Le premier stade des réactions allergiques a été découvert, ce qui ouvre de nouvelles possibilités de prévention.

Des scientifiques de la faculté de médecine de Duke-NUS ont identifié le mécanisme qui se déclenche après le contact d'une personne avec un allergène tel que les arachides, les fruits de mer, le pollen ou les acariens. Leur découverte, publiée dans la revue Nature Immunology, pourrait conduire au développement de médicaments pour prévenir les réactions allergiques graves.

Les mastocytes, un type de cellules immunitaires, sont connus pour prendre une substance inoffensive comme les arachides ou les acariens pour une menace et libérer une première vague de substances bioactives contre cette menace perçue. Lorsque les mastocytes, qui résident sous la peau, autour des vaisseaux sanguins et dans les parois des voies respiratoires et gastro-intestinales, libèrent simultanément leurs substances bioactives pré-stockées dans le sang, un choc immédiat et systémique peut survenir, potentiellement mortel sans intervention rapide.

Selon l'Organisation mondiale de la santé (OMS), plus de 10 % de la population mondiale souffre d'allergies alimentaires. L'augmentation du nombre d'allergies s'accompagne d'une augmentation de l'incidence de l'anaphylaxie et de l'asthme d'origine alimentaire. À Singapour, l'asthme touche un enfant sur cinq, et les allergies alimentaires sont déjà la principale cause de choc anaphylactique.

L'équipe Duke-NUS a découvert que la libération de granules mastocytaires contenant des substances bioactives est contrôlée par deux composants d'un complexe multiprotéique intracellulaire appelé inflammasome. Jusqu'à présent, ces protéines de l'inflammasome s'assemblaient spontanément dans les cellules immunitaires pour sécréter des substances solubles qui alertent les autres parties du système immunitaire lorsqu'une infection est détectée.

Le professeur Soman Abraham, professeur émérite de pathologie à l'université Duke, qui a dirigé l'étude au sein du programme des maladies infectieuses émergentes de l'université Duke-NUS, a déclaré: « Nous avons découvert que des composants de l'inflammasome jouaient un rôle étonnamment important dans le transport des granules mastocytaires, normalement concentrés au centre de la cellule, vers la surface cellulaire où ils sont libérés. Cette découverte inattendue nous fournit une cible précise pour une intervention visant à prévenir la chaîne d'événements initiée par les mastocytes et conduisant au choc anaphylactique. »

Le professeur Abraham et son équipe ont étudié des souris dépourvues de l'une des deux protéines de l'inflammasome, NLRP3 ou ASC. Exposées à des allergènes, ces souris n'ont pas présenté de choc anaphylactique.

Cependant, un choc anaphylactique a été observé lorsque les protéines NLRP3 et ASC des mastocytes se sont assemblées et liées à des granules intracellulaires individuels, formant un complexe que les chercheurs ont appelé granulosome, qui a favorisé le mouvement des granules le long des voies formées par le cytosquelette à l'intérieur du mastocyte, un peu comme ils « s'attachent aux voies ferrées ».

Le Dr Pradeep Bist, premier coauteur de l'article et chercheur principal du programme sur les maladies infectieuses émergentes de Duke-NUS, a déclaré: « Lorsque les mastocytes étaient activés, nous avons observé un mouvement rapide des granules le long de voies dynamiques appelées microtubules jusqu'à la membrane cellulaire, où ces granules étaient immédiatement libérés de la cellule. Cependant, dans les mastocytes dépourvus de protéines NLRP3 ou ASC, nous n'avons trouvé aucun signe de mouvement intracellulaire des granules, et aucun de ces granules n'a été libéré. »

Après avoir démontré le rôle de NLRP3 et d’ASC dans le transport des granules, l’équipe s’est tournée vers des inhibiteurs connus de l’inflammasome pour voir s’ils pouvaient empêcher cet événement.

En utilisant un médicament bloquant l'inflammasome, appelé CY-09, très similaire à ceux utilisés en essais cliniques pour les maladies inflammatoires chroniques, ils ont administré le traitement à des souris avant leur exposition à l'allergène. Ils ont constaté que, dans leur modèle préclinique, ce médicament leur permettait de prévenir efficacement le choc anaphylactique.

Le Dr Andrea Mencarelli, de l'Institut d'immunothérapie de la faculté de médecine de l'université Jiao Tong de Shanghai, qui a été le premier co-auteur de l'article alors qu'il travaillait au sein du programme des maladies infectieuses émergentes de Duke-NUS, a déclaré: « De manière remarquable, en utilisant un médicament qui bloquait spécifiquement l'activité des protéines de l'inflammasome, nous avons pu bloquer sélectivement la libération de substances chimiques pré-stockées dans les mastocytes sans affecter d'autres fonctions potentiellement bénéfiques des mastocytes. »

Bien qu'il ne s'agisse pas d'un remède, cela pourrait offrir aux personnes souffrant d'allergies sévères un nouvel outil pour prévenir une réaction potentiellement dangereuse. Actuellement, les traitements d'urgence sont administrés immédiatement après l'apparition des premiers symptômes. Pour être efficaces, ces traitements doivent être appliqués dans un délai très court, et ils présentent également de graves effets secondaires.

« Je comprends que cela puisse rassurer les parents d'enfants souffrant d'allergies alimentaires sévères lorsqu'ils sont confrontés à des situations où il est impossible de garantir l'absence de risque d'exposition. Même si nous ne souhaitons pas désactiver cette partie du système immunitaire pendant de longues périodes, cela pourrait potentiellement offrir une protection à court terme », a déclaré le professeur Abraham, dont l'équipe travaille actuellement à optimiser la posologie et la fréquence d'utilisation du médicament afin d'obtenir les meilleurs effets protecteurs contre le choc anaphylactique.

« Après cela, nous espérons faire la même chose pour l’asthme et les réactions allergiques cutanées. »

Le professeur Patrick Tan, doyen associé principal à la recherche à Duke-NUS, a déclaré: « Cette avancée a un potentiel translationnel énorme et représente un changement de paradigme non seulement pour la recherche future, mais aussi pour l'amélioration de la qualité de vie des personnes à risque de réactions allergiques graves. C'est une lueur d'espoir, en particulier pour les parents de jeunes enfants qui vivent dans une anxiété constante. »