Alergie coraz powszechniejsze, szczególnie te dotyczące dróg oddechowych
Alergie stały się niemal nieodłączną częścią codziennego życia. We Francji szacuje się, że od jednej piątej do jednej czwartej populacji zmaga się z jakąś formą alergii. Dominują alergie dróg oddechowych — katar sienny i alergiczne astma. W Polsce sytuacja wygląda podobnie: miliony ludzi kichają przez cały sezon pyłkowy lub duszą się przez roztocza kurzu domowego i sierść zwierząt.
Astma i alergie układu oddechowego rozwijają się wtedy, gdy układ odpornościowy reaguje zbyt gwałtownie na zasadniczo nieszkodliwe substancje, takie jak:
- pyłki drzew, traw i roślin
- roztocza kurzu domowego w materacach i dywanach
- łupież i sierść zwierząt domowych
- zarodniki pleśni w wilgotnych pomieszczeniach
Zdaniem badaczy organizm po prostu się myli — traktuje niegroźny bodziec jak poważne zagrożenie i uruchamia pełny arsenał obronny. Efektem jest stan zapalny dróg oddechowych objawiający się kichaniem, swędzeniem oczu, dusznością i świszczącym oddechem.
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.
W przeprowadzonych badaniach płuca myszy były eksponowane na niezakaźne fragmenty wirusów lub bakterii. Takie cząsteczki nie są w stanie wywołać choroby, jednak układ odpornościowy je rozpoznaje i uruchamia odpowiedź tzw. typu 1 — klasyczną reakcję spotykaną przy prawdziwych infekcjach wirusowych i bakteryjnych.
Celowe narażenie płuc na resztki mikrobów działa jak sesja treningowa dla układu odpornościowego — bez żadnych objawów choroby u zwierzęcia.
Następnie myszy otrzymywały jednocześnie dawkę alergenu — substancji, która normalnie wywołuje silną reakcję alergiczną. Ku zaskoczeniu badaczy zwierzęta były przez co najmniej sześć tygodni niemal całkowicie chronione przed tym alergenem.
Bez mikrobów płuca stawały się nadwrażliwe
W grupie kontrolnej — u myszy, które otrzymały wyłącznie alergen — działo się coś dokładnie odwrotnego. Ich płuca były niejako programowane na nadwrażliwość. Przy kolejnym kontakcie z tym samym alergenem układ odpornościowy reagował jeszcze gwałtowniej, a stan zapalny się nasilał.
Gdy w grę wchodziły fragmenty mikrobów, ta niszcząca fala reakcji nie nadchodziła. Płuco wydawało się uczyć: owszem, coś wnika do środka, ale nie ma powodu, by wywoływać alergiczną panikę.
Długotrwała ochrona, nawet bez jednoczesnego alergenu
Badacze poszli o krok dalej. Pozwolili myszom najpierw wejść w kontakt wyłącznie z fragmentami mikrobów — bez żadnych alergenów. Dopiero po kilku miesiącach zwierzęta były eksponowane na alergen.
Efekt był uderzający: płuca pozostawały spokojne. Myszy były chronione przed reakcjami alergicznymi przez ponad trzy miesiące od momentu kontaktu z mikrobami. Według Peduto mieszanka mikrobowa wydaje się rekondycjonować płuco jako narząd i przygotowywać je na przyszłe bodźce, tak by układ odpornościowy nie reagował natychmiast nadmiernie.
Płuco przyzwyczaja się do nieustannego napływu zewnętrznych bodźców i uczy się reagować na nie w sposób bardziej selektywny.
Klucz tkwi nie w komórkach odpornościowych, lecz w strukturze płuca
Zaskakującym odkryciem badania jest to, że przyczyny długotrwałej ochrony nie odnaleziono w klasycznych komórkach odpornościowych, lecz w tzw. fibroblastach. Są to komórki tkanki łącznej tworzące strukturę płuca, zaangażowane m.in. w procesy bliznowacenia i wspieranie komórek immunologicznych.
Tradycyjnie w badaniach nad alergią uwaga koncentruje się na limfocytach T, limfocytach B i innych elementach układu odpornościowego. Tymczasem w tym badaniu to zwykłe komórki tkankowe okazały się kluczowe dla tego, jak długo płuco zachowuje pamięć o danej reakcji.
Przełącznik w DNA: rola genu Ccl11
Gdy płuco wchodzi w kontakt z fragmentami mikrobów, zespół badawczy zaobserwował zmianę w fibroblastach dotyczącą jednego konkretnego genu: Ccl11. Ten gen kontroluje produkcję białka istotnego dla przyciągania komórek odpornościowych napędzających alergiczny stan zapalny.
U myszy gen Ccl11 w fibroblastach był niejako wyłączany poprzez zmianę epigenetyczną — czyli modyfikację sposobu odczytywania DNA bez zmiany samego kodu genetycznego. Takie epigenetyczne przełączniki mogą pozostawać aktywne przez bardzo długi czas.
Modyfikacja fibroblastów działa jak długoterminowa pamięć w tkance płucnej, trzymając alergiczne nadreakcje w ryzach przez wiele miesięcy.
Ponieważ fibroblasty pozostają w tkance płucnej — w odróżnieniu od wielu krążących komórek odpornościowych — ta pamięć może utrzymywać się znacznie dłużej. To czyni je atrakcyjnym celem dla nowych terapii.
