Mechanizmy aktywacji układu odpornościowego przez alergeny środowiskowe
Nowe badania przeprowadzone przez naukowców z University of Pittsburgh rzucają światło na mechanizmy, za pomocą których wdychane roztocza kurzu domowego, będące częstą przyczyną astmy alergicznej, aktywują układ odpornościowy i prowadzą do rozwoju tej choroby u myszy.
Wyniki badań, opublikowane niedawno w czasopiśmie Nature Immunology, dostarczają ważnych informacji na temat tego, w jaki sposób pozornie nieszkodliwe substancje, takie jak roztocza, sierść zwierząt czy pyłki roślin, mogą przełamać bariery układu odpornościowego i wywołać reakcje alergiczne. Odkrycia te mogą otworzyć drogę do opracowania nowych terapii mających na celu leczenie i kontrolowanie astmy alergicznej.
„Często myślimy o układzie odpornościowym jak o armii walczącej ze ‘złymi intruzami’” — powiedziała dr Amanda C. Poholek, główna autorka badania, dyrektor Health Sciences Sequencing Core i adiunkt w Katedrze Immunologii na Pitt’s School of Medicine. „I chociaż to prawda, to jednak większość czasu nasz układ odpornościowy nie styka się z patogenami, lecz z kurzem i pyłkami, które wdychamy, roślinami i zwierzętami, które jemy, oraz różnymi substancjami, z którymi mamy kontakt w środowisku. Główne pytanie, które napędza moje badania, brzmi: Jak układ odpornościowy rozpoznaje, kiedy reagować na patogeny, a kiedy ignorować substancje pochodzące od nas samych i z otoczenia?”
Jeśli układ odpornościowy prawidłowo wykonuje to zadanie, mówi się o tolerancji immunologicznej. Gdy jednak dochodzi do zaburzenia tolerancji, zwykle nieszkodliwe alergeny środowiskowe mogą aktywować komórki T pomocnicze typu 2 (Th2), które są rodzajem komórek odpornościowych odpowiedzialnych za wywoływanie stanów zapalnych w astmie alergicznej i innych chorobach alergicznych.
Astma alergiczna to najczęściej występująca forma astmy, charakteryzująca się objawami takimi jak kaszel, uczucie ucisku w klatce piersiowej, duszność i świszczący oddech. Ta wyniszczająca choroba rośnie na całym świecie i stanowi ogromne obciążenie dla systemów opieki zdrowotnej, zaznacza Poholek.
Aby dowiedzieć się więcej o tym, jak alergeny aktywują komórki Th2 i wywołują astmę alergiczną, Poholek i jej zespół wykorzystali model myszy, u których chorobę wywoływano poprzez inhalację roztoczy kurzu domowego. Taki model badawczy jest bardziej zbliżony do sposobu, w jaki ludzie narażeni są na alergeny, w porównaniu do badań, w których stosowano zastrzyki podskórne lub systemowe.
Korzystając z nowoczesnych narzędzi umożliwiających śledzenie komórek Th2 i monitorowanie, kiedy są one aktywowane oraz gdzie przemieszczają się, badacze odkryli, że w odpowiedzi na wdychanie roztoczy kurzu domowego, konieczne było uruchomienie specyficznego szlaku molekularnego z udziałem białka BLIMP1, aby wyprodukować komórki Th2 w węźle chłonnym. Następnie komórki te migrowały do płuc, gdzie wywoływały chorobę. W przeciwieństwie do tego, gdy roztocza były podawane przez zastrzyk, szlak ten nie był potrzebny.
Badacze odkryli również, że cytokiny — IL2 oraz IL10 — były wymagane do ekspresji BLIMP1.
„IL10 zazwyczaj uważana jest za cytokinę przeciwzapalną, która osłabia odpowiedzi immunologiczne, dlatego byliśmy naprawdę zaskoczeni, odkrywając, że faktycznie sprzyjała ona rozwojowi stanu zapalnego” — powiedziała Poholek. „To odkrycie otwiera nowe możliwości terapeutyczne, zwłaszcza jeśli chodzi o pacjentów, u których niedawno zdiagnozowano chorobę.”
Według Poholek, większość pacjentów z astmą alergiczną otrzymuje steroidy, które jedynie łagodzą objawy, ale nie eliminują przyczyn choroby. Istnieje ogromna potrzeba opracowania nowych terapii umożliwiających wczesną interwencję, zanim astma alergiczna doprowadzi do trwałego uszkodzenia dróg oddechowych.
Podczas mapowania aktywacji komórek Th2 w węźle chłonnym, badacze odkryli również miejsca o intensywnej aktywności IL2.
„IL2 to bardzo ważna cytokina, dlatego spodziewaliśmy się, że będzie rozproszona po całym węźle chłonnym” — wyjaśnia Poholek. „Zamiast tego odkryliśmy, że IL2 była zlokalizowana w określonych obszarach. Teraz mamy przed sobą dużo pracy, aby dowiedzieć się, jak powstają te regiony i czy zakłócenie ich struktury mogłoby przerwać formowanie się komórek Th2, zatrzymując tym samym rozwój astmy alergicznej.”
Współpracując z kolegami z Pitt Division of Pulmonology, Allergy, Critical Care and Sleep Medicine, Poholek planuje również analizę próbek tkanki płucnej, aby zbadać, czy IL2 oraz IL10 mogą być kluczowymi czynnikami sprzyjającymi rozwojowi komórek Th2 u pacjentów z astmą alergiczną i rozważyć potencjalne kierunki rozwoju nowych opcji terapeutycznych.
Źródło: Nature Immunology, Spatial microniches of IL-2 combine with IL-10 to drive lung migratory TH2 cells in response to inhaled allergen, fot. Adobe
DOI 10.1038/s41590-024-01986-8
