Ανακαλύφθηκε το πρώτο στάδιο αλλεργικών αντιδράσεων, το οποίο ανοίγει νέες ευκαιρίες για πρόληψη

Επιστήμονες από την Ιατρική Σχολή Duke-NUS εντόπισαν πώς ξεκινά μια αλυσίδα γεγονότων όταν ένα άτομο έρχεται σε επαφή με ένα αλλεργιογόνο όπως τα φιστίκια, τα θαλασσινά, η γύρη ή τα ακάρεα της 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 αβλαβή ουσία, όπως τα φιστίκια ή τα ακάρεα σκόνης, ως απειλή και απελευθερώνουν το 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 στους βλεννογόνους της αναπνευστικής και γαστρεντερικής οδού, απελευθερώνουν ταυτόχρονα τις προαποθηκευμένες βιοδραστικές ουσίες τους στο αίμα, μπορεί να συμβεί ένα άμεσο και συστηματικό σοκ, το οποίο μπορεί να είναι θανατηφόρο χωρίς άμεση παρέμβαση.

Σύμφωνα με τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας (ΠΟΥ), πάνω από το 10% του παγκόσμιου πληθυσμού υποφέρει από τροφικές αλλεργίες. Καθώς ο αριθμός των αλλεργιών αυξάνεται, τόσο αυξάνεται και η επίπτωση αναφυλαξίας και άσθματος που προκαλείται από το φαγητό. Στη Σιγκαπούρη, το άσθμα επηρεάζει ένα στα πέντε παιδιά και οι τροφικές αλλεργίες είναι ήδη η 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 συμπλέγματος που ονομάζεται φλεγμονόσωμα. Μέχρι τώρα, αυτές οι φλεγμονώδεις πρωτεΐνες ήταν γνωστό μόνο ότι συγκεντρώνονται αυθόρμητα σε κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος 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 Duke-NUS Emerging Infectious Diseases Programme, δήλωσε: «Διαπιστώσαμε ότι τα συστατικά του φλεγμονώδους σώματος έπαιξαν έναν εκπληκτικά σημαντικό ρόλο στη μεταφορά των μαστοκυττάρων κόκκους που συνήθως συσκευάζονται στο κέντρο του κυττάρου, προς την επιφάνεια του κυττάρου, όπου απελευθερώνονται. Αυτή η απροσδόκητη ανακάλυψη μας δίνει έναν ακριβή στόχο για παρέμβαση για την πρόληψη της αλυσίδας γεγονότων που ξεκινούν από τα μαστοκύτταρα που οδηγούν σε αναφυλακτικό σοκ.

Ο καθηγητής Abraham και η ομάδα του εξέτασαν ποντίκια που δεν είχαν μία από τις δύο φλεγμονώδεις πρωτεΐνες, NLRP3 ή 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 συσχετίστηκαν με μεμονωμένους ενδοκυτταρικούς κόκκους, σχηματίζοντας ένα σύμπλεγμα που οι ερευνητές ονόμασαν κοκκιόσωμα, το οποίο προώθησε την κίνηση των κόκκων κατά μήκος των μονοπατιών που σχηματίζονται από τον κυτταροσκελετό μέσα στο ιστιοκύτταρο, παρόμοιο με το πώς "προσκολλήθηκαν στις σιδηροδρομικές γραμμές."

Ο Dr Pradeep Bist, πρώτος συν-συγγραφέας της εργασίας και κύριος ερευνητής του προγράμματος Duke-NUS Emerging Infectious Diseases Programme, είπε: «Όταν ενεργοποιούνται τα μαστοκύτταρα, παρατηρήσαμε την ταχεία κίνηση των κόκκων κατά μήκος δυναμικών οδών γνωστών ως μικροσωληνίσκων την κυτταρική μεμβράνη, όπου αυτοί οι κόκκοι απελευθερώθηκαν αμέσως από το κύτταρο. Ωστόσο, σε ιστιοκύτταρα που δεν έχουν πρωτεΐνες NLRP3 ή ASC, δεν βρήκαμε στοιχεία ενδοκυτταρικής κίνησης κόκκων και κανένας από αυτούς τους κόκκους δεν απελευθερώθηκε."

