Šiaurės Vakarų universiteto mokslininkai nustatė, kad nanodalelės, nukreipiančios ir deaktyvuojančios putliąsias ląsteles, užkirto kelią anafilaksijai pelėms.
Tyrimas yra pačioje pradžioje. Tačiau koncepcijos įrodymo tyrime mokslininkai sukūrė nanodaleles, kurios blokavo putliųjų ląstelių reakciją į alergenus. Sunkių alerginių reakcijų metu putliosios ląstelės išskiria histaminus ir kitas uždegimą sukeliančias chemines medžiagas ir yra pagrindinis anafilaksijos veiksnys.
Svarbiausia buvo padengti nanodaleles dviem antikūnais. Vienas antikūnas yra „apgalvotas alergenas“, kuris jungiasi ir suaktyvina putliąsias ląsteles, sako daktaras Evanas Scottas. Jis yra vyresnysis studijų autorius ir biomedicinos inžinerijos profesorius Šiaurės vakarų universitete Čikagoje.
Antrasis antikūnas Siglec-6 veikia priešingai. Kai jis prisijungia prie putliųjų ląstelių, jis neleidžia joms aktyvuoti ir išleisti reakcijoje dalyvaujančių cheminių medžiagų.
Tyrėjai išsiaiškino, kad sujungus abiejų tipų stiebo ląstelių receptorius, pelės buvo apsaugotos nuo anafilaksinių reakcijų. „Atsižvelgdama į šiuos du prieštaringus signalus, putlioji ląstelė nusprendžia, kad ji neturėtų aktyvuotis ir turėtų palikti tą alergeną ramybėje“, – sako Scottas.
Nanodalelių pažadas
Nanodalelės yra mažos dalelės, paprastai tūkstančius kartų mažesnės nei viena ląstelė. Nanodalelių pagalbinės medžiagos (neaktyvios medžiagos, padedančios vaistams patekti į organizmą) jau naudojamos kai kuriose vakcinose. Tai apima COVID-19 mRNR vakcinas ir keletą vaistų nuo vėžio.
Vis dėlto daug įspūdžių, susijusių su nanodalelių tyrimais, yra tai, kad tikslinės nanodalelės gali tiekti vaistus ar kitą gydymą konkrečioms ląstelėms.
Alergija maistui vieną dieną gali sukelti nanodalelių, kurios ieško ir sunaikina tik putliąsias ląsteles, turinčias antikūnų prieš tam tikrą alergeną.
Stiklo ląstelės Prisiminkite alergiją
Alergiški žmonės valgydami gamina IgE antikūnus prieš savo alergeną, pavyzdžiui, maistą. Stiebinės ląstelės paima šiuos antikūnus, iš esmės juos prisimindamos. Laikui bėgant, jei kas nors, turintis alergiją pienui ar žemės riešutams, vengia savo alergeno, kraujyje cirkuliuojančio IgE kiekis sumažėja. Tačiau putliosios ląstelės išlieka pasirengusios reaguoti į alergeną sukeliantį baltymą, kai tik jis aptinkamas.
„Stibiosios ląstelės sėdi su IgE antenomis ant jų paviršiaus ir laukia, kol atsiras alergenas“, – aiškina dr. Bruce'as Bochneris, tyrimo bendraautoris ir Šiaurės Vakarų Feinbergo medicinos mokyklos profesorius emeritas.
Putliosios ląstelės, paruoštos reaguoti į tam tikrą alergeną, sudaro tik nedidelę visų kūno putliųjų ląstelių dalį. Kurdami gydymą, apsaugantį nuo alerginių reakcijų, norėtumėte, kad likusios putliosios ląstelės – tos, kurios neturi alergeno receptorių – būtų paliktos ramybėje.
„Jūs norite tokio selektyvumo“, – sako Scottas. „Norite, kad receptoriai, susieti su IgE antikūnais, kurie yra specifiniai alergenui, būtų kartu, ir norite, kad jie būtų išjungti naudojant Siglec-6.
Antikūnų prilipimas
Vienas techninis iššūkis: biomedicinos inžinieriai stengėsi, kad antikūnai priliptų prie nanodalelių paviršiaus nepakeitę antikūnų struktūros ar funkcijos. „Paprastai, kai antikūnai prilimpa prie nanodalelių, antikūnai iškrenta iš formos ir ne visada veikia taip gerai”, – sako Bochneris.
