Грибкові паразити рослин — причина алергії?

Проф. Агнешка Шустер-Цєсєльська

Працює науковицею на кафедрі вірусології та імунології Інституту біологічних наук Університету Марії Кюрі-Склодовської в Любліні. Біолог, що спеціалізується у вірусології та імунології. Наразі проф. Шустер-Цєсєльська є координатором проєкту Національного наукового центру (NCN), присвяченого розвитку астми після інгаляції мікроскопічних фітопатогенних грибів. Опублікувала понад 180 рецензованих наукових статей з вірусології та імунології, а її публікації були процитовані понад 2000 разів. Професор є визнаною популяризаторкою знань у галузі вірусології, імунології людини та вакцинології.

Дослідницька група з Університету Марії Кюрі-Склодовської в Любліні довела, що два поширені грибкові паразити рослин — Peronospora ficariae та Wilsoniana bliti — мають прозапальну та алергенну дію. Це перші у світі наукові повідомлення, які дають підстави розглядати ці організми як потенційну причину алергічних реакцій. Поки що доведено, що вони здатні викликати реакції гіперчутливості у мишей. Водночас результати виявилися настільки цікавими, що саме розпочався наступний етап досліджень — уже за участю людей.

Про те, що стало натхненням і мотивацією для дослідження такого вузького питання, ми поговорили з проф. Агнешкою Шустер-Цєсєльською — дослідницею, яка спеціалізується у сфері вірусології та імунології та є однією з авторок опублікованої роботи. Вона наголосила, що алергічні захворювання стають одним із найбільших викликів для медицини, а багато алергенів досі не ідентифіковано.

— Алергія — це надзвичайно актуальна проблема. Її вважають пандемією XXI століття, оскільки з’являється дедалі більше чинників довкілля, що сприяють сенсибілізації. Потім схильність до гіперчутливих реакцій ми передаємо генетично. До 2050 року половина європейців матиме алергію на щось. Людина, у якої проявляються реакції дихальної гіперчутливості, згодом може розвинутися астма.

— Коли з’являються симптоми алергії, перше, що рекомендує лікар, — це провести шкірні тести або аналізи крові, які дозволяють визначити, на який алерген у нас реакція. Завдяки цьому ми знаємо, чого уникати в майбутньому, щоб реакції не посилювалися. Для цього існують конкретні панелі алергенів — інгаляційних, контактних, харчових. Проте аж у 30% випадків причину алергії встановити неможливо. Це пов’язано з тим, що набір тестів, особливо шкірних, є обмеженим. Тож може статися, що ми не відреагуємо на жоден з алергенів, використаних у дослідженні, хоча в нас явно є симптоми алергії, підтверджені лікарем, — пояснює проф. Шустер-Цєсєльська.

Серед живих організмів особливе місце займають гриби. Нині відомо про існування кількох сотень тисяч видів, хоча вважається, що це лише близько 10% тих, які насправді є у світі. Гриби, що паразитують на рослинах, — недооцінене, але надзвичайно важливе джерело алергенних молекул. Ми контактуємо з ними щодня, хоча й зовсім цього не усвідомлюємо. Їхні мікроскопічні спори містяться у повітрі, яким ми дихаємо.

— Гриби є одним із найважливіших чинників сенсибілізації. Найкраще вивчені Cladosporium, Alternaria та Fusarium. Ці гриби справді представлені у тестах, що використовуються для діагностики алергії. Натомість ми зацікавилися грибами, які паразитують на рослинах, що часто зустрічаються в оточенні людини. Це не лише декоративні рослини, але й культурні (зокрема дерева та кущі), наприклад, слива, малина, амарант, зіркоплід весняний (Ficaria verna), конвалія. Коли ці рослини уражаються грибами, в атмосферу вивільняються великі кількості спор. Якщо хтось вирощує такі рослини чи має їх біля дому, з часом він може сенсибілізуватися, і тоді в нього розвинуться симптоми алергії.

