Виявлено перший етап алергічних реакцій, що відкриває нові можливості для профілактики

Вчені з Медичної школи Дьюка-Ньюсського університету визначили, як починається ланцюг подій після контакту людини з алергеном, таким як арахіс, морепродукти, пилок або пилові кліщі. Їхнє відкриття, опубліковане в журналі Nature Immunology, може призвести до розробки ліків для запобігання важким алергічним реакціям.

Відомо, що тучні клітини, тип імунних клітин, помилково сприймають нешкідливі речовини, такі як арахіс або пилові кліщі, за загрозу та вивільняють першу хвилю біоактивних хімічних речовин проти цієї уявної загрози. Коли тучні клітини, які знаходяться під шкірою, навколо кровоносних судин та в оболонці дихальних шляхів та шлунково-кишкового тракту, одночасно вивільняють свої попередньо накопичені біоактивні речовини в кров, може виникнути негайний та системний шок, який без швидкого втручання може бути смертельним.

За даними Всесвітньої організації охорони здоров'я (ВООЗ), понад 10% населення світу страждає від харчової алергії. Зі збільшенням кількості алергій зростає і частота виникнення харчової анафілаксії та астми. У Сінгапурі астма вражає кожну п'яту дитину, а харчова алергія вже є основною причиною анафілактичного шоку.

Команда вчених з Університету Дьюка та Університету Нуна виявила, що вивільнення гранул тучних клітин, що містять біоактивні хімічні речовини, контролюється двома компонентами внутрішньоклітинного мультибілкового комплексу, який називається інфламасомою. Досі було відомо, що ці білки інфламасоми спонтанно збираються в імунних клітинах, щоб виділяти розчинні хімічні речовини, які сповіщають інші частини імунної системи про виявлення інфекції.

Професор Соман Абрахам, почесний професор патології в Університеті Дьюка, який керував дослідженням під час роботи в Програмі нових інфекційних захворювань Університету Дьюка та Національного університету Університету Дьюка, сказав: «Ми виявили, що компоненти інфламасоми відіграють напрочуд важливу роль у транспортуванні гранул тучних клітин, які зазвичай упаковані в центрі клітини, до поверхні клітини, де вони вивільняються. Це несподіване відкриття дає нам точну мішень для втручання, щоб запобігти ланцюгу подій, ініційованих тучними клітинами, що призводять до анафілактичного шоку».

Професор Абрахам та його команда досліджували мишей, у яких був відсутній один із двох білків інфламасоми, NLRP3 або ASC. Коли ці тварини піддавалися впливу алергенів, у них не розвивався анафілактичний шок.

Однак анафілактичний шок спостерігався, коли білки NLRP3 та ASC у тучних клітинах збиралися та зв'язувалися з окремими внутрішньоклітинними гранулами, утворюючи комплекс, який дослідники назвали гранулосомою, що сприяло руху гранул вздовж шляхів, утворених цитоскелетом всередині тучної клітини, подібно до того, як вони «прикріплюються до залізничних колій».

Д-р Прадіп Біст, перший співавтор статті та головний дослідник Програми нових інфекційних захворювань Дьюка-НУС, сказав: «Коли мастоцити активувалися, ми спостерігали швидкий рух гранул вздовж динамічних шляхів, відомих як мікротрубочки, до клітинної мембрани, де ці гранули негайно вивільнялися з клітини. Однак у мастоцитах, яким бракує білків NLRP3 або ASC, ми не виявили жодних ознак внутрішньоклітинного руху гранул, і жодна з цих гранул не вивільнялася».

Після демонстрації ролі NLRP3 та ASC у транспорті гранул, команда звернулася до відомих інгібіторів інфламасом, щоб з'ясувати, чи можуть вони запобігти цій події.

Використовуючи препарат CY-09, що блокує інфламасоми, дуже схожий на ті, що використовуються в клінічних випробуваннях для лікування хронічних запальних захворювань, вони вводили терапію мишам до того, як вони піддавалися впливу алергену. Вони виявили, що в їхній доклінічній моделі їм вдалося ефективно запобігти анафілактичному шоку за допомогою цього препарату.

Д-р Андреа Менкареллі з Інституту імунотерапії Медичної школи Шанхайського університету Цзяо Тун, яка була першим співавтором статті під час роботи в Програмі нових інфекційних захворювань Duke-NUS, сказала: «Примітно, що, використовуючи препарат, який спеціально блокував активність білків інфламасоми, ми змогли вибірково блокувати вивільнення попередньо накопичених хімічних речовин тучних клітин, не впливаючи на інші потенційно корисні функції тучних клітин».

Хоча це не є ліками, це може запропонувати людям з важкими алергіями новий інструмент для запобігання виникненню потенційно небезпечної реакції. Наразі невідкладне лікування вживається одразу після появи перших симптомів. Ці методи лікування повинні застосовуватися у вузькому часовому проміжку, щоб бути ефективними, і вони також мають серйозні побічні ефекти.

«Я розумію, як це може заспокоїти батьків дітей з тяжкою харчовою алергією, коли вони стикаються з ситуаціями, коли неможливо бути впевненим у відсутності ризику впливу. Хоча ми не хочемо деактивувати цю частину імунної системи на тривалий час, це потенційно може забезпечити короткочасний захист», – сказав професор Абрахам, чия команда зараз працює над оптимізацією дозування та частоти використання препарату для досягнення найкращого захисного ефекту від анафілактичного шоку.

«Після цього ми сподіваємося зробити те саме для лікування астми та алергічних шкірних реакцій».

Професор Патрік Тан, старший заступник декана з досліджень у Duke-NUS, сказав: «Цей прорив має величезний трансляційний потенціал і являє собою зміну парадигми не лише для подальших досліджень, але й для покращення якості життя тих, хто має ризик тяжких алергічних реакцій. Це промінь надії, особливо для батьків маленьких дітей, які живуть з постійною тривогою».