Scottas ir jo komanda tai įveikė tyrime, paskelbtame . Naudodami naują techniką, jie nanodaleles padengė antikūnais, išlaikant jas nepažeistas. Jie taip pat tiksliai kontroliavo antikūnų koncentraciją paviršiuje.
Tai svarbu. Per daug vieno antikūno arba per mažai kito gali sukelti anafilaksinę reakciją, aiškina Scottas.
„Turėjome išsiaiškinti, kiek šito? Kiek to? Skotas sako. Naudodami stiebo ląstelių kultūras iš žmogaus odos mėginių laboratorijoje, jie rado „saldžią antikūnų vietą, kuri išjungia putliąją ląstelę“.
Eksperimentai su pelėmis
Po to buvo atlikti eksperimentai su pelėmis, specialiai išvestomis žmogaus putliosioms ląstelėms gaminti. (Ankstesniuose tyrimuose Bochneris atrado, kad Siglec-6 randamas tik žmogaus putliosiose ląstelėse.)
Kai pelėms buvo infuzuojamos nanodalelės, padengtos tik netikru alergeno antikūnu, kaip ir tikėtasi, jos patyrė anafilaksiją. Tyrėjai taip pat bandė duoti pelėms antikūnų nenaudodami nanodalelių. Vėlgi, pelėms pasireiškė anafilaksijos simptomai.
Tik kai pelės gavo nanodaleles, padengtas abiem antikūnais, alerginės reakcijos požymių nebuvo. „Vienintelis būdas gauti slopinimą yra sudėjus abiejų tipų antikūnus… kartu ant tos pačios nanodalelės“, – sako Bochneris.
Viename paskutiniame eksperimente pelėms, jautrioms IgE alergenui, buvo duota nanodalelių infuzija su dviem antikūnais ir veikiama jų alergenu. Nė vienas nepatyrė alerginės reakcijos požymių.
Nanodalelės ir alergijos
Naudojant netikrą alergeno antikūną, tyrimas rodo, kad Šiaurės vakarų komandos požiūris gali veikti su bet kokiu alergenu, aiškina Bochneris.
Netikras alergeno antikūnas jungiasi su tais pačiais putliųjų ląstelių receptoriais, su kuriais jungiasi IgE antikūnai. Būsimuose tyrimuose bus išbandyta technika su nanodalelėmis, padengtomis žemės riešutų baltymais ar kitais alergenais kartu su Siglec-6.
Gali būti, kad nanodalelių injekcijos ar infuzijos vieną dieną galėtų būti naudojamos trumpalaikei apsaugai nuo alerginių reakcijų. Pavyzdžiui, jei kas nors, turintis alergiją vaistui, turėjo jį vartoti, o alternatyvos nebuvo. „Ar galėtumėte iš anksto juos šiuo preparatu gydyti dėl trumpalaikės indikacijos? Bochneris sako.
Arba nanodalelės gali būti padengtos antikūnais ir pakrautos su vaistu, kuris nužudytų tik alergijai būdingas putliąsias ląsteles.
Bochner sako, kad dar daug ko reikia išmokti. Tai apima, kiek laiko nanodalelės išlieka organizme ir kiek laiko trunka apsauga nuo alerginių reakcijų. Be to, putliosios ląstelės vaidina svarbų vaidmenį imuninėje veikloje. Taigi mokslininkai turi daugiau sužinoti apie tai, kaip bet koks gydymas apskritai paveiktų putliąsias ląsteles, o ne tik tas, kurios yra specifinės alergijos.
Įspūdinga pažanga, bet daug klausimų
Be to, putliosios ląstelės nuolat gaminamos. Net jei kai kuriuos inaktyvintumėte ar nužudytumėte, vėl valgydami alergizuojantį maistą, gamintumėte daugiau IgE. Ar tai savo ruožtu paruoštų naujas putliąsias ląsteles reaguoti? „Tikėtina, kad laikui bėgant tai turėtų būti tam tikras pasikartojantis administravimas“, – sako Bochneris.
Tačiau pažanga ir galimybės džiugina. „Ilgalaikis nanodalelių tikslas yra selektyviai atlikti gydymą, kuris yra specifinis ląstelių tipui”, – sako Bochneris.
Tyrėjai mokosi, kad „kartais ląstelėms reikia pateikti du signalus, tikrai sugrupuotu būdu, kad gautumėte norimą rezultatą“. Su šia nauja nanodalele jie dabar turi metodą, kaip tai padaryti, ir Siglec-6 tikslą.