Intravenös verabreichte Nanopartikel können Mäusen die allergischen Reaktionen auf rotes Fleisch blockieren, die durch den Biss der Lone-Star-Zecke ausgelöst werden, wie neue Forschungsergebnisse unter der Leitung der University of Michigan zeigen.
Die als Alpha-Gal-Syndrom bezeichnete Erkrankung tritt beim Menschen immer häufiger auf, da der Klimawandel und andere Faktoren dazu geführt haben, dass die Zecken ihren Lebensraum ausgeweitet haben.
Die an der UM entwickelten Nanopartikel enthalten Allergene, die das Immunsystem darauf trainieren, die Zuckerarten zu ignorieren, die in Rind-, Schweine-, Lamm- und anderen Säugetieren vorkommen. Nachdem die Nanopartikel an Testpersonen abgegeben worden waren, setzten Forscher der University of Virginia diese Mäuse Zecken aus, um eine Immunreaktion auf Alpha-Gal-Zucker auszulösen. Bei 10 von 12 Mäusen wurde eine reduzierte Immunreaktion festgestellt.
Ein Papier über die Ergebnisse ist veröffentlicht In Grenzen der Allergie.
Andere an der UM entwickelte Nanopartikel haben sich bei der Behandlung häufigerer Eier- und Erdnussallergien als ähnlich wirksam erwiesen. Im Mai veröffentlichte Forschungsergebnisse zeigten, dass zwei intravenös verabreichte Dosen allergenumhüllender Nanopartikel bei Allergietests an Mäusen eine Anaphylaxie verhinderten.
Bei einer Nahrungsmittelallergie bleibt den Betroffenen oft keine andere Wahl, als die Produkte zu meiden, die die Reaktion auslösen.
„Die Behandlung von Nahrungsmittelallergien bedeutet normalerweise, die Patienten gegen das Allergen zu desensibilisieren, damit ihr Immunsystem nicht unangemessen reagiert“, sagte Lonnie Shea, Steven A. Goldstein Collegiate Professor für Biomedizintechnik an der UM und Co-Autor der Studie. „Unsere Nanopartikel haben sich bei der Reduzierung der Immunreaktion bei mehreren Nahrungsmittelallergien als bemerkenswert wirksam erwiesen, wenn sie vor oder nach der Sensibilisierung eingeführt wurden.“
„Hier besteht das Potenzial für eine Plattformtechnologie, die zur Behandlung einer Vielzahl von Nahrungsmittelallergien eingesetzt werden kann.“
Das Alpha-Gal-Syndrom wird vermutlich durch den Speichel der Lone-Star-Zecke auf den Menschen übertragen, wenn das Insekt sticht. Es kann Nesselsucht und Juckreiz, schuppige Haut, Schwellungen im Gesicht, im Hals oder an anderen Körperteilen, Kurzatmigkeit, Magenschmerzen, Durchfall und Erbrechen verursachen. In einigen Fällen kann die dadurch verursachte allergische Reaktion tödlich sein.
Im Jahr 2023 schätzten die Centers for Disease Control and Prevention, dass 450.000 US-Bürger möglicherweise mit dem Alpha-Gal-Syndrom leben – wobei diese Zahl wahrscheinlich weit unter der tatsächlichen Zahl liegt. Ursprünglich im Südosten der USA beheimatet, wurden Lone-Star-Zecken zunehmend auch im Mittleren Westen und Nordosten sowie in Kanada gefunden.
„Wenn ein Körper ein Allergen erkennt, identifizieren Immunzellen es normalerweise fälschlicherweise als schädliche Substanz und setzen Antikörper frei, die es angreifen“, sagte Loren Erickson, außerordentlicher Professor für Mikrobiologie, Immunologie und Krebsbiologie an der UVA School of Medicine. „Wir haben festgestellt, dass die Behandlung mit mehreren Dosen Nanopartikel bestimmte allergische Reaktionen reduzierte, die mit Veränderungen der Immunantwort auf Alpha-Gal in Verbindung standen.
„Während diese Erkenntnisse das erste therapeutische Potenzial von Nanopartikeln zur Behandlung einer Allergie gegen rotes Fleisch hervorheben, fordern wir weitere Studien, um die Auswirkungen und die langfristigen Auswirkungen der Nanopartikelbehandlung besser zu verstehen.“
Zusätzlich zur Forschung an Mäusen hat diese allergeneinkapselnde Nanopartikelplattform eine klinische Studie der Phase zwei zur Behandlung der Autoimmunerkrankung Zöliakie abgeschlossen.
„Bei herkömmlichen allergenspezifischen Immuntherapien, wie etwa oralen oder hautbasierten Immuntherapien, wird der Patient täglich Allergenen ausgesetzt“, sagte Jessica O’Konek, wissenschaftliche Assistenzprofessorin am Mary H. Weiser Food Allergy Center der UM und Co-Autorin der Studie.
Mit der Zeit desensibilisiert dies die Patienten gegenüber dem Allergen, was bedeutet, dass das Immunsystem das Allergen weitgehend ignoriert, sagte sie. Diese Immuntherapieprotokolle dauern jedoch oft Monate bis Jahre, und wenn die Patienten die Therapie abbrechen, kommt es häufig zu einem erneuten Auftreten ihrer Allergien.
„Unser Ziel mit den allergenverkapselnden Nanopartikeln ist es, das Immunsystem mit einer kleinen Anzahl von Dosen so umzuschulen, dass es gegenüber dem Allergen tolerant wird, mit dem ultimativen Ziel, eine lang anhaltende Toleranz zu erreichen“, sagte O’Konek.
Shea ist Berater und besitzt finanzielle Interessen an Cour Pharmaceutical, das eine Lizenz für diese Technologie anstrebt.
Weitere Informationen:
Michael N. Saunders et al., Immuntherapie mit biologisch abbaubaren Nanopartikeln, die das Oligosaccharid Galactose-Alpha-1,3-Galactose einkapseln, verbessert die Immuntoleranz gegen Alpha-Gal-Sensibilisierung in einem Mausmodell des Alpha-Gal-Syndroms, Grenzen der Allergie (2024). DOI: 10.3389/falgy.2024.1437523