Co to oznacza dla przyszłych metod leczenia?
Badanie otwiera zupełnie nowe spojrzenie na profilaktykę alergii. Zamiast ograniczać się do leczenia objawów — leków antyhistaminowych, aerozoli do nosa czy leków rozszerzających oskrzela w astmie — naukowcy myślą teraz o terapiach prewencyjnych, które z wyprzedzeniem przygotowują płuco.
Potencjalne zastosowania, o których myślą naukowcy:
- lek wziewny z bezpiecznymi fragmentami mikrobów, podawany przed sezonem pyłkowym
- profilaktyczne kuracje dla dzieci z grup ryzyka wykazujących silną skłonność do alergii
- wspomagające leczenie osób z ciężką lub trudno kontrolowaną astmą
- połączenie z istniejącą immunoterapią alergenową w celu uzyskania trwalszego efektu
Badacze mówią wprost o interwencjach profilaktycznych — terapiach stosowanych zanim pojawią się dolegliwości, by zapobiec rozwinięciu się alergicznego toru reakcji układu odpornościowego. Zanim jednak taki środek trafi na rynek, konieczne są rozległe badania bezpieczeństwa i skuteczności przeprowadzone na ludziach.
Jak te odkrycia wpisują się w hipotezę higieniczną?
Koncepcja, że mikroby mogą chronić przed alergiami, doskonale koresponduje ze słynną hipotezą higieniczną. Zakłada ona, że dzieci dorastające w wyjątkowo sterylnym środowisku mają mniejszy kontakt z drobnoustrojami, co zwiększa ryzyko rozwoju alergii i astmy.
W środowiskach wiejskich, na farmach czy w wielodzietnych rodzinach obserwuje się przeciętnie mniej alergii. Jedno z wyjaśnień brzmi następująco: układ odpornościowy dostaje tam wcześnie znacznie więcej materiału ćwiczeniowego i sprawniej rozróżnia prawdziwe zagrożenia od niegroźnych bodźców.
Nowe badanie dostarcza mechanistycznego uzasadnienia tej teorii: ekspozycja na mikroby wpływa nie tylko na komórki odpornościowe, ale też na strukturę tkankową płuca na poziomie komórkowym. Powstaje w ten sposób rodzaj wbudowanego układu hamującego przeciw alergicznej przesadzie.
Co to oznacza dla osób z alergią już teraz?
Dla kogoś, kto już teraz zmaga się z katarem siennym lub astmą, w najbliższym czasie nic się nie zmieni w gabinecie lekarskim. Opisane wyniki pochodzą z badań na myszach, a przełożenie ich na ludzi często kończy się niepowodzeniem. Ponadto fragmenty mikrobów mogą u ludzi wywoływać niepożądane reakcje zapalne, więc margines bezpieczeństwa musi być absolutnie przejrzysty.
Mimo to badanie dostarcza interesujących wskazówek praktycznych. Skrajnie sterylne środowisko życia wydaje się przynosić niewiele korzyści dla odporności, a może nawet zwiększać ryzyko alergii. Dlatego wielu pediatrów już teraz zaleca rodzicom:
- nie izolować dzieci nadmiernie od codziennych zanieczyszczeń i bodźców środowiskowych
- nie ograniczać bez potrzeby kontaktu z naturą, zabawą na dworze i zwierzętami domowymi
- stosować środki dezynfekujące tylko wtedy, gdy jest to naprawdę konieczne (przy chorobie, pielęgnacji ran, w placówkach medycznych)
Nie oznacza to jednak, że osoby z poważną alergią powinny pochopnie eksperymentować. Ktoś, kto silnie reaguje na koty, pleśń lub pyłki, nadal musi polegać na istniejących metodach leczenia i unikaniu czynników wyzwalających. Ewentualne przyszłe leki mikrobiologiczne powinny być stosowane wyłącznie pod ścisłym nadzorem medycznym.
Pytania na przyszłość: kto skorzysta, kiedy i jak długo?
W najbliższych latach naukowcy będą przede wszystkim chcieli ustalić, czy ten sam mechanizm działa u ludzi, w jakich dawkach i u których grup pacjentów. Być może krótka kuracja w dzieciństwie wystarczy, by trwale nastawić tkankę płucną na mniej alergiczny tryb działania. A może będą potrzebne regularne dawki przypominające — podobnie jak w przypadku szczepień.
Istotny jest też czas interwencji. Czy największe korzyści przyniesie terapia rozpoczęta przed pierwszym kontaktem z pyłkami lub roztoczami kurzu? A może dorośli z istniejącymi alergiami również mogliby skorzystać z takiego zresetowania tkanki płucnej? Od odpowiedzi na te pytania zależy, czy będzie to przede wszystkim terapia dla dzieci i nastolatków, czy też leczenie o szerszym zastosowaniu.
Na razie badanie pokazuje przede wszystkim, że płuco nie jest biernym narządem służącym wyłącznie do przepuszczania powietrza. Sama tkanka zapamiętuje wcześniejsze bodźce i współdecyduje o tym, czy układ odpornościowy popadnie w alergię, czy nie. Jeśli fragmenty mikrobów potrafią sterować tą pamięcią w korzystnym kierunku, przyszłość, w której sezony kataru siennego i astmy przebiegają znacznie łagodniej niż dotychczas, staje się realnie możliwa.
