La scoperta potrebbe portare a nuovi trattamenti per le reazioni allergiche potenzialmente letali
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Le allergie alimentari colpiscono più di mezzo miliardo di persone in tutto il mondo. Nei casi più gravi, anche un piccolo boccone del cibo sbagliato può scatenare l'anafilassi, una reazione allergica rapida e diffusa in tutto il corpo che può causare difficoltà respiratorie, un pericoloso calo della pressione sanguigna e persino la morte.
Gli scienziati hanno capito da tempo come gli allergeni iniettati, come quelli presenti nei test di laboratorio o nelle punture di insetti, scatenino l'anafilassi. Ma i ricercatori sono rimasti perplessi su come l'anafilassi inizi nell'intestino dopo aver mangiato un allergene alimentare.
Ora i ricercatori dell'Arizona State University, in collaborazione con un team guidato dall'Università di Yale e altri partner, hanno individuato un colpevole sorprendente: cellule immunitarie specializzate nell'intestino che producono potenti messaggeri chimici.
Questi messaggeri chimici possono provocare la contrazione dei muscoli delle vie respiratorie e dell'intestino, aumentare la produzione di muco e stimolare l'infiammazione. È già noto che svolgono un ruolo negli attacchi d'asma. Questo studio dimostra che sono anche i principali responsabili di gravi reazioni di allergia alimentare che hanno inizio nell'intestino.
I risultati, pubblicati nell'attuale numero di Science, rivelano che le reazioni agli allergeni nell'intestino sono fondamentalmente diverse dalle reazioni agli allergeni che entrano direttamente nel flusso sanguigno.
"Fino ad ora abbiamo ipotizzato che l'anafilassi seguisse lo stesso percorso indipendentemente dal punto in cui gli allergeni entravano nell'organismo, con l'istamina dei mastociti come motore principale", afferma Esther Borges Florsheim, ricercatrice dell'ASU. "Il nostro studio dimostra che quando gli allergeni vengono ingeriti, un gruppo specializzato di mastociti nell'intestino non rilascia istamina, ma produce molecole a base di lipidi chiamate leucotrieni. Queste molecole, anziché l'istamina, scatenano l'anafilassi nel tratto gastrointestinale".
Florsheim è ricercatore presso il Biodesign Center for Health Through Microbiomes e professore assistente presso la School of Life Sciences dell'ASU.
Fino a poco tempo fa, gli scienziati non sapevano bene perché gli allergeni alimentari possono provocare una reazione a catena così pericolosa nell'organismo. Un nuovo studio ha scoperto una fonte inaspettata: le cellule immunitarie dell'intestino che rilasciano potenti segnali chimici in grado di scatenare l'anafilassi.
Jason Drees: The Biodesign Institute at ASU
Un percorso diverso per raggiungere lo stesso risultato pericoloso
Sia nelle allergie alimentari che in quelle sistemiche, le cellule immunitarie chiamate mastociti svolgono un ruolo centrale. Quando queste cellule rilevano un allergene tramite anticorpi chiamati immunoglobuline E, o IgE, si aprono, rilasciando sostanze chimiche che causano gonfiore, pressione bassa e altri sintomi.
Nel flusso sanguigno, la più importante di queste sostanze chimiche è l'istamina, motivo per cui gli antistaminici possono essere utili in alcune situazioni allergiche. Tuttavia, la nuova ricerca dimostra che quando un allergene viene ingerito, i mastociti del rivestimento intestinale rispondono in modo diverso. Producono relativamente poca istamina. Aumentano invece la produzione di cisteinil-leucotrieni, una famiglia di lipidi infiammatori già noti per la loro capacità di restringere le vie respiratorie in condizioni come l'asma.
Nel rivestimento intestinale, i mastociti intestinali prendono spunto dalle vicine cellule epiteliali. Queste indicazioni modificano l'attività delle cellule, che producono più leucotrieni e meno istamina. Analisi genetiche e chimiche dettagliate hanno dimostrato che i mastociti intestinali sono di diversi sottotipi. Rispetto ai mastociti di altre parti del corpo, i mastociti dell'intestino erano predisposti alla produzione di leucotrieni.
Precedenti ricerche hanno dimostrato che bloccando la via delle IgE - rimuovendo gli anticorpi IgE o il recettore a cui si legano sui mastociti - si evita lo sviluppo di sintomi gravi.
Un nuovo modo per prevenire le emergenze da allergia alimentare
Per verificare se i leucotrieni fossero davvero alla base della reazione, il team ha utilizzato lo zileuton, un farmaco approvato dalla FDA per il trattamento dell'asma, che blocca un enzima cruciale necessario per la produzione di leucotrieni.
I risultati hanno dimostrato che il farmaco riduceva i sintomi dell'allergia e proteggeva da un pericoloso abbassamento della temperatura corporea, segno distintivo dell'anafilassi.
È importante notare che lo stesso farmaco non ha impedito le reazioni causate da allergeni iniettati nel flusso sanguigno. Questa scoperta ha dimostrato che la via intestinale è diversa dalla via allergica dell'intero corpo e ha i suoi propri fattori chimici.
Gli attuali trattamenti di emergenza per le reazioni allergiche gravi, come l'epinefrina, mirano a invertire rapidamente i sintomi una volta che l'anafilassi è iniziata. Gli antistaminici possono essere utili in caso di reazioni lievi, ma sono molto meno efficaci per prevenire eventi gravi, soprattutto quelli scatenati dal cibo.
I nuovi risultati suggeriscono che l'azione sui leucotrieni potrebbe offrire un nuovo approccio preventivo o terapeutico per l'anafilassi provocata dagli alimenti.
Sono necessarie ulteriori ricerche per verificare se i risultati di questo studio possono essere applicati all'uomo. Tuttavia, i farmaci che bloccano la produzione di leucotrieni (come lo zileuton) o i recettori dei leucotrieni (come il montelukast, comunemente usato anche per l'asma) sono già approvati per altri usi, il che potrebbe accelerare i test per le applicazioni alle allergie alimentari.
Più di una semplice reazione intestinale
Al di là delle potenziali applicazioni cliniche, il lavoro cambia il modo in cui gli scienziati pensano alle reazioni allergiche. Dimostra che il modo in cui un allergene entra nel corpo - attraverso la pelle, il flusso sanguigno o l'intestino - può determinare il tipo di risposta immunitaria coinvolta.
"Questa scoperta evidenzia come l'intestino sia unico nel modo in cui percepisce gli allergeni e potenzialmente altre sfide ambientali dannose, come gli additivi alimentari", afferma Florsheim. "Inoltre, aiuta a spiegare un enigma di vecchia data: perché i livelli di anticorpi specifici per gli alimenti, in particolare le IgE, non predicono in modo affidabile il rischio di allergia alimentare".
I ricercatori hanno in programma di studiare se popolazioni simili di mastociti e vie guidate dai leucotrieni esistano nell'intestino umano e se il loro blocco possa ridurre o prevenire reazioni gravi in persone con allergie alimentari potenzialmente letali.
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Inglese può essere trovato qui.
Pubblicazione originale
Nathaniel D. Bachtel, Jaime L. Cullen, Min Liu, Steven A. Erickson, Vassily I. Kutyavin, Darine W. El-Naccache, Esther B. Florsheim, Jaechul Lim, Zuri A. Sullivan, Raiden Imaeda, Andrew Hudak, Cuiling Zhang, Ruslan Medzhitov; "Intestinal mast cell–derived leukotrienes mediate the anaphylactic response to ingested antigens"; Science, Volume 389
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