικά αποτελέσματα έναντι του αναφυλακτικού σοκ.

«Μετά από αυτό, ελπίζουμε να κάνουμε το ίδιο για το άσθμα και τις αλλεργικές δερματικές αντιδράσεις».

Ο καθηγητής Patrick Tan, Ανώτερος Αναπληρωτής Κοσμήτορας Έρευνας στο Duke-NUS, δήλωσε: «Αυτή η ανακάλυψη έχει τεράστιο μεταφραστικό δυναμικό και αντιπροσωπεύει μια παραδειγματική αλλαγή όχι μόνο για περαιτέρω έρευνα αλλά και για τη βελτίωση της ποιότητας ζωής όσων διατρέχουν κίνδυνο σοβαρών αλλεργικών αντιδράσεων. Είναι μια αχτίδα ελπίδας, ειδικά για τους γονείς μικρών παιδιών που ζουν με συνεχές άγχος».