Alergie rosną w siłę, szczególnie te dotyczące dróg oddechowych
Alergie stały się niemal nieodłączną częścią codziennego życia. We Francji szacuje się, że od jednej piątej do jednej czwartej społeczeństwa zmaga się z jakąś formą alergii. Najczęstsze z nich to alergie układu oddechowego — katar sienny i alergiczna astma. W Polsce sytuacja wygląda podobnie: miliony ludzi kichają w sezonie pylenia lub duszą się z powodu roztoczy kurzu domowego czy sierści zwierząt.
Astma i alergie dróg oddechowych pojawiają się wtedy, gdy układ odpornościowy reaguje zbyt gwałtownie na substancje, które w rzeczywistości są zupełnie nieszkodliwe. Należą do nich między innymi:
- pyłki drzew, traw i roślin
- roztocza kurzu domowego w materacach i dywanach
- łupież i sierść zwierząt domowych
- zarodniki grzybów pleśniowych w wilgotnych pomieszczeniach
Zdaniem badaczy organizm po prostu się myli — traktuje niewinny bodziec jak poważne zagrożenie i uruchamia cały arsenał obronny. Efektem jest reakcja zapalna w drogach oddechowych: kichanie, swędzące oczy, duszność i świszczący oddech.
Naukowcy testują zaskakujące podejście z udziałem mikrobów
Zespół pod kierownictwem Gérarda Eberla i Lucie Peduto z Institut Pasteur oraz Inserm zbadał, czy same mikroby mogą pomóc w uspokojeniu rozregulowanego układu odpornościowego. Nie w postaci infekcji, lecz jako bezpieczne, martwe fragmenty drobnoustrojów.
Płuca myszy były celowo narażane na niezakaźne fragmenty wirusów lub bakterii. Takie cząsteczki nie mogą wywołać choroby, ale układ odpornościowy je rozpoznaje i uruchamia tak zwaną odpowiedź typu 1 — klasyczną reakcję obronną charakterystyczną dla prawdziwych infekcji wirusowych i bakteryjnych.
Celowe wprowadzenie do płuc resztek mikrobów przypomina sesję treningową dla układu odpornościowego — bez ryzyka zachorowania.
Następnie myszy otrzymywały jednocześnie alergen — substancję normalnie wywołującą silną reakcję alergiczną. Wynik zaskoczył naukowców: przez co najmniej sześć tygodni zwierzęta były niemal całkowicie chronione przed działaniem tego alergenu.
Bez mikrobów płuca stawały się nadwrażliwe
W grupie kontrolnej — u myszy, które otrzymały wyłącznie alergen — działo się coś zupełnie odwrotnego. Ich płuca były niejako programowane na nadwrażliwość. Przy kolejnym kontakcie z tym samym alergenem układ odpornościowy reagował jeszcze bardziej gwałtownie, a stan zapalny nasilał się.
Gdy do równania dodano fragmenty mikrobów, ta destrukcyjna kaskada nie następowała. Płuca zdawały się „nauczyć", że coś może wnikać do organizmu, ale nie oznacza to powodu do alergicznej paniki.
Długotrwała ochrona, nawet bez jednoczesnego podania alergenu
Badacze poszli jeszcze dalej. Pozwolili myszom najpierw kontaktować się wyłącznie z fragmentami mikrobów — bez żadnych alergenów. Dopiero wiele miesięcy później zwierzęta były narażane na alergen.
I tu również zaobserwowano wyraźny efekt: płuca pozostawały „spokojne". Myszy były chronione przed reakcjami alergicznymi przez ponad trzy miesiące po ekspozycji na mikroby. Peduto wyjaśnia, że ta mieszanina mikrobów wydaje się rekondycjonować płuco jako organ i przygotowywać je na przyszłe bodźce, tak aby układ odpornościowy nie tracił kontroli.
Płuco przyzwyczaja się do myśli, że stale docierają do niego zewnętrzne bodźce, i uczy się reagować na nie bardziej selektywnie.
Klucz tkwi nie w komórkach odpornościowych, lecz w strukturze płuca
Jednym z najbardziej zaskakujących odkryć w tym badaniu jest to, że przyczyny długotrwałej ochrony naukowcy nie znaleźli w klasycznych komórkach odpornościowych, lecz w tak zwanych fibroblastach. To komórki tkanki łącznej tworzące strukturę płuca, zaangażowane między innymi w procesy bliznowacenia i wspierania komórek odpornościowych.
Zazwyczaj w badaniach nad alergiami uwaga skupia się na limfocytach T, limfocytach B i innych składnikach układu odpornościowego. W tym badaniu okazało się jednak, że „zwykłe" komórki tkankowe odgrywają kluczową rolę w tym, jak długo płuco przechowuje pamięć o określonej reakcji.
Przełącznik w DNA: rola genu Ccl11
Gdy płuco stykało się z fragmentami mikrobów, zespół odkrył zmianę w fibroblastach dotyczącą jednego konkretnego genu: Ccl11. Gen ten steruje produkcją białka odpowiedzialnego za przyciąganie określonych komórek odpornościowych nasilających alergiczne zapalenie.
U myszy gen Ccl11 w fibroblastach był niejako wyłączany poprzez zmianę epigenetyczną — modyfikację sposobu odczytywania DNA bez zmiany samego kodu genetycznego. Takie „epigenetyczne przełączniki" mogą pozostawać aktywne przez długi czas.
Zmiana w fibroblastach działa jak długoterminowa pamięć w tkance płucnej i przez wiele miesięcy trzyma alergiczne nadreagowanie w ryzach.