Як проходила робота над дослідженням? Проф. Агнешка Шустер-Цєсєльська зізнається, що проведення цих досліджень було б неможливим без створення міждисциплінарної групи. Надзвичайно важливу роль у ній відіграла д-р Уршула Свідерська — ботанік і міколог в одній особі. Перш ніж розпочати будь-які дії, довго тривали узгодження та дискусії щодо того, які саме організми потрібно дослідити.

Перевірити одразу 20 чи 30 видів було неможливо через високу вартість досліджень. Вибір зупинили на тих, які найчастіше зустрічаються в довкіллі, рясно пилять, а їхні спори настільки дрібні, що можуть проникати глибоко в дихальні шляхи.

— Ми вирішили перевірити — спершу in vitro, тобто на моделях клітинних культур, що відтворюють верхні та нижні дихальні шляхи, — чи мають екстракти, приготовані з цих грибів, прозапальні властивості. Чому саме прозапальні? Тому що в основі алергічних реакцій лежить запальний процес. Алергія — це запалення, яке зберігається постійно, хоча й на різному рівні. Саме тому препарати, які призначають при алергії, мають також дію, що пригнічує запальну відповідь організму, — пояснює авторка дослідження.

— У нашому першому проєкті ми довели, що кілька грибів, а точніше шість із восьми досліджених, можуть мати прозапальну дію. У цьому ж проєкті, за згодою Біоетичної комісії, ми також передбачили дослідження на тваринах. Ми перевіряли, чи обрані гриби виявлятимуть проастматичні властивості у мишей, які вдихали грибковий матеріал.

Нові гравці в алергійній грі?

— Ми визначали концентрацію прозапальних цитокінів у крові, адже саме вони з’являються в перебігу алергії та астми, а також досліджували зміни в легенях. Ми помітили чітке розширення судин, приплив еозинофілів та інших груп лейкоцитів, що ясно свідчило про локальні запальні зміни в легенях — подібні до тих, які спостерігаються у хворих на тяжку астму.

— Ба більше, ми довели, що два гриби-паразити рослин, які ніколи раніше не досліджувалися в цьому контексті, мають проалергічні властивості. Тож виникло природне запитання, чи можуть вони викликати реакції і в людей, — зазначає проф. Шустер-Цєсєльська.

Паразити рослин

Peronospora ficariae паразитує переважно на зіркоплоді весняному (Ficaria verna), відомому також як жовтець, який є декоративною рослиною і трапляється майже по всій країні. На верхньому боці інфікованого листя він утворює світлі, злегка опуклі плями, а на нижньому — сірий наліт. З часом з’являються фіолетово-сірі зміни кольору із спороносним міцелієм. У міру розвитку хвороби листя починає в’янути й відмирати. Натомість Wilsoniana bliti (біла іржа) уражає рослини з родини амарантових (наприклад, лободу білу, буряк, шпинат), на яких залишає характерні білі спори.

Результати першого етапу досліджень уже опубліковані. Їх можна знайти в останньому номері журналу Journal of Inflammation Research. Але це ще не кінець. Наступний етап, який уже розпочався, передбачає перевірку, чи мають люди з діагностованою астмою в крові антитіла IgE проти досліджуваних грибів, тобто чи є вони до них чутливими.

Проєкт розрахований на три роки. Продовження досліджень стане можливим завдяки співпраці Університету Марії Кюрі-Склодовської з Медичним університетом у Любліні, де алергологи збиратимуть зразки для аналізу. Мета полягає не лише в тому, щоб підтвердити, що досліджувані гриби можуть викликати алергію в людей, а й у визначенні конкретних білків, які сенсибілізують. Усе це робиться для того, щоб у майбутньому їх можна було використовувати в стандартних алергологічних тестах чи навіть у алерген-специфічній імунотерапії. Проєкт фінансує Національний науковий центр.

Aleksandra Lipiec 

__________________

Переклад: Соломія Пукаляк