Kodėl daugėja alergijų? [Mokslo populiarinimo konkursas]

Konkursinis darbas numeris devyni. Edinburgo universiteto biochemijos studentė Guoda Radavičiūtė pasakoja apie alergijas, iš kur jos atsiranda ir kaip su jomis kovoti. Skaitykite po kirpsniuku, o perskaitę pagalvokite ir apie dalyvavimą.

 

Kodėl daugėja alergijų? Ar įveiksime jas?

Guoda Radavičiūtė

 

Modernūs laikai atnešė visai kitokį gyvenimo būdą. Šiandieniniame pasaulyje (ypač vakarų šalyse) jau neįsivaizduojame gyvenimo be nuolatinės higienos, ligų gydymo be antibiotikų ir gyvenimo švarioje, izuoliuotoje aplinkoje. Tačiau, kaip toks drastiškas pokytis paveikė mūsų organizmą? Ką reiškia dabartinės ligos ir kaip atsiranda autoimunitetas, alergijos?  Koks yra šiandieninių biomedicinos tyrimų progresas gydant alergijas? Į šiuos klausimus pabandysiu atsakyti šiame straipsnyje bei pristatyti vieną iš požiūrių į alergijas ir jų atsiradimą.

 

Higienos hipotezė

Dabartiniame pasaulyje gyvenimo sąlygos yra daug geresnės negu  turėjo mūsų protėviai, kuriems tekdavo nuolat susidurti su nešvara (arba bent jau ne tokiomis aukštomis higienos sąlygomis, kurias mes turime), pastoviomis infekcijomis (penicilinas buvo pradėtas naudoti tik po 1940 m.), kova prieš įvairius patogenus (pavyzdžiui, žarnyno kirmėles). Tačiau su šiuo pokyčiu pasikeitė ir ligų spektras. Ankščiau žmonės dažniausiai mirdavo nuo bado, nelaimingų atsitikimų ir infekcijų (tymai, ,,kiaulytė“, tuberkuliozė). Nors infekcijos vis dar vaidina svarbų vaidmenį, tačiau nauji susirgimai, tokie kaip sklerozė,  širdies, autoimuninės ligos (pvz.: alergija, astma, Krono liga ar 1-ojo tipo diabetas) tampa vis svarbesni. Pagal įvairių tyrimų duomenimis netgi nurodoma, kad kas penktas amerikietis turi alergiją ar kas penktas vaikas vakarų šalyse jau serga astma. Šie aukšti skaičiai yra bandomi paaiškinti higienos hipoteze, kuri būtent ir teigia, kad šis perėjimas nuo prastų gyvenimo sąlygų prie aukštos higienos (paprastai prie per didelio sterilumo aplinkos) ir yra svarbiausias faktorius autoimuninių ligų, alergijų plėtojimuisi. Juk mūsų genai ir jų koduojama imuninė sistema nepasikeitė kartu su mūsų gyvenimo būdo pokyčiais. Per daug sterili aplinka neleidžia susidurti su įvairiais patogenais (ligų sukėlėjais) jauname amžiuje kaip buvo įprasta anksčiau, todėl organizmas tampa labiau imlus alergijoms ir kitoms autoimuninėms ligoms vėlesniais gyvenimo etapais. Tuomet organizmas pradeda reaguoti į tokius alergenus, kuriuos jo protėviai toleruodavo (pvz.: žiedadulkės, pelėsis) ir sukelia ūminį imuninį atsaką. Šią higienos hipotezę paremia epidemiologiniai duomenys ir įvairūs tyrimai. Pavyzdžiui, mokslinė studija atlikta Venesueloje įrodė, kad vaikai, kurie yra turėję arba turi žarnyno kirmėlių yra atsparesni alergijoms negu tie, kurie niekada nebuvo su jomis susidūrę. Taip pat pacientams, kurie turi žarnyno kirmėlę Necatar americanus, pasireiškia lengvesni Krono ligos simptomai.

Taigi kyla klausimas, kaip atsiranda alergijos ir kokie imuniniai pokyčiai įvyksta? Kaip mes galime pabandyti juos įveikti nesiimant tokių drastiškų priemonių, kaip grįžimas prie prastų gyvenimo sąlygų, o naudojantis šiandieninias mokslinių tyrimų laimėjimais?

Mūsų gyvenimo sąlygos per pastaruosius 100 metų visiškai pasikeitė ir pagal higienos hipotezę tai lemia padidėjusį alergijų ir autoimuninių ligų skaičių vakarų pasaulio šalyse prie kurių priskiriama ir Lietuva (Iliustracija iš Nature Reviews. Immunology).

