Prof. dr hab. Agnieszka Szuster-Ciesielska
Pracuje naukowo w Katedrze Wirusologii i Immunologii Instytutu Nauk Biologicznych Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie. Jest biolożką specjalizującą się w wirusologii i immunologii oraz uznaną popularyzatorką wiedzy z zakresu wirusologii, immunologii człowieka i wakcynologii. Obecnie koordynuje projekt NCN dotyczący rozwoju astmy po inhalacji mikroskopijnych fitopatogennych grzybów. Opublikowała ponad 180 recenzowanych artykułów z zakresu wirusologii i immunologii, a jej publikacje były cytowane ponad 2 000 razy.
Przełomowe badania w Lublinie
Zespół badawczy z Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie wykazał, że dwa powszechnie występujące grzybowe pasożyty roślin – Peronospora ficariae i Wilsoniana bliti – mają działanie prozapalne i alergenne. Są to pierwsze na świecie doniesienia naukowe, które dają podstawy, by brać te organizmy pod uwagę jako potencjalną przyczynę uczuleń. Na razie wykazano, że mają zdolność do wywoływania reakcji nadwrażliwości u myszy. Natomiast wyniki okazały się na tyle interesujące, że właśnie ruszył kolejny etap badań – już z udziałem ludzi.
Alergia palącym problemem współczesnego świata
O tym, co było inspiracją i motywacją do zajęcia się tak szczegółowym zagadnieniem, rozmawialiśmy z prof. Agnieszką Szuster-Ciesielską. Badaczka spevjalizuje się w dziedzinie wirusologii i immunologii, jedną z autorek opublikowanej pracy. Podkreśliła, że choroby alergiczne stają się jednym z największych wyzwań medycyny, a wielu alergenów nadal nie zidentyfikowano.
– Alergia to bardzo aktualny problem. Uważana jest za pandemię XXI wieku – dlatego, że jest coraz więcej czynników środowiskowych, które sprzyjają uczuleniu. Później skłonność do reakcji nadwrażliwości przekazujemy w genach. Do 2050 roku połowa Europejczyków będzie na coś uczulona. Osoba, u której występują reakcje nadwrażliwości oddechowej, może następnie rozwinąć astmę.
– Gdy pojawiają się objawy alergii, pierwszym, co zaleca lekarz, jest wykonanie testów skórnych albo testów z krwi, które pozwalają ustalić, na jaki alergen jesteśmy uczuleni. Dzięki temu wiemy, czego unikać w przyszłości, żeby reakcje się nie potęgowały. Do tego służą konkretne wzorce alergenów – wziewnych, kontaktowych, pokarmowych. Jednak aż w 30% przypadków nie można stwierdzić przyczyny uczulenia. Dlatego, że zestaw testów, zwłaszcza jeśli chodzi o testy skórne, jest ograniczony. A więc może zdarzyć się, że nie odpowiemy na żaden alergen zastosowany w badaniu, choć ewidentnie mamy objawy alergii stwierdzone przez lekarza – tłumaczy prof. Szuster-Ciesielska.
Wszechobecne, lecz wciąż nieodkryte – grzyby wokół nas
Wśród organizmów żywych wyjątkowe miejsce zajmują grzyby. Obecnie wiemy o istnieniu kilkuset tysięcy gatunków, choć przypuszcza się, że to zaledwie 10% tych, które faktycznie występują na świecie. Grzyby pasożytujące na roślinach to niedoceniane, a jednak niezwykle istotne źródło cząsteczek alergennych. Mamy z nimi styczność każdego dnia, choć zupełnie sobie tego nie uświadamiamy. Ich mikroskopijne zarodniki znajdują się we wdychanym przez nas powietrzu.
– Grzyby są jednym z najważniejszych czynników alergizujących. Najlepiej poznane są Cladosporium, Alternaria i Fusarium. Te grzyby rzeczywiście mają swoją reprezentację w testach wykorzystywanych do diagnostyki alergii. Natomiast my zainteresowałyśmy się grzybami, które pasożytują na roślinach często spotykanych w otoczeniu człowieka. Są to nie tylko rośliny ozdobne, ale też uprawne (w tym drzewa i krzewy), np. śliwa, malina, amarantus, ziarnopłon wiosenny, konwalia. Kiedy rośliny te zostaną zaatakowane przez grzyby, do atmosfery uwalniają się duże ilości zarodników. Jeśli ktoś uprawia takie rośliny czy ma je pod domem, może z czasem ulec uwrażliwieniu i wtedy rozwiną się u niego objawy alergii.