Μετά την επίδειξη του ρόλου του NLRP3 και του ASC στη μεταφορά κόκκων, η ομάδα στράφηκε σε γνωστούς αναστολείς φλεγμονώδους για να δει εάν θα μπορούσαν να αποτρέψουν αυτό το συμβάν.

Χρησιμοποιώντας ένα φάρμακο αποκλεισμού του φλεγμονώδους πολύ παρόμοιο με εκείνα σε κλινικές δοκιμές για τη θεραπεία χρόνιων φλεγμονωδών ασθενειών, που ονομάζεται CY-09, χορήγησαν τη θεραπεία σε ποντίκια πριν εγχύσουν το αλλεργιογόνο. Διαπίστωσαν ότι στο προκλινικό τους μοντέλο, κατάφεραν να αποτρέψουν αποτελεσματικά το αναφυλακτικό σοκ με αυτό το φάρμακο.

Ο Δρ Andrea Mencarelli, από το Ινστιτούτο Ανοσοθεραπευτικής της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου της Σαγκάης Jiao Tong, ο οποίος ήταν ο πρώτος συν-συγγραφέας της εργασίας ενώ εργαζόταν στο πρόγραμμα Duke-NUS Emerging Infectious Diseases Program, είπε: «Είναι αξιοσημείωτο ότι η χρήση ενός φαρμάκου που εμπόδιζε ειδικά τη δραστηριότητα των φλεγμονωδών πρωτεϊνών "Μπορέσαμε να αποκλείσουμε επιλεκτικά την απελευθέρωση προαποθηκευμένων χημικών ουσιών μαστοκυττάρων χωρίς να επηρεάσουμε άλλες δυνητικά ευεργετικές λειτουργίες των μαστοκυττάρων."

Αν και δεν είναι θεραπεία, μπορεί να προσφέρει σε άτομα με σοβαρές αλλεργίες ένα νέο εργαλείο για την πρόληψη μιας πιθανώς επικίνδυνης αντίδρασης. Επί του παρόντος, οι επείγουσες θεραπείες λαμβάνονται αμέσως μετά την εμφάνιση των πρώτων συμπτωμάτων. Αυτές οι θεραπείες πρέπει να εφαρμόζονται μέσα σε ένα στενό χρονικό διάστημα για να είναι αποτελεσματικές και έχουν επίσης σοβαρές παρενέργειες.

"Μπορώ να δω πώς αυτό θα μπορούσε να φέρει ηρεμία στους γονείς παιδιών με σοβαρές τροφικές αλλεργίες όταν αντιμετωπίζουν καταστάσεις όπου είναι αδύνατο να είμαστε σίγουροι ότι δεν υπάρχει κίνδυνος έκθεσης. Αν και δεν θέλουμε να απενεργοποιήσουμε αυτό το τμήμα του ανοσοποιητικού συστήματος για μεγάλες περιόδους, θα μπορούσε ενδεχομένως να παρέχει βραχυπρόθεσμη προστασία», δήλωσε ο καθηγητής Abraham, η ομάδα του οποίου εργάζεται τώρα για να βελτιστοποιήσει τη δόση και τη συχνότητα χρήσης αυτού του φαρμάκου για να επιτύχει 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, Senior Associate Dean for Research στο Duke-NUS, δήλωσε: «Αυτή η σημαντική ανακάλυψη έχει τεράστιες μεταφραστικές δυνατότητες και αντιπροσωπεύει μια αλλαγή παραδείγματος όχι μόνο για περαιτέρω έρευνα αλλά και για τη βελτίωση της ποιότητας ζωής όσων διατρέχουν κίνδυνο σοβαρής Οι αλλεργικές αντιδράσεις είναι μια αχτίδα ελπίδας, ειδικά για τους γονείς μικρών παιδιών που ζουν με συνεχές άγχος.»