Os pesquisadores criaram uma nanoterapia que previne o choque anafilático, visando e desligando seletivamente as células do sistema imunológico que causam reações alérgicas em ratos. Este novo tipo de nanomedicina pode ser adaptado a alérgenos específicos e pode ser o primeiro medicamento a prevenir reações alérgicas.
A gravidade das alergias varia desde coceira nos olhos e coriza até choque anafilático com risco de vida. Amendoim, poeira, mofo, pelos de cachorro, perfume, pólen, medicamentos, picadas de insetos e látex – algumas pessoas simplesmente não conseguem prevenir reações alérgicas, a não ser evitar completamente essas coisas.
Pesquisadores da Northwestern University desenvolveram a primeira terapia seletiva para prevenir reações alérgicas: nanopartículas decoradas com anticorpos que desligam as células imunológicas que causam reações alérgicas no corpo.
“Atualmente, não existem métodos que visem especificamente os mastócitos”, disse Evan Scott, autor correspondente do estudo. "Temos apenas medicamentos como os anti-histamínicos para tratar os sintomas, mas esses medicamentos não previnem alergias. Eles apenas neutralizam os efeitos da histamina depois que os mastócitos foram ativados. Se tivéssemos uma maneira de desativar os mastócitos que respondem a alérgenos específicos, poderíamos prevenir respostas imunológicas perigosas em condições graves, como choque anafilático, bem como reações menos graves, como alergias sazonais."
Os mastócitos são glóbulos brancos residentes nos tecidos e são essenciais para a inflamação alérgica. Quando uma pessoa é alérgica, seus mastócitos capturam e exibem anticorpos, especificamente imunoglobulina E (IgE), que têm como alvo substâncias específicas desencadeadoras de alergia - alérgenos, que quase sempre são proteínas. Dessa forma, se o paciente for exposto novamente ao mesmo alérgeno, os mastócitos poderão reconhecer e responder.
“Se você é alérgico a amendoim e já reagiu a ele no passado, suas células imunológicas produzem anticorpos IgE contra as proteínas do amendoim, e seus mastócitos os coletam, e agora estão esperando que você coma outro amendoim”, disse Scott. “Quando você come outro amendoim, eles reagem em minutos e, se a reação for forte o suficiente, pode causar choque anafilático”.
Para que uma proteína como um anticorpo adira a uma nanopartícula, geralmente deve ser formada uma ligação que faça com que a proteína se desdobre, afetando assim a sua atividade biológica. Para enfrentar este desafio, os pesquisadores criaram nanopartículas compostas por cadeias poliméricas dinâmicas que podem mudar de orientação de forma independente quando expostas a diferentes solventes e proteínas. Assim, quando uma proteína se liga à superfície de uma nanopartícula, as cadeias poliméricas na interface mudam de posição, agarrando a proteína de forma estável sem se ligar a ela, mantendo assim a sua funcionalidade. Bolsas repelentes de água na superfície da proteína são essenciais para manter interações estáveis.
“É uma superfície dinâmica única”, disse Scott. "Não é uma superfície estável padrão, mas pode alterar a química de sua superfície. É composta de pequenas cadeias de compostos poliméricos que podem mudar de direção conforme necessário para maximizar as interações benéficas com água e proteínas."
Os pesquisadores descobriram que quase 100% dos anticorpos foram capazes de se ligar às nanopartículas sem perder a capacidade de se ligar a alvos específicos, permitindo que a superfície das nanopartículas fosse densamente povoada com uma variedade de diferentes anticorpos direcionados aos mastócitos em quantidades altamente controláveis.
As nanopartículas são decoradas com anticorpos anti-Siglec-6, que evitam que os mastócitos reajam aos alérgenos. Também pode transportar alérgenos que correspondem às alergias específicas de uma pessoa. Por exemplo, se as nanopartículas fossem utilizadas em pessoas com alergia ao amendoim, transportariam proteínas do amendoim. É uma abordagem dupla: o alérgeno atrai os mastócitos específicos que causam alergias e, em seguida, os anticorpos desligam essas células. Como apenas os mastócitos apresentam receptores Siglec-6, as nanopartículas são incapazes de se ligar a outros tipos de células, limitando efetivamente os efeitos colaterais.
“Podemos pegar qualquer alérgeno e interromper seletivamente a resposta a esse alérgeno”, disse Scott. "Os alérgenos normalmente ativam os mastócitos. Mas, ao mesmo tempo em que o alérgeno se liga, os anticorpos nas nanopartículas também se ligam ao receptor inibidor Siglec-6. Dados esses dois sinais conflitantes, os mastócitos As células decidem não ativar o alérgeno, deixando-o sozinho. Ele interrompe seletivamente a resposta ao alérgeno específico. A vantagem dessa abordagem é que ela não requer a morte ou eliminação de todos os mastócitos e, do ponto de vista da segurança, a célula não reagirá se acidentalmente se anexar para o tipo de célula errado."
Depois de usar com sucesso as novas nanopartículas em culturas de mastócitos derivados de tecidos humanos, os pesquisadores testaram a terapia em modelos de camundongos. Como os mastócitos de camundongos não possuem receptores Siglec-6, os pesquisadores desenvolveram um modelo que continha mastócitos humanos em seus tecidos. Os ratos foram expostos a alérgenos enquanto recebiam simultaneamente injeções intravenosas de nanoterapêuticos. Nenhum dos animais entrou em choque anafilático e todos sobreviveram.
“A maneira mais fácil de monitorar as reações alérgicas é monitorar as mudanças na temperatura corporal”, diz Scott. "Não encontramos nenhuma mudança na temperatura corporal. Não houve reação. Além disso, os ratos permaneceram saudáveis e não apresentaram quaisquer sinais externos de reação alérgica."
Os próximos pesquisadores planejam usar nanoterapêuticos para tratar outras doenças relacionadas aos mastócitos, incluindo a mastocitose, uma forma rara de câncer de mastócitos. Eles também estão pensando em adicionar medicamentos às nanopartículas para matar seletivamente os mastócitos na mastocitose, sem prejudicar outros tipos de células.
Eles acreditam que seus nanoterapêuticos têm muitas aplicações.
“A maior necessidade não atendida é o choque anafilático, que pode ser fatal”, disse o coautor do estudo, Bruce Bochner. "Algumas formas de imunoterapia oral podem ser úteis em alguns casos, mas atualmente não temos opções de tratamento aprovadas pela FDA. Além de evitar alimentos ou medicamentos agressores, seria possível prevenir continuamente tais reações. Caso contrário, tratamentos como a epinefrina apenas tratam reações graves, mas não as previnem. Não seria ótimo se houvesse uma maneira segura e eficaz de tratar alergias alimentares que pudesse reintroduzir consistentemente alimentos que tiveram que ser estritamente evitados no passado?
A pesquisa foi publicada na revista Nature Nanotechnology.