Alergie układu oddechowego – rosnący problem
Alergie stały się niemal codziennością. We Francji szacuje się, że od jednej piątej do jednej czwartej populacji zmaga się z jakąś formą alergii. Najpowszechniejsze są alergie układu oddechowego – katar sienny i alergiczna astma. W Polsce sytuacja wygląda podobnie: miliony ludzi kichają w sezonie pyłkowym albo duszą się przez roztocza kurzu domowego i sierść zwierząt.
Astma i alergie dróg oddechowych pojawiają się wtedy, gdy układ odpornościowy reaguje zbyt gwałtownie na substancje, które same w sobie są nieszkodliwe. Do najczęstszych alergenów należą:
- 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 niewinny bodziec jak poważne zagrożenie i uruchamia pełny arsenał obronny. Efektem jest reakcja zapalna w drogach oddechowych: kichanie, swędzące oczy, duszność i świszczący oddech.
Zaskakujące podejście badaczy z Institut Pasteur
Zespół pod kierownictwem Gérarda Eberla i Lucie Peduto z Institut Pasteur oraz Inserm postanowił sprawdzić, czy mikroby mogą pomóc okiełznać rozregulowany układ odpornościowy. Nie chodzi tu o wywoływanie infekcji, lecz o bezpieczne, martwe fragmenty drobnoustrojów.
W eksperymentach na myszach płuca zwierząt były celowo wystawiane na działanie niezakaźnych fragmentów wirusów i bakterii. Takie cząsteczki nie mogą wywołać choroby, ale układ odpornościowy je rozpoznaje i reaguje odpowiedzią typu 1 – klasyczną reakcją obserwowaną podczas prawdziwych infekcji wirusowych i bakteryjnych.
Celowe zetknięcie płuc z resztkami drobnoustrojów działa jak sesja treningowa dla układu odpornościowego – bez żadnego ryzyka zachorowania.
Kiedy następnie myszom podawano alergen – substancję normalnie wywołującą silną reakcję alergiczną – efekt był zaskakujący. Zwierzęta były niemal całkowicie chronione przez co najmniej sześć tygodni.
Bez mikrobów płuca stawały się nadwrażliwe
W grupie kontrolnej, gdzie myszy otrzymywały wyłącznie alergen bez fragmentów drobnoustrojów, działo się coś dokładnie odwrotnego. Płuca były niejako „programowane" na nadwrażliwość – przy kolejnej ekspozycji na alergen układ odpornościowy reagował jeszcze agresywniej, a stan zapalny narastał.
W obecności mikrobowych fragmentów ta fala nadreakcji w ogóle nie pojawiała się. Płuco wydawało się uczyć: coś wprawdzie wchodzi do organizmu, ale nie ma powodu, by wszczynać alergiczną panikę.
Długotrwała ochrona – nawet bez jednoczesnego alergenu
Badacze poszli o krok dalej. Myszy wystawiano najpierw wyłącznie na fragmenty drobnoustrojów, bez żadnych alergenów. Dopiero kilka miesięcy później zwierzęta miały kontakt z alergenem.
Rezultat był równie imponujący: płuca pozostawały „spokojne". Myszy były chronione przed reakcjami alergicznymi przez ponad trzy miesiące od ekspozycji na mikroby. Jak tłumaczy Peduto, mieszanina mikrobów zdaje się rekondycjonować płuco jako narząd i przygotowywać je na przyszłe bodźce, tak by układ odpornościowy nie reagował nadmiernie.
Płuco przyzwyczaja się do myśli, że stale docierają do niego bodźce z zewnątrz, i uczy się reagować na nie z większą selektywnością.
Kluczowa rola fibroblastów, nie komórek odpornościowych
Jednym z najbardziej zaskakujących odkryć jest to, że długotrwałej ochrony nie zapewniają klasyczne komórki odpornościowe, lecz fibroblasty. To komórki tkanki łącznej, które tworzą strukturę płuca i uczestniczą między innymi w gojeniu się ran oraz wspomaganiu komórek odpornościowych.
Dotychczas w badaniach nad alergią uwaga skupiała się głównie na limfocytach T, limfocytach B i innych elementach układu immunologicznego. Okazuje się jednak, że „zwykłe" komórki tkankowe odgrywają kluczową rolę w tym, jak długo płuco „pamięta" określoną reakcję.
Genetyczny przełącznik: gen Ccl11
Po kontakcie płuca z fragmentami drobnoustrojów badacze wykryli zmianę w fibroblastach dotyczącą jednego konkretnego genu – Ccl11. Gen ten kieruje produkcją białka ważnego dla przyciągania komórek odpornościowych nasilających alergiczny stan zapalny.
U myszy gen Ccl11 w fibroblastach był niejako wyłączany poprzez zmianę epigenetyczną – modyfikację sposobu odczytu DNA, bez zmiany samego kodu genetycznego. Takie „epigenetyczne przełączniki" mogą pozostawać aktywne przez bardzo długi czas.
Modyfikacja w fibroblastach działa jak długotrwała pamięć tkanki płucnej, utrzymując alergiczną nadreakcję w ryzach przez wiele miesięcy.