Ponieważ fibroblasty pozostają w tkance płucnej — w przeciwieństwie do wielu krążących komórek odpornościowych — ta pamięć może utrzymywać się znacznie dłużej. To sprawia, że są one atrakcyjnym celem dla nowych terapii.
Co oznacza to dla przyszłych metod leczenia?
Badanie otwiera zupełnie nową perspektywę w podejściu do profilaktyki alergii. Zamiast jedynie łagodzić objawy za pomocą leków przeciwhistaminowych, aerozoli do nosa czy leków rozszerzających oskrzela przy astmie, naukowcy myślą teraz o terapiach profilaktycznych przygotowujących płuca z wyprzedzeniem.
Wśród możliwych zastosowań, o których myślą badacze, wymienia się:
- lek wziewny z bezpiecznymi fragmentami mikrobów, podawany przed sezonem pylenia
- profilaktyczne kuracje dla dzieci z grup ryzyka o silnych predyspozycjach alergicznych
- leczenie wspomagające u osób z ciężką lub trudno poddającą się leczeniu astmą
- połączenie z istniejącą immunoterapią alergenową dla osiągnięcia długotrwałego efektu
Badacze mówią wprost o interwencjach profilaktycznych — leczeniu stosowanym zanim pojawią się dolegliwości, po to by zapobiec w ogóle rozwojowi alergicznej odpowiedzi układu odpornościowego. Zanim taki lek trafi na rynek, konieczne są rozległe badania bezpieczeństwa i skuteczności przeprowadzone na ludziach.
Jak wyniki te mają się do hipotezy higieny?
Pomysł, że mikroby mogą chronić przed alergiami, doskonale wpisuje się w dobrze znana hipotezę higieny. Zakłada ona, że dzieci dorastające w wyjątkowo czystym środowisku mają kontakt z mniejszą liczbą mikrobów, co zwiększa u nich ryzyko alergii i astmy.
W środowiskach wiejskich, na farmach i w rodzinach z wieloma rodzeństwem alergie zdarzają się średnio rzadziej. Możliwe wyjaśnienie: układ odpornościowy otrzymuje tam wcześnie w życiu znacznie więcej „materiału ćwiczebnego" i lepiej uczy się odróżniać prawdziwe zagrożenia od niewinnych bodźców.
Nowe badanie dostarcza mechanistycznego uzasadnienia tego zjawiska: ekspozycja na mikroby wpływa nie tylko na komórki odpornościowe, ale także na strukturę tkankową płuca na poziomie komórkowym. W ten sposób powstaje rodzaj wbudowanego systemu hamulcowego przeciwko alergicznemu przereagowaniu.
Co to oznacza teraz dla osób z alergią?
Dla tych, którzy już teraz zmagają się z katarem siennym lub astmą, w najbliższym czasie w gabinecie lekarskim nic się nie zmieni. Opisane wyniki pochodzą z badań na myszach, a przeniesienie ich na grunt ludzki często kończy się niepowodzeniem. Fragmenty mikrobów mogą też wywoływać u ludzi niepożądane reakcje zapalne, dlatego granica bezpieczeństwa musi być krystalicznie jasna.
Mimo to badanie dostarcza interesujących wskazówek praktycznych. Skrajnie sterylne środowisko życia wydaje się przynosić niewiele korzyści dla odporności i może wręcz zwiększać ryzyko alergii. Wielu pediatrów już teraz zaleca rodzicom:
- niechronienie dzieci nadmiernie przed codziennymi zanieczyszczeniami i bodźcami środowiskowymi
- nieograniczanie bez potrzeby kontaktu z przyrodą, zabaw na zewnątrz i zwierząt domowych
- używanie środków dezynfekujących tylko tam, gdzie jest to naprawdę konieczne — przy chorobach, opatrywaniu ran, w placówkach medycznych
Nie oznacza to, że osoby z poważną alergią powinny beztrosko eksperymentować. Kto silnie reaguje na koty, pleśnie lub pyłki, nadal musi korzystać z istniejących metod leczenia i unikać czynników wywołujących objawy. Ewentualne przyszłe leki oparte na mikrobowych fragmentach powinny być stosowane wyłącznie pod ścisłą kontrolą medyczną.
Pytania na przyszłość: kto skorzysta, kiedy i jak długo?
W nadchodzących latach naukowcy będą chcieli przede wszystkim ustalić, czy ten sam mechanizm działa u ludzi, w jakich dawkach i u jakich grup pacjentów. Być może okaże się, że krótka kuracja w dzieciństwie wystarczy, by trwale przestawić tkankę płucną na mniej alergiczny tryb. A może konieczne będą regularne dawki przypominające, podobnie jak w przypadku szczepień.
Istotny jest też timing. Czy największe korzyści przyniesie terapia rozpoczęta przed pierwszym kontaktem z pyłkami lub roztoczami? A może dorośli z istniejącymi już alergiami również mogliby skorzystać na takim „resecie" swojej tkanki płucnej? To właśnie od odpowiedzi na te pytania zależy, czy stanie się to przede wszystkim terapią dla dzieci i nastolatków, czy też szeroko stosowanym leczeniem dla wszystkich.
Na razie badanie pokazuje przede wszystkim jedno: płuco nie jest biernym organem, przez który przepływa tylko powietrze. Tkanka płucna pamięta wcześniejsze bodźce i współdecyduje o tym, czy układ odpornościowy popadnie w alergiczną przesadę, czy nie. Jeśli fragmenty mikrobów potrafią kierować tą pamięcią w korzystnym kierunku, przyszłość, w której sezony kataru siennego i astmy przebiegają znacznie łagodniej niż dziś, staje się realnie osiągalna.
