È stato scoperto il primo stadio delle reazioni allergiche, aprendo nuove possibilità di prevenzione

Gli scienziati della Duke-NUS Medical School hanno identificato come si innesca una catena di eventi quando 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 arachidi o acari della polvere per una minaccia e rilasciano una prima ondata di sostanze chimiche bioattive contro questa minaccia percepita. Quando i mastociti, che si trovano sotto la pelle, intorno ai vasi sanguigni e nelle pareti delle vie respiratorie e gastrointestinali, rilasciano simultaneamente nel sangue le sostanze bioattive pre-immagazzinate, può verificarsi uno shock immediato e sistemico che può essere fatale senza un intervento rapido.

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

Il team della Duke University of New Mexico (DUCA-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. Finora, si sapeva che queste proteine dell'inflammasoma si assemblavano spontaneamente solo nelle cellule immunitarie per secernere sostanze chimiche solubili che allertano altre parti del sistema immunitario quando viene rilevata un'infezione.

Il Professor Soman Abraham, Professore Emerito di Patologia alla Duke University, che ha guidato lo studio mentre lavorava nel Programma Malattie Infettive Emergenti della Duke-NUS, ha dichiarato: "Abbiamo scoperto che i componenti dell'inflammasoma svolgono un ruolo sorprendentemente importante nel trasporto dei granuli dei mastociti, che normalmente si concentrano al centro della cellula, verso la superficie cellulare, dove vengono rilasciati. Questa scoperta inaspettata ci fornisce un bersaglio preciso su cui intervenire per prevenire la catena di eventi innescata dai mastociti che porta 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 ad allergeni, non sono andati in shock anafilattico.

Tuttavia, lo shock anafilattico è stato osservato quando le proteine NLRP3 e ASC nei mastociti si sono assemblate e legate ai singoli granuli intracellulari, formando un complesso che i ricercatori hanno chiamato granulosoma, che ha promosso il movimento dei granuli lungo i binari tracciati dal citoscheletro all'interno del mastocita, proprio come "si attaccano ai binari del treno".

Il Dott. Pradeep Bist, primo coautore dell'articolo e ricercatore principale del Programma sulle Malattie Infettive Emergenti Duke-NUS, ha dichiarato: "Quando i mastociti venivano attivati, osservavamo un rapido movimento dei granuli lungo vie dinamiche note come microtubuli verso la membrana cellulare, dove questi granuli venivano immediatamente rilasciati dalla cellula. Tuttavia, nei mastociti privi di proteine NLRP3 o ASC, non abbiamo trovato alcuna prova di movimento intracellulare dei granuli e nessuno di questi granuli veniva rilasciato."

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

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

Il dott. Andrea Mencarelli, dell'Istituto di immunoterapia presso la Facoltà di medicina dell'Università Jiao Tong di Shanghai, che è stato il primo coautore dello studio mentre lavorava al programma Duke-NUS Emerging Infectious Diseases, ha affermato: "Sorprendentemente, utilizzando un farmaco che bloccava specificamente l'attività delle proteine dell'inflammasoma, siamo stati in grado di bloccare selettivamente il rilascio di sostanze chimiche dei mastociti pre-immagazzinate senza compromettere altre funzioni potenzialmente benefiche dei mastociti".

Sebbene non si tratti di una cura definitiva, potrebbe offrire alle persone con allergie gravi un nuovo strumento per prevenire una reazione potenzialmente pericolosa. Attualmente, i trattamenti di emergenza vengono somministrati immediatamente alla comparsa dei primi sintomi. Questi trattamenti devono essere applicati entro un intervallo di tempo limitato per essere efficaci e presentano anche gravi effetti collaterali.

"Capisco come questo possa rassicurare i genitori di bambini con gravi allergie alimentari quando si trovano ad affrontare situazioni in cui è impossibile essere certi che non vi sia alcun rischio di esposizione. Sebbene 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 del farmaco per ottenere i migliori effetti protettivi contro lo shock anafilattico.

"In seguito 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 scoperta ha un enorme potenziale traslazionale e rappresenta un cambio di paradigma non solo per la ricerca futura, ma anche per il miglioramento della qualità della vita di coloro che sono a rischio di gravi reazioni allergiche. È un raggio di speranza, soprattutto per i genitori di bambini piccoli che vivono con un'ansia costante".