L’allergia alle arachidi colpisce 1 bambino su 50 e i casi più gravi portano a una reazione immunitaria potenzialmente mortale chiamata shock anafilattico. Attualmente esiste un solo trattamento approvato che riduce la gravità della reazione allergica e che impiega mesi per fare effetto. Un gruppo di immunologi dell’UCLA si propone di cambiare questa situazione. Ispirandosi ai vaccini COVID-19 e alle loro ricerche sulla malattia, hanno creato una nanoparticella unica nel suo genere – così piccola da essere misurata in miliardesimi di metro – che trasmette l’mRNA a cellule specifiche del fegato. Queste cellule, a loro volta, insegnano alle difese naturali dell’organismo a tollerare le proteine delle arachidi. Nei test condotti sui topi, la nanoparticella non solo ha invertito l’allergia alle arachidi, ma ne ha anche impedito lo sviluppo. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista ACS Nano.
La prima volta dell’mRNA utilizzato contro un’allergia
“Per quanto ne sappiamo, l’mRNA non è mai stato utilizzato per una malattia allergica”, ha dichiarato il dottor André Nel, coautore dell’articolo, illustre professore di medicina dell’UCLA e direttore della ricerca presso il California NanoSystems Institute dell’UCLA. “Abbiamo dimostrato che la nostra piattaforma può funzionare per calmare le allergie alle arachidi e crediamo che possa fare lo stesso per altri allergeni, negli alimenti e nei farmaci, così come per le condizioni autoimmuni”. I ricercatori si sono concentrati sul fegato per due motivi: in primo luogo, l’organo è addestrato a non rispondere a ogni sfida perché viene regolarmente bombardato da sostanze estranee, compresi gli allergeni. In secondo luogo, l’organo è sede di cellule chiamate cellule presentanti l’antigene, che raccolgono le proteine estranee e addestrano il sistema immunitario a tollerarle anziché attaccarle quando vengono individuate. Lo studio si basa su due precedenti progressi compiuti da Nel e dai suoi colleghi. Nel 2021 hanno scoperto che una nanoparticella che trasportava al fegato un frammento proteico accuratamente selezionato, chiamato epitopo, riduceva i sintomi di una pericolosa allergia alle uova nei topi. L’anno successivo, hanno identificato un epitopo che alleviava l’allergia alle arachidi nei topi quando veniva somministrato al fegato tramite una nanoparticella. Poiché questi epitopi escludono la parte della proteina dell’arachide o dell’uovo che scatena l’allergia, si prevede che saranno più sicuri come parte di un trattamento. Gli scienziati hanno migliorato il design della loro precedente nanoparticella aggiungendo alla sua superficie una molecola di zucchero che si lega in modo specifico alle cellule presentanti l’antigene. L’uso dell’mRNA è stato un altro passo avanti. Nella nanoparticella aggiornata, i ricercatori hanno progettato parte del carico di mRNA per codificare l’epitopo o gli epitopi selezionati – in questo caso, il frammento di proteina dell’arachide identificato in uno studio precedente – allo stesso modo in cui i vaccini a mRNA per la SARS-CoV-2 codificano l’intera proteina spike del virus. L’uso dell’mRNA facilita il caricamento della nanoparticella ed elimina le complicazioni derivanti dall’inclusione di più epitopi, un vantaggio che potrebbe ampliare il campo di applicazione. Ad esempio, potrebbero essere necessari più epitopi per affrontare altre o più allergie.
Il test
Per valutare se la nanoparticella potenziata possa prevenire l’allergia alle arachidi, i ricercatori l’hanno somministrata a sei topi in due dosi, a distanza di una settimana l’una dall’altra. Un altro gruppo di sei topi ha ricevuto una nanoparticella con lo stesso carico di mRNA, ma senza zucchero bersaglio sulla superficie; altri sei topi hanno ricevuto la nanoparticella potenziata ma con all’interno mRNA che non codificava per alcuna proteina o epitopo; un terzo gruppo di sei topi non ha ricevuto alcuna nanoparticella. Una settimana dopo la seconda dose, i ricercatori hanno somministrato ai topi un estratto di proteine di arachidi grezze per sensibilizzarli agli allergeni delle arachidi. Un’altra settimana dopo, hanno esposto i topi alle proteine dell’arachide per scatenare uno shock anafilattico I topi pretrattati con la nanoparticella potenziata hanno mostrato sintomi più lievi rispetto a quelli che hanno ricevuto una nanoparticella senza zucchero di targeting, mentre i sintomi più gravi sono comparsi nel gruppo di controllo che non ha ricevuto alcun trattamento e nel gruppo che ha ricevuto una nanoparticella mirata con mRNA non codificante. Gli scienziati hanno ripetuto l’esperimento, cambiando l’ordine delle operazioni: i topi sono stati sensibilizzati alla proteina dell’arachide prima di ricevere la nanoparticella. Anche in questo caso, la nanoparticella potenziata ha superato un’altra simile priva dello zucchero di targeting ed entrambe hanno prodotto sintomi molto più lievi rispetto a quelli osservati nei topi a cui non era stato somministrato alcun trattamento o che avevano ricevuto una nanoparticella contenente mRNA non codificante.In entrambe le versioni dell’esperimento, gli scienziati hanno misurato i livelli di cellule immunitarie specifiche e di alcuni anticorpi, enzimi e citochine, confermando che la nanoparticella potenziata aveva aumentato la tolleranza degli animali alle proteine dell’arachide. Nel stima che, in caso di successo in ulteriori studi di laboratorio, la nanoparticella potrebbe essere sottoposta a sperimentazione clinica entro tre anni. (Il suo laboratorio inizierà presto il processo di regolamentazione necessario per testare l’approccio per le allergie alle arachidi negli studi clinici).
Il team sta valutando se la nanoparticella possa essere utilizzata per trattare il diabete di tipo 1, una malattia in cui il sistema immunitario attacca le cellule del pancreas che consentono all’organismo di ricavare energia dal cibo. Altri ricercatori hanno già identificato importanti epitopi delle proteine che scatenano l’attacco immunitario nel diabete.
