Νευροανοσολογική συνομιλία στο αλλεργικό άσθμα

Η αιτία της έναρξης και της εξέλιξης του άσθματος παραμένουν ένα μυστήριο.  Eρευνητές ανακάλυψαν ένα θεμελιώδες μοριακό σύνθημα που χρησιμοποιεί το νευρικό σύστημα, για να επικοινωνήσει με το ανοσοποιητικό καιπου μπορεί δυνητικά να προκαλεί αλλεργική φλεγμονή που οδηγεί στο άσθμα. Η ανακάλυψη αυτής της της νευρο-ανοσολογικής συνομιλίας δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Nature.

Τα ευρήματά  μας βοηθούν να κατανοήσουμε πώς επικοινωνεί το νευρικό σύστημα με το ανοσοποιητικό. Αυτό που αποδεικνύεται στη συγκεκριμένη μελέτη είναι ότι οι νευρώνες στους πνεύμονες ενεργοποιούνται και παράγουν μόρια που μετατρέπουν τα κύτταρα του ανοσοποιητικού από προστατευτικά σε φλεγμονώδη, προάγοντας αλλεργικές αντιδράσεις.

Οι ερευνητές εξέτασαν τα έμφυτα λεμφοειδή κύτταρα innate lymphoid cells (ILCs) , ένα είδος ανοσοκυττάρου που παίζει σημαντικό ρόλο στη διατήρηση ενός σταθερού περιβάλλοντος στους πνεύμονες, αλλά παράλληλα, μπορεί να προκαλέσει την ανάπτυξη αλλεργικής φλεγμονής.Τα έμφυτα λεμφοειδή κύτταρα τύπου 2 (ILC2s) συμβάλλουν αμφότερα στην ομοιόσταση του βλεννογόνου αλλά και προκαλούν αλλεργική φλεγμονή . Ωστόσο, τα σήματα που κατευθύνουν τα ILC2s για την προώθηση της ομοιόστασης έναντι της φλεγμονής είναι ασαφή.

Χρησιμοποιώντας μια τεχνική γνωστή ως single-cell RNA sequencing, η ερευνητική ομάδα εξέτασε περισσότερα από 65.000 μεμονωμένα κύτταρα που υπάρχουν υπό φυσιολογικές ή φλεγμονώδεις συνθήκες, αναζητώντας γονίδια που ήταν περισσότερο ενεργά στη μία ή στην άλλη μια κατάσταση.

Με τη μελέτη χιλιάδων μεμονωμένων κυττάρων, κατέστη δυνατόν να χαρτογραφηθεί το μεταγραφικό τοπίο των πνευμονικών ILC και να παρατηρηθούν οι μεταβολές των υποπληθυσμών τους.

Μεταξύ πολλών διακριτών γονιδίων που ανακαλύφθηκαν, ξεχώριζε το Nmur1, ένας υποδοχέας για το νευροπεπτίδιο NMU. Σε πειράματα εργαστηριακών και ζωικών μοντέλων, επιβεβαιώθηκε ότι η σηματοδότηση NMU μπορεί να ενισχύσει σημαντικά την αλλεργική φλεγμονή όταν υπάρχουν υψηλά επίπεδα αλαρμινών IL25 και IL33_ – μορίων που είναι γνωστό ότι προκαλούν ανοσοαποκρίσεις -. Έτσι, τα “σήματα” NMUR1 προκαλούν  φλεγμονώδεις ILC2 αποκρίσεις, υπογραμμίζοντας τη σημασία της νευρο-ανοσοποιητικής συνομιλίας στην  αλλεργική φλεγμονή στις επιφάνειες των βλεννογόνων.

Η ερευνητική ομάδα παρατήρησε επίσης ότι τα πνευμονικά ILCs συνυπάρχουν με νευρικές ίνες. Οι νευρώνες στον πνεύμονα μπορούν να προκαλέσουν σύσπαση λείων μυών που εκδηλώνονται ως βήχας και συριγμός, δύο από τα χαρακτηριστικά  συμπτώματα του άσθματος.

Είναι ενδιαφέρον ότι άλλες δύο μελέτες που δημοσιεύονται στο περιοδικό Nature ταυτόχρονα με τη μελέτη αυτή, αποκάλυψαν ότι τα κύτταρα ILC2 στο έντερο εκφράζουν επίσης Nmur1, και μεταβαίνουν σε φλεγμονώδη κατάσταση όταν εκτίθενται σε NMU και ζουν σε στενή γειτνίαση με νευρικά κύτταρα που παράγουν NMU. Είναι πιθανόν η  οδός NMU-NMUR1 να παίζει σημαντικό ρόλο στην ενίσχυση των αλλεργικών αντιδράσεων στο έντερο και στην ανάπτυξη τροφικών αλλεργιών,

Εκτός από την αποκάλυψη ενός νέου νευρο-ανοσοποιητικού μονοπατιού που οδηγεί σε φλεγμονή, η ερευνητική ομάδα εκτιμά ότι τα ευρήματά της μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην πρόληψη και στη θεραπεία του αλλεργικού άσθματος

Η αλλεργική φλεγμονή περιλαμβάνει πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις μεταξύ πολλών κυττάρων και ιστών. Η καταγραφή των συνομιλιών των διαφόρων κυττάρων που έχουν ενεργό ρόλο μπορεί να μας διδάξει εκπληκτικά πράγματα για τις αλλεργίες και να μας οδηγήσει σε νέους τρόπους θεραπευτικών παρεμβάσεων.

Journal Reference:

1. Antonia Wallrapp, Samantha J. Riesenfeld, Patrick R. Burkett, Raja-Elie E. Abdulnour, Jackson Nyman, Danielle Dionne, Matan Hofree, Michael S. Cuoco, Christopher Rodman, Daneyal Farouq, Brian J. Haas, Timothy L. Tickle, John J. Trombetta, Pankaj Baral, Christoph S. N. Klose, Tanel Mahlakõiv, David Artis, Orit Rozenblatt-Rosen, Isaac M. Chiu, Bruce D. Levy, Monika S. Kowalczyk, Aviv Regev, Vijay K. Kuchroo. The neuropeptide NMU amplifies ILC2-driven allergic lung inflammation. Nature, 2017; 549 (7672): 351 DOI: 10.1038/nature24029