Tahap pertama reaksi alergi telah ditemukan, membuka kemungkinan baru untuk pencegahan

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

Sel mast, sejenis sel imun, diketahui salah mengira zat yang tidak berbahaya seperti kacang tanah atau tungau debu sebagai ancaman dan melepaskan gelombang pertama zat kimia bioaktif untuk melawan ancaman yang dirasakan ini. Ketika sel mast, yang berada di bawah kulit, di sekitar pembuluh darah, dan di lapisan saluran pernapasan dan saluran pencernaan, secara bersamaan melepaskan zat bioaktif yang telah tersimpan sebelumnya ke dalam darah, syok sistemik langsung dapat terjadi yang dapat berakibat fatal tanpa intervensi cepat.

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

Tim Duke-NUS 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 inflammasome ini hanya diketahui berkumpul secara spontan dalam sel imun untuk mengeluarkan bahan kimia terlarut yang memberi tahu bagian lain dari sistem imun saat infeksi terdeteksi.

Profesor Soman Abraham, Profesor Emeritus Patologi di Duke University, yang memimpin penelitian ini saat bekerja di Program Penyakit Menular Baru Duke-NUS, mengatakan: "Kami menemukan bahwa komponen inflammasome memainkan peran yang sangat penting dalam mengangkut butiran sel mast, yang biasanya dikemas di bagian tengah sel, ke permukaan sel tempat butiran tersebut dilepaskan. Penemuan yang tak terduga ini memberi kami target yang tepat untuk intervensi guna mencegah rangkaian kejadian yang dimulai oleh sel mast yang menyebabkan syok anafilaksis."

Profesor Abraham dan timnya meneliti tikus yang kekurangan salah satu dari dua protein inflammasome, NLRP3 atau ASC. Ketika hewan-hewan ini terpapar alergen, mereka tidak mengalami syok anafilaksis.

Namun, syok anafilaksis diamati ketika protein NLRP3 dan ASC dalam sel mast berkumpul dan terikat pada butiran intraseluler individual, membentuk kompleks yang oleh para peneliti disebut granulosom, yang mendorong pergerakan butiran di sepanjang jalur yang dibentuk oleh sitoskeleton di dalam sel mast, seperti halnya mereka "menempelkan diri pada rel kereta api."

Dr Pradeep Bist, salah satu penulis pertama makalah ini dan peneliti utama dalam Program Penyakit Menular Baru Duke-NUS, mengatakan: "Ketika sel mast diaktifkan, kami mengamati pergerakan cepat butiran di sepanjang jalur dinamis yang dikenal sebagai mikrotubulus ke membran sel, tempat butiran ini segera dilepaskan dari sel. Namun, pada sel mast yang kekurangan protein NLRP3 atau ASC, kami tidak menemukan bukti pergerakan butiran intraseluler dan tidak ada butiran ini yang dilepaskan."

Setelah menunjukkan peran NLRP3 dan ASC dalam pengangkutan butiran, tim beralih ke penghambat inflammasome yang diketahui untuk melihat apakah mereka dapat mencegah peristiwa ini.

Dengan menggunakan obat penghambat inflammasome yang sangat mirip dengan obat yang digunakan dalam uji klinis untuk penyakit inflamasi kronis, yang disebut CY-09, mereka memberikan terapi tersebut kepada tikus sebelum tikus tersebut terpapar alergen. Mereka menemukan bahwa dalam model praklinis mereka, mereka mampu mencegah syok anafilaksis secara efektif dengan obat tersebut.

Dr. Andrea Mencarelli, dari Institut Imunoterapi di Fakultas Kedokteran Universitas Shanghai Jiao Tong, yang merupakan salah satu penulis pertama makalah tersebut saat bekerja di Program Penyakit Menular Baru Duke-NUS, mengatakan: "Hebatnya, dengan menggunakan obat yang secara khusus memblokir aktivitas protein inflammasome, kami dapat secara selektif memblokir pelepasan bahan kimia sel mast yang telah disimpan sebelumnya tanpa memengaruhi fungsi sel mast lain yang berpotensi bermanfaat."

Meskipun ini bukan obat, obat ini dapat memberikan orang-orang dengan alergi parah cara baru 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 perawatan ini juga memiliki efek samping yang serius.

"Saya dapat melihat bagaimana hal ini dapat memberikan kepastian kepada orang tua anak-anak dengan alergi makanan yang parah ketika mereka menghadapi situasi yang tidak memungkinkan untuk memastikan tidak adanya risiko paparan. Meskipun kita tidak ingin menonaktifkan bagian sistem kekebalan ini untuk jangka waktu yang lama, hal ini berpotensi memberikan perlindungan jangka pendek," kata Profesor Abraham, yang timnya kini berupaya mengoptimalkan dosis dan frekuensi penggunaan obat untuk mencapai efek perlindungan terbaik terhadap syok anafilaksis.

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

Profesor Patrick Tan, Dekan Senior Bidang Penelitian di Duke-NUS, mengatakan: "Terobosan ini memiliki potensi penerapan yang sangat besar dan merupakan perubahan paradigma tidak hanya untuk penelitian lebih lanjut tetapi juga untuk meningkatkan kualitas hidup mereka yang berisiko mengalami reaksi alergi parah. Ini adalah secercah harapan, terutama bagi orang tua dari anak-anak kecil yang hidup dengan kecemasan terus-menerus."