Voor ongeveer een op de 13 kinderen in de VS, normaal onschadelijke voedingsmiddelen zoals melk, eieren en pinda's kunnen de natuurlijke afweer van het lichaam in overdrive sturen.

Symptomen van voedselallergieën kunnen sterk variëren, maar in het ergste geval een systeembrede allergische reactie kan leiden tot anafylaxie, een levensbedreigende aandoening die wordt gekenmerkt door een plotselinge daling van de bloeddruk en ademhalingsmoeilijkheden.

Hoewel er nu enkele preventieve maatregelen zijn voor door voedsel veroorzaakte anafylaxie, er zijn nog geen duurzame oplossingen - behandelingen die het immuunsysteem in een staat van tolerantie kunnen brengen, zodat het niet reageert op allergenen.

Nutsvoorzieningen, een UCLA-onderzoeksteam heeft een mogelijke manier ontwikkeld om allergieën op lange termijn te verlichten door een actieve staat van immuuntolerantie te veroorzaken.

De technologie maakt gebruik van een nanodeeltje - een deeltje dat zo klein is dat het wordt gemeten op de schaal van miljardsten van een meter - om eiwitten af ​​te leveren aan specifieke cellen in de lever. Die eiwitten kunnen een allergische reactie veroorzaken in andere organen in het lichaam, maar in de lever ze zorgen ervoor dat de beoogde cellen een tolerante immuunrespons activeren die de allergische reactie uitschakelt.

Een verslag van het onderzoek, gepubliceerd in ACS Nano , geeft aan dat het platform effectief is in het voorkomen van allergische reacties op een ei-eiwit bij inname of inademing. De UCLA-onderzoekers toonden ook aan dat het afleveren van een enkel stuk eiwit dat allergieën veroorzaakt, voldoende is om de allergische reactie te verlichten.

"Enorme aantallen mensen lijden aan voedselallergieën, jaarlijks miljarden dollars aan zorgkosten, " zei co-corresponderende auteur Dr. André Nel, directeur van het Center for Environmental Implications of Nanotechnology van de University of California, of CEIN, en onderzoeksdirecteur bij het California NanoSystems Institute aan de UCLA. "Normaal gesproken, astma en anafylaxie worden behandeld met een EpiPen-spuit en met ontstekingsremmende en immuunonderdrukkende geneesmiddelen die slechts tijdelijke verlichting bieden. Om het probleem op de lange termijn te laten verdwijnen, we kijken naar de lever om het immuunsysteem te herprogrammeren tot een actief aanhoudende staat van niet-reagerend."

De lever is een immuun-bevoorrecht orgaan, wat betekent dat het is geprogrammeerd om niet te reageren op vreemde eiwitten die antigenen worden genoemd, die allergische of anafylactische reacties elders in het lichaam kunnen veroorzaken. Het door Nel en zijn collega's ontwikkelde platform stimuleert de lever om regulerende T-cellen te produceren, cellen in het immuunsysteem die overal in het lichaam terecht kunnen, om allergische reacties op voedselallergenen te kalmeren.

Nel, die ook een vooraanstaande professor in de geneeskunde en immunoloog van de UCLA is, zei dat het idee om zich op de lever te richten voortkwam uit een intrigerende observatie op het gebied van orgaantransplantatiegeneeskunde.

"Als artsen een nier transplanteren, ze moeten veel immuunsuppressie geven om afstoting te voorkomen, ' zei hij. 'Maar als ze een nier en een lever transplanteren, er is heel weinig immuunsuppressie nodig om de nier te beschermen, omdat de lever dat doet. Het geheim van de lever is de aanmaak van regulerende T-cellen die de nier beschermen tegen afstoting van het immuunsysteem."

In een experiment, de wetenschappers vergeleken hun platform met een andere op nanodeeltjes gebaseerde benadering die momenteel wordt geëvalueerd in klinische onderzoeken. In die technologie, ontwikkeld door en onder licentie van wetenschappers van Harvard en MIT, cellen die allergenen aan het immuunsysteem presenteren, worden over het hele lichaam opnieuw geprogrammeerd om overreactieve immuunreacties uit te schakelen.

Bij hun proef de UCLA-onderzoekers behandelden groepen muizen met twee injecties met een tussenpoos van een week om de levergerichte nanodeeltjes te vergelijken met verschillende versies van de Harvard-MIT-aanpak. De muizen werden vervolgens zodanig gesensibiliseerd voor een ei-eiwit dat het onder normale omstandigheden astma-achtige symptomen zou veroorzaken. Vanaf vier weken na de tweede injectie, de muizen werden door inademing aan het allergeen blootgesteld.

De wetenschappers ontdekten dat het op de lever gerichte nanodeeltje dat het ei-allergeen bevat, regulerende T-cellen genereerde die zijn geprogrammeerd om de allergische reactie op het ei-eiwit te onderdrukken - en dat het net zo effectief was als de Harvard-MIT-benadering bij het verminderen van allergische ontstekingen in de longen .

In een tweede experiment met muizen, het team ontdekte dat het afleveren van bepaalde fragmenten van het ei-eiwit met het op de lever gerichte nanodeeltje de immuuntolerantie verbeterde, en het deed dat beter dan gerichte levering van het gehele eiwit.

Een derde experiment gebruikte een muismodel voor anafylaxie veroorzaakt door inname van hetzelfde ei-eiwit. De onderzoekers vergeleken muizen met de voedselallergie die niet werd behandeld, muizen die werden voorbehandeld met injecties van het nanodeeltje dat het volledige ei-eiwit bevat en allergische muizen die werden voorbehandeld met injecties van een bepaald fragment van het eiwit. Muizen die de nanodeeltjes ontvingen die het hele eiwit bevatten en degenen die de nanodeeltjes ontvingen die het fragment bevatten, vertoonden een dramatische vermindering van levensbedreigende reacties op het allergeen, zoals een ineenstorting van de bloedcirculatie waardoor hun lichaamstemperatuur daalt.

"Deze resultaten zijn erg spannend, " zei eerste auteur Qi Liu, een UCLA postdoctoraal onderzoeker. "Onze voorlopige studies toonden aan dat onze nanodeeltjes met succes cellen in de lever kunnen targeten en regulerende T-cellen kunnen genereren om ontstekingen in de luchtwegen te verlichten, en deze experimenten toonden aan dat het platform ook effectief is tegen voedselallergieën."

De wetenschappers zijn van plan om andere aandoeningen te onderzoeken die met hun nieuwe aanpak kunnen worden aangepakt.

"Dit platform kan waardevol zijn voor de behandeling van andere allergieën of auto-immuunziekten, zoals diabetes type 1, lupus of reumatoïde artritis, " zei co-corresponderende auteur Dr. Tian Xia, een UCLA universitair hoofddocent geneeskunde en lid van CEIN. "Uiteindelijk, ons doel is om mensen te helpen."