Reaksi alergi tahap pertama telah ditemukan, yang membuka peluang baru untuk pencegahan

Para ilmuwan dari Duke-NUS Medical School telah mengidentifikasi bagaimana rangkaian peristiwa dimulai setelah seseorang melakukan kontak dengan alergen seperti kacang tanah, makanan laut, serbuk sari, atau tungau debu. Penemuan mereka, yang dipublikasikan di jurnal Nature Immunology, dapat mengarah pada pengembangan obat untuk mencegah reaksi alergi yang parah.

Sel mast, sejenis sel kekebalan, diketahui salah mengira zat yang tidak berbahaya, seperti kacang tanah atau tungau debu, sebagai ancaman dan melepaskan gelombang pertama bahan kimia bioaktif untuk melawan ancaman tersebut. Ketika sel mast, yang ditemukan di bawah kulit, di sekitar pembuluh darah, dan di selaput lendir saluran pernapasan dan pencernaan, secara bersamaan melepaskan zat bioaktif yang telah disimpan sebelumnya ke dalam darah, maka syok langsung dan sistemik dapat terjadi, yang dapat berakibat fatal. Tanpa intervensi segera.

Menurut Organisasi Kesehatan Dunia (WHO), lebih dari 10% populasi dunia menderita alergi makanan. Seiring dengan meningkatnya jumlah alergi, insiden anafilaksis dan asma yang disebabkan oleh makanan juga meningkat. Di Singapura, asma menyerang satu dari lima anak, dan alergi makanan sudah menjadi penyebab utama syok anafilaksis.

Tim Duke-NUS telah menemukan bahwa pelepasan butiran sel mast yang mengandung bahan kimia bioaktif dikendalikan oleh dua komponen kompleks multiprotein intraseluler yang disebut inflammasome. Hingga saat ini, protein penyebab peradangan ini diketahui hanya berkumpul secara spontan di sel kekebalan untuk mengeluarkan bahan kimia larut yang memperingatkan bagian lain sistem kekebalan ketika terdeteksi adanya infeksi.

Profesor Soman Abraham, Profesor Patologi Emeritus di Duke University, yang memimpin penelitian saat bekerja di Duke-NUS Emerging Infectious Diseases Programme, mengatakan: “Kami menemukan bahwa komponen inflammasome memainkan peran yang sangat penting dalam mengangkut sel mast. Butiran yang biasanya dikemas di tengah sel, menuju permukaan sel, tempat pelepasannya. Penemuan tak terduga ini memberi kita target intervensi yang tepat untuk mencegah rangkaian kejadian yang dimulai oleh sel mast yang menyebabkan syok anafilaksis.

Profesor Abraham dan timnya mengamati tikus yang kekurangan salah satu dari dua protein inflamasi, NLRP3 atau ASC. Saat hewan tersebut terpapar alergen, mereka tidak mengalami syok anafilaksis.

Namun, syok anafilaksis diamati ketika protein NLRP3 dan ASC dalam sel mast berkumpul dan berhubungan dengan butiran intraseluler individu, membentuk kompleks yang oleh para peneliti disebut granulosom, yang mendorong pergerakan butiran di sepanjang jalur yang dibentuk oleh sitoskeleton di dalam sel. Sel tiang, mirip dengan cara mereka "melekat pada rel kereta api".

Dr Pradeep Bist, rekan penulis pertama makalah ini dan peneliti utama Duke-NUS Emerging Infectious Diseases Programme, mengatakan: “Ketika sel mast diaktifkan, kami mengamati pergerakan cepat butiran di sepanjang jalur dinamis yang dikenal sebagai mikrotubulus ke sel mast. Membran sel, tempat butiran-butiran ini segera dilepaskan dari sel. Namun, pada sel mast yang kekurangan protein NLRP3 atau ASC, kami tidak menemukan bukti pergerakan granula intraseluler dan tidak satu pun granula tersebut dilepaskan."

Setelah mendemonstrasikan peran NLRP3 dan ASC dalam transportasi granul, tim beralih ke inhibitor inflamasi yang diketahui untuk melihat apakah mereka dapat mencegah kejadian ini.

Dengan menggunakan obat penghambat peradangan yang sangat mirip dengan yang ada dalam uji klinis untuk mengobati penyakit peradangan kronis, yang disebut CY-09, mereka memberikan terapi tersebut kepada tikus sebelum menyuntikkan alergen. Mereka menemukan bahwa dalam model praklinisnya, mereka mampu mencegah syok anafilaksis secara efektif dengan obat ini.

Dr Andrea Mencarelli, dari Institute of Immune Therapeutics di Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, yang merupakan rekan penulis pertama makalah ini saat bekerja di Duke-NUS Emerging Infectious Diseases Program, mengatakan: "Ini luar biasa bahwa menggunakan obat yang secara spesifik memblokir aktivitas protein inflamasi "Kami mampu secara selektif memblokir pelepasan bahan kimia sel mast yang telah disimpan sebelumnya tanpa mempengaruhi fungsi sel mast lainnya yang berpotensi bermanfaat."

Meskipun ini bukan obat, obat ini mungkin menawarkan cara baru bagi penderita alergi parah untuk mencegah terjadinya reaksi yang berpotensi berbahaya. Saat ini, perawatan darurat dilakukan segera setelah gejala pertama muncul. Perawatan ini harus diterapkan dalam jangka waktu yang sempit agar efektif, dan juga memiliki efek samping yang serius.

"Saya dapat melihat bagaimana hal ini dapat memberikan ketenangan pikiran bagi orang tua yang memiliki anak-anak dengan alergi makanan parah ketika mereka dihadapkan pada situasi di mana tidak mungkin untuk memastikan tidak ada risiko paparan. Meskipun kami tidak ingin menonaktifkannya bagian dari sistem kekebalan tubuh ini dalam jangka waktu lama, berpotensi memberikan perlindungan jangka pendek,” kata Profesor Abraham, yang timnya kini berupaya mengoptimalkan dosis dan frekuensi penggunaan obat ini untuk mencapai efek perlindungan terbaik terhadap syok anafilaksis.

"Setelah ini, kami berharap dapat melakukan hal yang sama untuk asma dan reaksi alergi pada kulit."

Profesor Patrick Tan, Senior Associate Dean for Research di Duke-NUS, mengatakan: "Terobosan ini memiliki potensi translasi yang sangat besar dan mewakili perubahan paradigma tidak hanya untuk penelitian lebih lanjut tetapi juga untuk meningkatkan kualitas hidup mereka yang berisiko terkena penyakit parah. Reaksi alergi. Ini adalah secercah harapan, terutama bagi orang tua yang memiliki anak kecil yang terus-menerus hidup dengan kecemasan."