 

Autoimunitetas ir alergijos

Šiuo metu yra įvairių hipotezių bandančių paaiškinti, kodėl susidūrimas su kuo daugiau ir įvairesniais patogenais ankstyvame amžiuje yra svarbus mūsų imuninei sistemai, kitaip tariant, kodėl higienos hipotezė yra teisinga. Toliau straipsnyje yra pateikiama keletas pagrindinių idėjų. Pirmosios dvi remiasi tuo, kad beveik nebėra imuninio atsako prieš patogenus, nes su jais tiesiog nesusiduriama, o trečioji – kad būtent patogenai skatina apsaugą nuo alergijų, todėl jie yra svarbūs. Abiem atvejais įvyksta žymūs pokyčiai žmogaus imuninėje sistemoje, kurie ir lemia padidėjusį jautrumą alergenams ir autoimunitetą (kovą prieš savo organizmo ląsteles).

 

Th1/Th2 imuniniai atsakai ir patogenai

Žmogaus sistema per tūkstančius metų prisitaikė prie nuolatinės kovos prieš patogenines bakterijas, žarnyno kirmėles ir kitus ligų sukėlėjus. Vos tik patogenas patenka į žmogaus organizmą, susidaro imuninis atsakas (gali būti Th1 arba Th2 kontroliuojamas). Pirmasis yra nukreiptas prieš bakterijas, virusus, pirmuonis, kai tuo tarpu antrasis- prieš žarnyno kirmėles ir alergenus (alergijų sukėlėjus). Yra žinoma, kad du skirtingi imuniniai atsakai slopina vienas kitą. Tad stiprus imuninis atsakas prieš patogeną (pvz. bakteriją) slopina imuninį atsaką prieš alergeną. Ši hipotezė yra paremta ir ankščiau aprašytais moksliniais tyrimais, kurie teigia, kad žarnyno kirmėlių buvimas (sukelia Th2 imuninį atsaką) slopina įvairias autoimunines ligas (dažniausiai sukelia Th1 atsaką). Tačiau jeigu vyrauja vien tik Th2 imuninis atsakas ir organizmas nepereina prie Th1 atsako, nes nėra susidūrimų su patogenais, tada vystosi alergijos. Tai parodo, kad organizmui yra svarbūs abu imuniniai atsakai ir jie turi būti griežtai kontroliuojami.

Nuolatinis susidūrimas su patogenais skatina organizmą vystyti Th1 imuninį atsaką. Kitu atveju, vyrauja vien tik Th2 imuninis atsakas, kuris skatina alergijų formavimąsi (Iliustracija iš Nature Reviews. Immunology).

T reguliacinės ląstelės

Šios ląstelės reguliuoja Th1 ir Th2 imuninius atsakus. Esant nuolatiniam susidūrimui su patogenais, šios ląstelės kontroliuoja abu imuninius atsakus, todėl imuninis atsakas yra vystomas prieš įvairius infekcijų sukėlėjus, o ne alergenus, kurie sukelia tik silpną imuninę reakciją palyginus su patogenais. Tačiau sumažėjus patogenų, sumažėja ir imuninė reguliacija (sumažėja T reguliacinių ląstelių), todėl sumažėja ir imuninio atsako slenkstis, organizmas ima reaguoti į tokius alergenus, kaip aplinkoje esančios žiedadulkės.

Toll-like receptoriai

Bakterijos, patekusios į organizmą, yra atpažįstamos Toll-like receptoriais. Moksliniai tyrimai parodė, kad šių receptorių stimuliacija pelėse gali padėti išvengti tokių autoimuninių ligų, kaip 1-ojo tipo diabetas, vystymosi. Šie receptoriai būna stimuliuojami tik tada, kai prie jų prisijungia bakterija.

Aptartos hipotezės yra svarbios ir padeda mums susidaryti vaizdą, kaip veikia imuninė sistema, tačiau nė viena iš jų nėra visiškai įrodyta ir moksliniai tyrimai dar yra aktyviai vykdomi šiose srityse. Nepaisant to, žymus progresas jau yra pasiektas ir jį bandoma pritaikyti ieškant potencialių vaistų ar kitų gydymo būdų.

 

Potencialūs vaistai ir kiti gydymo būdai

Prieš tai aptartos hipotezės atveria keletą perspektyvių gydymo būdų. Nors anksčiau buvo bandoma išvengti plonosios žarnos uždegimo infekuojant organizmą parazitinėmis kirmėlėmis, tokiomis kaip Trichuris suis, tačiau esant dabartiniam medicinos progresui tai nebėra populiaru. Šiuo metu aktyvūs tyrimai yra vykdomi keletoje sričių. Mokslininkai siekia panaudoti bakterijų, parazitų ekstraktus. Jie turi komponentus, kurie sukelia ligas, t.y. veikia kaip patogenai. Jau yra įrodyta, kad šie parazitiniai ekstraktai padeda gydant 1-ojo tipo diabetą. Kitas variantas galėtų būti taikyti Toll-like receptorių cheminius agonistus (medžiagą, kuri aktyvuoja receptorius) ir taip stimuliuoti jų veikimą. Polisacharidas A jau yra identifikuotas, kaip turintis tokį poveikį. Pastaruoju metu ši sritis yra laikoma viena iš perspektyviausių, nors dar nemažai tyrimų laukia ateityje (juk žinduoliuose yra net 13 skirtingų Toll-like receptorių)