Stan zapalny – wspólne ogniwo astmy i alergii
Jak wyglądały kulisy prac? Prof. Agnieszka Szuster-Ciesielska przyznaje, że przeprowadzenie tych badań nie byłoby możliwe bez powołania interdyscyplinarnej grupy. Niezwykle istotną rolę odegrała w niej dr Urszula Świderska – botanik i mykolog w jednej osobie. Zanim podjęto jakiekolwiek działania, długo trwały ustalenia i dyskusje dotyczące tego, które dokładnie organizmy trzeba zbadać.
Niemożliwe było sprawdzenie 20 czy 30 gatunków jednocześnie ze względu na wysoki koszt badań. Wybór padł na te, które najczęściej występują w środowisku i jednocześnie mocno pylą, a ich zarodniki są na tyle małe, że mogą wnikać głęboko do dróg oddechowych.
– Postanowiłyśmy sprawdzić – najpierw w warunkach in vitro, czyli na modelach hodowli komórkowych, które odzwierciedlają górne i dolne drogi oddechowe – czy ekstrakty przygotowane z tych grzybów mają właściwości prozapalne. Dlaczego akurat takie właściwości? Dlatego, że u podłoża reakcji alergicznych leżą reakcje zapalne. Alergia to jest stan zapalny, który utrzymuje się stale, choć na różnym poziomie. Dlatego leki, które są ordynowane w przypadku alergii, mają także działanie hamujące odpowiedź zapalną organizmu – wyjaśnia autorka badania.
– W naszym pierwszym projekcie wykazaliśmy, że kilka grzybów, a konkretnie sześć z ośmiu badanych, może działać prozapalnie. W tym samym projekcie, za zgodą Komisji Bioetycznej, przewidzieliśmy również badania na zwierzętach. Sprawdzaliśmy, czy wybrane grzyby będą wykazywać właściwości proastmatyczne u myszy inhalowanych materiałem grzybowym.
Nowi gracze w alergicznej grze?
– Oznaczaliśmy stężenie cytokin prozapalnych we krwi, bo to właśnie one pojawiają się w przebiegu alergii i astmy, ale także badaliśmy zmiany w płucach. Zauważyliśmy wyraźne poszerzenie naczyń, napływ eozynofilów i innych grup leukocytów, co jasno wskazywało na powstające miejscowo w płucach zmiany zapalne – podobne do tych, które występują u chorych z astmą ciężką.
– Co więcej, udowodniliśmy, że dwa grzyby pasożytujące na roślinach, które nigdy nie były badane pod tym kątem, mają właściwości proalergiczne. Pojawiło się więc naturalne pytanie, czy mogą one wywołać reakcje również u ludzi – zaznacza prof. Szuster-Ciesielska.
Pasożyty roślin
Peronospora ficariae pasożytuje głównie na ziarnopłonie wiosennym, zwanym również jaskrem, który jest rośliną ozdobną występującą na terenie niemal całego kraju. Na wierzchniej stronie zainfekowanych liści tworzy jasne, nieco wypukłe plamy, a na spodzie – szary nalot. Z czasem pojawiają się fioletowo-szare przebarwienia z zarodnikującą grzybnią. Wraz z postępem choroby liście zaczynają więdnąć i obumierać. Natomiast Wilsoniana bliti (biała rdza) atakuje rośliny z rodziny komosowatych (takie jak komosa biała, burak, szpinak), na których pozostawia charakterystyczne białe zarodniki.
Ciąg dalszy nastąpi
Wyniki pierwszego etapu badań są już opublikowane. Można je znaleźć w ostatnim numerze czasopisma „Journal of Inflammation Research”. Ale to jeszcze nie koniec. Kolejny etap, który właśnie się rozpoczął, będzie polegał na sprawdzeniu, czy osoby ze zdiagnozowaną astmą mają w swojej krwi przeciwciała IgE przeciwko badanym grzybom, a więc czy są na nie uczulone.
Projekt został rozpisany na 3 lata. Kontynuacja badań będzie możliwa dzięki współpracy Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej z Uniwersytetem Medycznym w Lublinie, gdzie alergolodzy mają zbierać próbki do analizy. Celem jest nie tylko potwierdzenie, że badane grzyby mogą działać alergizująco na ludzi, ale także zidentyfikowanie konkretnych białek, które uczulają. Wszystko po to, by w przyszłości mogły one zostać użyte w standardowych testach alergicznych czy nawet znaleźć zastosowanie w immunoterapii alergenowej. Projekt finansuje Narodowe Centrum Nauki.