Ponieważ fibroblasty pozostają w tkance płucnej – w przeciwieństwie do wielu krążących komórek odpornościowych – ta „pamięć" może utrzymywać się znacznie dłużej. To czyni je atrakcyjnym celem dla nowych terapii.
Co oznacza to odkrycie dla przyszłego leczenia?
Badanie otwiera drzwi do zupełnie nowego spojrzenia na profilaktykę alergii. Zamiast jedynie łagodzić objawy za pomocą leków przeciwhistaminowych, aerozoli do nosa czy leków rozszerzających oskrzela, naukowcy myślą teraz o terapiach zapobiegawczych przygotowujących płuco z wyprzedzeniem.
Potencjalne zastosowania, które naukowcy biorą pod uwagę:
- lek wziewny z bezpiecznymi fragmentami drobnoustrojów podawany przed sezonem pyłkowym
- kuracje profilaktyczne dla dzieci z grup ryzyka ze skłonnością do alergii
- leczenie wspomagające przy ciężkiej lub trudnej do kontrolowania astmie
- połączenie z istniejącą immunoterapią alergenową dla uzyskania trwalszego efektu
Naukowcy mówią wprost o interwencjach profilaktycznych – leczeniu stosowanym zanim pojawią się objawy, by zapobiec alergicznemu ukierunkowaniu układu odpornościowego. Zanim taki preparat trafi na rynek, konieczne są jednak szeroko zakrojone badania bezpieczeństwa i skuteczności u ludzi.
Związek z hipotezą higieniczną
Koncepcja, że mikroby mogą chronić przed alergiami, doskonale wpisuje się w dobrze znane założenia hipotezy higienicznej. Głosi ona, że dzieci dorastające w ekstremalnie czystym otoczeniu mają mniejszy kontakt z drobnoustrojami, co zwiększa u nich ryzyko alergii i astmy.
Na wsiach, na farmach czy w rodzinach z wieloma dziećmi obserwuje się przeciętnie mniej alergii. Możliwe wyjaśnienie: układ odpornościowy dostaje tam od wczesnego dzieciństwa więcej „materiału ćwiczeniowego" i uczy się lepiej odróżniać prawdziwe zagrożenia od niewinnych bodźców.
Nowe badanie dostarcza mechanistycznego uzasadnienia tych obserwacji: ekspozycja na mikroby wpływa nie tylko na komórki odpornościowe, ale również na strukturę tkankową płuca na poziomie komórkowym. W ten sposób powstaje rodzaj wbudowanego układu hamulcowego chroniącego przed alergicznym przesadzaniem.
Co to oznacza dla osób z alergią dziś?
Dla tych, którzy już teraz zmagają się z katarem siennym lub astmą, w gabinecie lekarskim na razie nic się nie zmienia. Opisane wyniki pochodzą z badań na myszach, a przeniesienie odkryć na grunt ludzki niejednokrotnie kończy się niepowodzeniem. Fragmenty drobnoustrojów mogą też wywoływać u ludzi niepożądane reakcje zapalne, więc margines bezpieczeństwa musi być absolutnie jasno określony.
Mimo to badanie dostarcza praktycznych wskazówek. Skrajnie sterylne środowisko wydaje się nie przynosić korzyści dla odporności, a wręcz może zwiększać ryzyko alergii. Wielu pediatrów zaleca już rodzicom:
- niechronienie dzieci nadmiernie przed codziennym brudem i bodźcami środowiskowymi
- nieodbieranie im kontaktu z naturą, zabawą na zewnątrz i zwierzętami domowymi
- stosowanie środków dezynfekcyjnych tylko wtedy, gdy jest to naprawdę konieczne – przy chorobach, opatrywaniu ran, w placówkach medycznych
Nie oznacza to, że osoby z ciężką alergią powinny pochopnie eksperymentować. Kto silnie reaguje na koty, pleśń czy pyłki, nadal powinien korzystać z dostępnych metod leczenia i unikać alergenów. Ewentualne przyszłe preparaty z mikrobami musiałyby być stosowane wyłącznie pod ścisłym nadzorem medycznym.
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 w jakich grupach 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 moment terapii. Czy największe korzyści przyniesie leczenie rozpoczęte przed pierwszym kontaktem z pyłkami lub roztoczami? Czy z takiego „resetu" tkanki płucnej mogą też skorzystać dorośli z istniejącymi alergiami? Od odpowiedzi na te pytania zależy, czy w przyszłości terapia ta będzie przeznaczona głównie dla dzieci i młodzieży, czy stanie się szeroko dostępną metodą leczenia.
Tymczasem badanie unaocznia przede wszystkim jedno: płuco nie jest biernym narządem służącym jedynie do przepuszczania powietrza. Jego tkanka zapamiętuje wcześniejsze bodźce i współdecyduje o tym, czy układ odpornościowy wpada w alergiczną pułapkę. Jeśli fragmenty drobnoustrojów mogą korzystnie kształtować tę pamięć, coraz bliższy staje się świat, w którym sezony kataru siennego i astmy będą znacznie łagodniejsze niż te, do których przywykliśmy.