Žarnyno kirmėlių tyrimai

Kaip jau ankstesniuose paragrafuose buvo minėta, tiek žarnyno kirmėlės, tiek alergenai, patekę į organizmą, sukelia Th2 imuninį atsaką. Skirtumas yra tame, kad pirmieji sugeba jį nuslopinti ir toliau sėkmingai gyvena organizme, kai tuo tarpu alergenai sukelia karštį, bėrimus, anafilaksinį šoką, bronchų spazmus ir uždusimą.

Pirmiausia reikėtų atkreipti dėmesį į tai, kad mūsų imuninė sistema evoliucionavo gyventi su parazitais, tad ji yra prisitaikiusi prie kovos su jais. Be to, jau anksčiau buvo įrodyta, kad imuninė sistema veikia geriau, kai jai nuolat tenka susidurti su patogenais ir žarnyno kirmėlių buvimas padeda sumažinti arba panaikinti alergiją.Tuomet imuninė sistema skiria dėmesį į kovą su žarnyno kirmėlėmis, o ne į silpnesnę reakciją sukeliančius alergenus. Žinant šiuos faktus, kyla natūralus klausimas, gal mes galėtume tai panaudoti ir sukurti būdą kaip įveikti alergijas?

Viena iš hipotezių teigia, kad žarnyno kirmėlės gali būti naudojomos gydyti būtent alergijas, kai tuo tarpu bakterijos – autoimunines ligas. Žarnyno kirmėlės išskiria daugybę įvairių baltymų, angliavandenių ir kitų molekulių, tad vyksta tyrimai, kuri iš šių medžiagų yra labiausiai veiksminga neutralizuojant alergijas. Tai leistų sukurti potencialius vaistus, kurie padėtų slopinti alergijas. Įvairūs moksliniai tyrimai jau patvirtino ir identifikavo keletą žarnyno kirmėlių, susijusių su tam tikromis ligomis. Pavyzdžiui, Necatar americanus gali būti naudingos gydant astmą. Kitos žarnyno kirmėlės ir bakterijos svarbios imunoreguliacijai – nematodai ir Pseudomona aeruginosa.

Vertėtų paminėti, kad žarnyno kirmėlių tyrimas ir jų panaudojimas alergijų gydyme yra tik vienas iš daugybės būdų, kuriuos mokslininkai bando taikyti. Mūsų imuninėje sistemoje dalyvauja įvairios ląstelės, jų išskirti cheminiai junginiai. Pavyzdžiui, putliosios ląstelės (angl. Mast cells) vaidina svarbų vaidmenį alergijų susidaryme, tad vienas iš būdų įveikti alergijas yra jas tyrinėti. Kiti mokslininkai bando paveikti genus, t.y. juose užkoduotą DNR ir RNR. Šios žinios ir tyrimų rezultatai yra labai reikšmingi ir džiugūs farmacijos pramonei, kuri jas panaudodama gali kurti naujos kartos vaistus.

 

Šaltiniai

1. Drugs Information Online. 2012. Hygiene Hypothesis [Online] Accessed at: 2013-12-28.

2. Falcone, F.H. and Pritchard, D.I., 2005. Parasite role reversal:worms on trial. Trends in Parasitology 21 (4): 157 – 160.

3. Hennesy, E.J., Parker, A.E. and O’Neill, L.A.J., 2010. Targetting Toll-like receptors: emerging therapeutics? Nature Reviews. Drug Discovery 9: 293 – 307.

4. Leung, D.Y.M., Sampson, H.A., Yunginger, J.W., Burks, A.W., Schneider, L.C., Wortel, C.H. et al., 2003. Effect of Anti-IgE Therapy in Patients with Paenut Allergy. The New England Journal of Medicine 348: 986 – 993.

5. Murphy, K., 2011. Janeaway’s Immunobiology 8th ed. Garland Publishing, New York.

6. Okada, H., Kuhn, C., Feillet, H. and Bach, J.F., 2010. The ‘hygiene hypothesis’ for autoimmune and allergic diseases: an update. Clinical and Experimental Immunology 160: 1 – 9.

7. Popescu, F.D., 2007. Antisense- and RNA interference-based therapeutic strategies in allergy. Journal of Cellular and Molecular Medicine 9 (4): 840 – 853.

8. UCLA Health. 2013. Why are Allergies Increasing [Online] Accessed at: 2013-12-28.

9. 20th Century History. 2013. Alexander Fleming Discovers Penicillin [Online] Accessed at 2013-12-28.

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *