La première étape des réactions allergiques a été découverte, ce qui ouvre de nouvelles opportunités de prévention

Des scientifiques de la faculté de médecine Duke-NUS ont identifié comment une chaîne d'événements commence après qu'une personne entre en contact avec un allergène tel que des arachides, des fruits de mer, du pollen ou des acariens. Leur découverte, publiée dans la revue Nature Immunology, pourrait conduire au développement de médicaments permettant de prévenir de graves réactions allergiques.

Les mastocytes, un type de cellule immunitaire, sont connus pour prendre une substance inoffensive, telle que des cacahuètes ou des acariens, pour une menace et libérer la première vague de produits chimiques bioactifs contre cette menace perçue. Lorsque les mastocytes, situés sous la peau, autour des vaisseaux sanguins et dans les muqueuses des voies respiratoires et gastro-intestinales, libèrent simultanément dans le sang leurs substances bioactives pré-stockées, un choc systémique immédiat peut survenir, qui peut être mortel. Sans intervention rapide.

Selon l'Organisation mondiale de la santé (OMS), plus de 10 % de la population mondiale souffre d'allergies alimentaires. À mesure que le nombre d'allergies augmente, l'incidence de l'anaphylaxie et de l'asthme provoqués par la nourriture augmente également. 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 de mastocytes contenant des produits chimiques bioactifs est contrôlée par deux composants d'un complexe multiprotéique intracellulaire appelé inflammasome. Jusqu'à présent, on savait que ces protéines inflammatoires s'assemblaient spontanément dans les cellules immunitaires pour sécréter des produits chimiques solubles qui alertaient d'autres parties du système immunitaire lorsqu'une infection était détectée.

Le professeur Soman Abraham, professeur émérite de pathologie à l'Université Duke, qui a dirigé l'étude alors qu'il travaillait au sein du programme Duke-NUS sur les maladies infectieuses émergentes, a déclaré : "Nous avons découvert que les composants de l'inflammasome jouaient un rôle étonnamment important dans le transport des mastocytes. Granules qui sont généralement conditionnés au centre de la cellule, vers la surface cellulaire, où ils sont libérés. Cette découverte inattendue nous donne une cible précise d’intervention pour empêcher l’enchaînement d’événements initiés par les mastocytes 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. Lorsque ces animaux ont été exposés à des allergènes, ils n'ont pas subi de choc anaphylactique.

Cependant, un choc anaphylactique a été observé lorsque les protéines NLRP3 et ASC des mastocytes se sont assemblées et associées à des granules intracellulaires individuels, formant un complexe que les chercheurs ont appelé granulosome, qui favorisait le mouvement des granules le long des chemins formés par le cytosquelette à l'intérieur du mastocyte, de la même manière qu'ils "s'attachent aux voies ferrées".

Le Dr Pradeep Bist, premier co-auteur de l'article et chercheur principal du programme Duke-NUS sur les maladies infectieuses émergentes, a déclaré : « Lorsque les mastocytes sont activés, nous avons observé le mouvement rapide des granules le long de voies dynamiques appelées microtubules. La membrane cellulaire, où ces granules ont été immédiatement libérés de la cellule. Cependant, dans les mastocytes dépourvus de protéines NLRP3 ou ASC, nous n'avons trouvé aucune preuve de mouvement des granules intracellulaires 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 très similaire à ceux utilisés dans les essais cliniques pour traiter les maladies inflammatoires chroniques, appelé CY-09, ils ont administré le traitement à des souris avant d'injecter l'allergène. Ils ont découvert que dans leur modèle préclinique, ils étaient capables de prévenir efficacement le choc anaphylactique grâce à ce médicament.

Le Dr Andrea Mencarelli, de l'Institut de thérapeutique immunitaire de l'École de médecine de l'Université Jiao Tong de Shanghai, qui a été le premier co-auteur de l'article alors qu'il travaillait au programme Duke-NUS sur les maladies infectieuses émergentes, a déclaré : "C'est remarquable qu'en utilisant un médicament qui bloquait spécifiquement l'activité des protéines de l'inflammasome, "Nous avons pu bloquer sélectivement la libération de produits chimiques pré-stockés des mastocytes sans affecter d'autres fonctions potentiellement bénéfiques des mastocytes."

Bien qu'il ne s'agisse pas d'un remède, il peut offrir aux personnes souffrant d'allergies graves un nouvel outil pour prévenir l'apparition d'une réaction potentiellement dangereuse. Actuellement, les traitements d’urgence sont pris immédiatement après l’apparition des premiers symptômes. Ces traitements doivent être appliqués dans un laps de temps étroit pour être efficaces, et ils ont également de graves effets secondaires.

"Je vois comment cela pourrait apporter une tranquillité d'esprit aux parents d'enfants souffrant d'allergies alimentaires graves lorsqu'ils sont confrontés à des situations où il est impossible d'être sûr qu'il n'y a aucun risque d'exposition. Même si nous ne voulons pas désactiver cette partie du système immunitaire pendant de longues périodes, il pourrait potentiellement fournir une protection à court terme", a déclaré le professeur Abraham, dont l'équipe travaille actuellement à optimiser le dosage et la fréquence d'utilisation de ce médicament pour obtenir les meilleurs effets protecteurs contre le choc anaphylactique.

"Après cela, nous espérons faire de même pour l'asthme et les réactions allergiques cutanées."

Le professeur Patrick Tan, doyen associé principal pour la recherche à Duke-NUS, a déclaré : « Cette percée a un énorme potentiel translationnel et représente un changement de paradigme non seulement pour la poursuite de la recherche, mais également pour l'amélioration de la qualité de vie des personnes à risque de graves complications. Réactions allergiques. C'est une lueur d'espoir, surtout pour les parents de jeunes enfants qui vivent avec une anxiété constante."