Новые исследования, результаты которых опубликованы в журнале Nature, выявили удивительную роль тучных клеток в избегающем поведении, связанном с аллергией. Речь не о том, что аллергик старается не допустить встречи с уже известным аллергеном, а о тех неосознанных сигналах, которые подает нам организм и которые зачастую ошибочно связывают с гастрономической избирательностью, пищевой привередливостью. Тем не менее связь между аллергией и прихотливостью в еде — отнюдь не миф. Теперь ученым известно, что за физиологический механизм тут работает. Конечно, нередко он дает сбой, но прислушиваться к себе имеет смысл, и если не нравится какой-то продукт — лучше от него отказаться, говорят ученые.
В исследовании на мышиных моделях было показано, что тучные клетки и иммуноглобулин Е являются ключевыми «организаторами» антиген-специфического избегания — поведенческой адаптации к острым аллергическим реакциям.
Тучные клетки — гемопоэтические клетки, обитающие в барьерных тканях, например, эпителии ЖКТ, легких и кожи, наиболее известные своей ролью в IgE-опосредованной аллергии, с которой сталкивается до 40 % населения планеты.
При повреждении барьера антигены проникают в организм, вызывая тем самым иммунный ответ второго типа. Адаптивная часть иммунной системы вырабатывает антитела IgG и IgE для нейтрализации антигена. Тучные клетки экспрессируют высокоаффинные IgE-рецепторы, которые связывают антиген-специфический IgE при повторном контакте с тем же антигеном. Тучные клетки выделяют протеазы, серотонин, гистамины и лейкотриены, которые сигнализируют о поведении избегания.
Когда «токсин» появляется в организме, иммунная система старается его обезвредить и изгнать, и воспаление с отекающей слизистой — часть защитной реакции. Более того, симптомы облегчают идентификацию источника аллергии, что позволяет в будущем избегать его. С течением времени количество доказательств поведения, направленного на избегание антигенов, увеличилось, однако роль тучных клеток в этом процессе остается во многом неизвестной.
В первом исследовании мышам с генетическим дефицитом тучных клеток вводили яичный белок овальбумин (OVA) в комплексе с адъювантом (гидроксидом алюминия) внутрибрюшинно. На 20-й день мышам из этой группы (с устойчивым OVA-специфическим IgE-ответом), а также контрольной (не подвергались воздействию OVA) предложили для питья на выбор как обычную воду, так и воду с растворенным в ней овальбумином.
Оказалось, что мыши из группы контроля предпочитали воду с белком обычной воде, а вот иммунизированные OVA грызуны избегали воды с овальбумином.
Кроме того, в аллергическом отвращении к белковому питью участвовали Т-хелперы 2-го типа (Th2). Они выделяют один из интерлейкинов — IL-4, который побуждает В-клетки синтезировать аллергические иммуноглобулины IgE, а уже IgE действуют на тучные клетки. После получения коктейля из цитокинов, стимулирующих Т-хелперы и тучные клетки, реакция избегания у мышей усилилась. Мыши с дефицитом тучных клеток предпочитали воду с яичным белком.
Результаты исследования показали, что тучные клетки желудка и тонкого кишечника, но не пищевода или толстой кишки, воспринимали воздействие перорального антигена. Другим примечательным наблюдением стало то, что индукция иммунных генов была ниже у мышей с дефицитом тучных клеток, это говорит о том, что активация иммунитета может быть не полностью зависимой от тучных клеток. Кроме того, тучные клетки «ощущали» присутствие белковых антигенов и сигнализировали об этом в ЦНС.
Во втором исследовании как раз изучалась «нервная составляющая» отвращения к аллергенам. Зуд, чихание и рвота управляются нервными импульсами и запускаются, когда аллерген попадает в организм.
Но в случае возникновения отвращении к еде с потенциальным аллергеном иммунная система еще не уловила опасности, однако съесть то, что перед нами, не хочется. Очевидно, иммунитет как-то обучает нервную систему, чтобы она не позволяла такой пище попадать в организм.
Ученые выяснили, что на аллерген «отзываются» ядра одиночного пути в продолговатом мозге, часть миндалевидного тела и еще некоторые мозговые центры, собирающие сенсорную информацию, которая важна для обучения.
При этом аллерген не действует на сенсорные нейроны. Посредниками в данном случае выступают лейкотриены, выделяемые тучными клетками, и белок GDF15, продуцируемый клетками кишечного эпителия. Он связывается с рецепторами в ядрах одиночного пути, а также с рецепторами в области мозга, благодаря которой мы чувствуем тошноту при виде чего-то крайне малоаппетитного. Когда у мышей синтез GDF15 подавляли, никакого отвращения к аллергену у них не возникало.
У млекопитающих тучные клетки и IgE сохранялись на протяжении миллионов лет и обеспечивали значительные эволюционные преимущества, предотвращая повторные иммунные реакции на аллергены.
В большинстве случаев аллергены безвредны, при наличии неповрежденных барьеров они остаются неиммуногенными. Однако когда целостность барьера нарушается, например, под воздействием раздражающих веществ, таких как детергенты, аллергены могут вызывать реакции в ЖКТ, легких или коже, усиливая выработку антиген-специфического IgE. Поведение избегания позволяет предотвращать повторный контакт. Авторы исследований утверждают, что тучные клетки отличаются от других иммунных клеток, несмотря на их костномозговое происхождение. Они служили сенсорными клетками, которые связывали распознавание антигена и иммунный ответ 2-го типа с поведенческими адаптациями, в данном случае с антиген-специфическим избеганием.
Детский сад против атопии?
Исследование показало, что у детей, посещающих детский сад, клинически значимо ниже уровень IgE, маркера аллергии, и показатели сенсибилизации к пищевым и аэроаллергенам.
Связь между посещением детского сада в раннем возрасте и развитием астмы и аллергических заболеваний, которые могут существенно повлиять на здоровье детей в дальнейшем, заслуживает тщательного изучения, говорится в научной работе, представленной на ежегодной встрече Американской академии аллергии, астмы и иммунологии 2024 года и опубликованной в Journal of Allergy and Clinical Immunology.
Группа иммунологов из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (США) проанализировала данные 2 100 детей, родившихся в сроке беременности более 36 недель и участвовавших в пуэрториканском метагеномном эпидемиологическом исследовании респираторных исходов у младенцев (PRIMERO). Наблюдение за ними велось в течение двух лет. Статус посещения детского сада, уровни общего IgE и измерения аллерген-специфических IgE были доступны для 559 детей (у них брали соответствующие анализы крови), из которых 22 % посещали детский сад. Ученые использовали регрессионный анализ для изучения связи между посещением детсада на 1–2-м году жизни и уровнем общего IgE и сенсибилизацией к аллергенам.
Выяснилось, что у малышей, ходивших в детсад, в первые годы жизни уровень иммуноглобулина Е был ниже по сравнению с домашними детьми, также у них отмечалось меньше случаев пищевой и аэроаллергенной сенсибилизации. Это важный шаг в понимании профилактики и потенциального снижения риска развития астмы и аллергических заболеваний у детей, утверждают исследователи.