È stata scoperta la prima fase delle reazioni allergiche, il che apre nuove opportunità di prevenzione

Gli scienziati della Duke-NUS Medical School hanno identificato come inizia una catena di eventi dopo che una persona entra in contatto con un allergene come arachidi, frutti di mare, polline o acari della polvere. La loro scoperta, pubblicata sulla rivista Nature Immunology, potrebbe portare allo sviluppo di farmaci per prevenire gravi reazioni allergiche.

È noto che i mastociti, un tipo di cellula immunitaria, scambiano una sostanza innocua, come le noccioline o gli acari della polvere, per una minaccia e rilasciano la prima ondata di sostanze chimiche bioattive contro quella minaccia percepita. Quando i mastociti, che si trovano sotto la pelle, attorno ai vasi sanguigni e nelle mucose del tratto respiratorio e gastrointestinale, rilasciano contemporaneamente nel sangue le loro sostanze bioattive pre-immagazzinate, può verificarsi uno shock immediato e sistemico, che può essere fatale senza intervento tempestivo.

Secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), più del 10% della popolazione mondiale soffre di allergie alimentari. Con l'aumento del numero delle allergie, aumenta anche l'incidenza di anafilassi e di asma causati dal cibo. A Singapore, l'asma colpisce un bambino su cinque e le allergie alimentari sono già la principale causa di shock anafilattico.

Il team Duke-NUS ha scoperto che il rilascio di granuli di mastociti contenenti sostanze chimiche bioattive è controllato da due componenti di un complesso multiproteico intracellulare chiamato inflammasoma. Fino ad ora, si sapeva che queste proteine dell'inflammasoma si assemblavano spontaneamente nelle cellule immunitarie per secernere sostanze chimiche solubili che avvisano altre parti del sistema immunitario quando viene rilevata un'infezione.

Il professor Soman Abraham, professore emerito di patologia alla Duke University, che ha condotto lo studio mentre lavorava al programma Duke-NUS Emerging Infectious Diseases, ha dichiarato: "Abbiamo scoperto che i componenti dell'inflammasoma svolgono un ruolo sorprendentemente importante nel trasporto dei mastociti granuli che solitamente vengono impacchettati al centro della cellula, verso la superficie cellulare, dove vengono rilasciati. Questa scoperta inaspettata ci fornisce un obiettivo preciso di intervento per prevenire la catena di eventi avviata dai mastociti che portano allo shock anafilattico.

Il professor Abraham e il suo team hanno esaminato topi privi di una delle due proteine dell'inflammasoma, NLRP3 o ASC. Quando questi animali sono stati esposti agli allergeni, non hanno subito shock anafilattico.

Tuttavia, lo shock anafilattico è stato osservato quando le proteine NLRP3 e ASC nei mastociti si sono assemblate e associate a singoli granuli intracellulari, formando un complesso che i ricercatori hanno chiamato granulosoma, che ha promosso il movimento dei granuli lungo percorsi formati dal citoscheletro all'interno del mastociti, in modo simile a come si "attaccavano ai binari".

Il dottor Pradeep Bist, primo coautore dell'articolo e ricercatore principale del programma Duke-NUS Emerging Infectious Diseases, ha dichiarato: "Quando i mastociti vengono attivati, abbiamo osservato il rapido movimento dei granuli lungo percorsi dinamici noti come microtubuli per la membrana cellulare, dove questi granuli venivano immediatamente rilasciati dalla cellula. Tuttavia, nei mastociti privi di proteine NLRP3 o ASC, non abbiamo trovato prove di movimento dei granuli intracellulari e nessuno di questi granuli è stato rilasciato."

Dopo aver dimostrato il ruolo di NLRP3 e ASC nel trasporto dei granuli, il team si è rivolto a noti inibitori dell'inflammasoma per vedere se potevano prevenire questo evento.

Utilizzando un farmaco bloccante l'inflammasoma molto simile a quelli utilizzati negli studi clinici per il trattamento delle malattie infiammatorie croniche, chiamato CY-09, hanno somministrato la terapia ai topi prima di iniettare l'allergene. Hanno scoperto che nel loro modello preclinico erano in grado di prevenire efficacemente lo shock anafilattico con questo farmaco.

Il dottor Andrea Mencarelli, dell'Istituto di immunoterapeutica della Scuola di medicina dell'Università Jiao Tong di Shanghai, che è stato il primo coautore dell'articolo mentre lavorava al programma Duke-NUS Emerging Infectious Diseases, ha dichiarato: "È straordinario che utilizzando un farmaco che blocca specificamente l'attività delle proteine dell'inflammasoma "Siamo stati in grado di bloccare selettivamente il rilascio di sostanze chimiche dei mastociti pre-immagazzinate senza influenzare altre funzioni potenzialmente benefiche dei mastociti."

Sebbene non sia una cura, potrebbe offrire alle persone affette da allergie gravi un nuovo strumento per prevenire il verificarsi di una reazione potenzialmente pericolosa. Attualmente, i trattamenti di emergenza vengono presi immediatamente dopo la comparsa dei primi sintomi. Questi trattamenti devono essere applicati entro un intervallo di tempo ristretto per essere efficaci e hanno anche gravi effetti collaterali.

"Capisco come ciò possa tranquillizzare i genitori di bambini affetti da gravi allergie alimentari quando si trovano ad affrontare situazioni in cui è impossibile essere sicuri che non vi sia rischio di esposizione. Anche se non vogliamo disattivare questa parte del sistema immunitario per lunghi periodi, potrebbe potenzialmente fornire una protezione a breve termine", ha affermato il professor Abraham, il cui team sta ora lavorando per ottimizzare il dosaggio e la frequenza di utilizzo di questo farmaco per ottenere i migliori effetti protettivi contro lo shock anafilattico.

"Dopo questo, speriamo di fare lo stesso per l'asma e le reazioni allergiche cutanee."

Il professor Patrick Tan, preside associato senior per la ricerca presso la Duke-NUS, ha dichiarato: "Questa svolta ha un enorme potenziale di traduzione e rappresenta un cambiamento di paradigma non solo per ulteriori ricerche ma anche per migliorare la qualità della vita di coloro che sono a rischio di gravi malattie reazioni allergiche. È un raggio di speranza, soprattutto per i genitori di bambini piccoli che vivono con un'ansia costante."