Обнаружен первый этап аллергических реакций, что открывает новые возможности для профилактики

Ученые из медицинской школы Duke-NUS выявили, как начинается цепочка событий после контакта человека с аллергеном, таким как арахис, морепродукты, пыльца или пылевые клещи. Их открытие, опубликованное в журнале Nature Immunology, может привести к разработке лекарств для предотвращения тяжелых аллергических реакций.

Известно, что тучные клетки, тип иммунных клеток, ошибочно принимают безвредное вещество, такое как арахис или пылевые клещи, за угрозу и выпускают первую волну биоактивных химических веществ против этой предполагаемой угрозы. Когда тучные клетки, которые находятся под кожей, вокруг кровеносных сосудов и в слизистых оболочках дыхательных путей и ЖКТ, одновременно выделяют свои заранее накопленные биоактивные вещества в кровь, может произойти мгновенный и системный шок, который может быть смертельным без быстрого вмешательства.

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), более 10% населения Земли страдают от пищевых аллергий. По мере роста числа аллергий увеличивается и частота случаев анафилаксии и астмы, вызванных пищей. В Сингапуре астма поражает одного из пяти детей, а пищевые аллергии уже являются основной причиной анафилактического шока.

Команда Duke-NUS обнаружила, что выброс гранул тучных клеток, содержащих биоактивные химические вещества, контролируется двумя компонентами внутриклеточного мультибелкового комплекса, называемого инфламмасомой. До сих пор эти белки инфламмасомы были известны только как спонтанно собирающиеся в иммунных клетках для секреции растворимых химических веществ, которые предупреждают другие части иммунной системы при обнаружении инфекции.

Профессор Соман Абрахам, почетный профессор патологии в Duke University, который возглавлял это исследование, работая в программе изучения новых инфекционных заболеваний Duke-NUS, сказал: "Мы обнаружили, что компоненты инфламмасомы играли удивительно важную роль в транспортировке гранул тучных клеток, которые обычно упакованы в центре клетки, к поверхности клетки, где они высвобождаются. Это неожиданное открытие дает нам точную цель для вмешательства, чтобы предотвратить цепочку событий, инициируемую тучными клетками, ведущую к анафилактическому шоку."

Профессор Абрахам и его команда наблюдали за мышами, у которых отсутствовали один из двух белков инфламмасомы, NLRP3 или ASC. Когда этих животных подвергали воздействию аллергенов, у них не наблюдался анафилактический шок.

Однако анафилактический шок наблюдался, когда белки NLRP3 и ASC в тучных клетках собирались и связывались с отдельными внутриклеточными гранулами, образуя комплекс, который исследователи назвали гранулосомой, что способствовало движению гранул по путям, сформированным цитоскелетом внутри тучной клетки, подобно тому, как они "прикрепляются к рельсовым путям".

Доктор Прадип Бист, первый соавтор статьи и главный научный сотрудник программы изучения новых инфекционных заболеваний Duke-NUS, сказал: "При активации тучных клеток мы наблюдали быстрое движение гранул по динамическим путям, известным как микротрубочки, к клеточной мембране, где эти гранулы немедленно высвобождались из клетки. Однако в тучных клетках, лишенных белков NLRP3 или ASC, мы не обнаружили признаков внутриклеточного движения гранул и ни одна из этих гранул не была высвобождена."

После демонстрации роли NLRP3 и ASC в транспорте гранул команда обратилась к известным ингибиторам инфламмасомы, чтобы проверить, могут ли они предотвратить это событие.

Используя препарат, блокирующий инфламмасому, очень похожий на те, которые проходят клинические испытания для лечения хронических воспалительных заболеваний, называемый CY-09, они ввели терапию мышам перед введением аллергена. Они обнаружили, что в их доклинической модели они смогли эффективно предотвратить анафилактический шок с помощью этого препарата.

Доктор Андреа Менкарелли из Института иммунной терапии Медицинской школы Шанхайского университета Цзяо Тун, которая была первым соавтором статьи, работая в программе изучения новых инфекционных заболеваний Duke-NUS, сказала: "Примечательно, что при использовании препарата, который специфически блокировал активность белков инфламмасомы, мы смогли избирательно блокировать высвобождение заранее накопленных химических веществ тучных клеток, не затрагивая другие потенциально полезные функции тучных клеток."

Хотя это не является лечением, это может предложить людям с тяжелыми аллергиями новый инструмент для предотвращения возникновения потенциально опасной реакции. В настоящее время экстренные методы лечения принимаются сразу после появления первых симптомов. Эти методы лечения должны быть применены в узком временном окне, чтобы быть эффективными, и они также имеют серьезные побочные эффекты.

"Я вижу, как это может приносить спокойствие родителям детей с тяжелыми пищевыми аллергиями, когда они сталкиваются с ситуациями, где невозможно быть уверенным в отсутствии риска воздействия. Хотя мы не хотим деактивировать эту часть иммунной системы на длительные периоды, это может потенциально обеспечить кратковременную защиту," сказал профессор Абрахам, чья команда сейчас работает над оптимизацией дозировки и частоты использования этого препарата для достижения наилучших защитных эффектов против анафилактического шока.

"После этого мы надеемся сделать то же самое для астмы и аллергических реакций кожи."

Профессор Патрик Тан, старший заместитель декана по научным исследованиям в Duke-NUS, сказал: "Этот прорыв имеет огромный трансляционный потенциал и представляет собой смену парадигмы не только для дальнейших исследований, но и для повышения качества жизни тех, кто находится в группе риска тяжелых аллергических реакций. Это луч надежды, особенно для родителей маленьких детей, которые живут с постоянной тревогой."