Když se zblázní imunita aneb Alergie z pohledu epigenetiky

Když se zblázní imunita aneb Alergie z pohledu epigenetiky

Pylové zrnko, roztoč, pár kočičích chloupků anebo třeba mléčná bílkovina – nic z těchto věcí organismus ani v nejmenším neohrožuje. Proč se tedy občas imunitní systém zblázní a začne na ně útočit, jako by šlo o životu nebezpečné vetřelce? Důvodů je celá řada, poslední výzkumy ale ukazují, že velký podíl na vzniku alergií mají epigenetické reakce, které mění aktivitu některých genů v naší DNA.

 

Alergie je přemrštěná reakce imunitního systému na jinak zcela neškodnou látku z prostředí. Existuje jich více typů, přičemž většina druhů (označovaných také jako atopie) je spojena s imunoglobulinem IgE. Sem patří například většina druhů astmatu, alergická rýma, alergický zánět spojivek, atopický ekzém či potravní alergie.

IgE je protilátka vylučovaná imunitními B-buňkami. K jejich aktivaci je zároveň potřebná i aktivace dalšího druhu imunitních buněk, tzv. T-buněk, zejména lymfocytů Th2. Protilátky IgE se posléze vážou na žírné buňky, které vylučují histamin, a právě tato látka je vlastní příčinou alergických projevů. Aktivované T-buňky navíc vylučují látky jménem cytokiny, které podporují průběh zánětlivých procesů.

Kromě toho existují ještě typy alergií, které s protilátkami IgE nesouvisejí. Jde například o některé druhy astmatu a zejména pak o tzv. kontaktní dermatitidu, při níž dochází k podráždění kůže při kontaktu s určitou látkou – jde třeba o alergii na kovy a šperky. Zde dochází pouze k aktivaci T-buněk, které začnou vylučovat zánětlivé cytokiny. Vlivem jejich působení pak do tkáně pronikají další druhy imunitních buněk, které následně způsobují její podráždění a poškození.

 

Úplně neškodný nepřítel

Jak ale dojde k tomu, že se imunitní sytém zblázní a začne útočit na zcela neškodné látky? Často zmiňován vysoký podíl genetiky, což ale při trochu zkoumavějším pohledu nesedí. Je sice pravda, že když je rodič alergik, výrazně stoupá riziko alergie i u jeho potomků. Jenže jak potom vysvětlit fakt, že výskyt alergií v posledních desetiletích tak dramaticky narůstá? Kde by k nim pak přišly děti, které mezi předky žádného alergika nemají?

Velký vliv tu proto zcela jistě hrají faktory prostředí a životního stylu, které ovšem zároveň působí epigeneticky – spouštějí v těle biochemické reakce, které dokáží zásadním způsobem měnit aktivitu řady genů v naší DNA. Vysoká míra výskytu v rámci rodin je pak způsobena nejen shodnými vnějšími faktory, které působí na rodiče a děti (strava, toxiny z životního prostředí), ale i faktem, že velká část epigenetických změn je dědičná.

Protože vznik alergické reakce je proces poměrně složitý – počet do něj zapojených buněk je poměrně velký, přičemž každá z nich musí projít procesem vzniku, diferenciace a aktivace. Počet genů, které tyto děje regulují, je tak velký, a je tedy spousta možností, jak tyto procesy mohou být ovlivněny epigenetickými reakcemi.

Alergie je z epigenetického hlediska spojená především se změnami v oblasti metylace genů – tak výrazně, že podle metylačních vzorců lze alergii předpovědět ještě dříve, než propukne. Například u dětí trpících atopickým astmatem byly nalezeny rozdílné metylační vzorce 81 oblastí DNA, u dětí s potravními alergiemi to bylo dokonce 96 odlišně metylovaných oblastí. Šlo například o geny podílející se na zrání T-buněk, regulaci imunitních funkcí či vzniku zánětlivých procesů.

Ve většině případů jsou přitom tyto metylační změny přítomny už od narození – to znamená, že je alergické dítě buď zdědilo po jednom z rodičů, nebo vznikly v období jeho nitroděložního vývoje.

 

Faktory ovlivňující vznik alergií

Příčin a rizikových faktorů vzniku alergií, které nějakým způsobem souvisejí s epigenetikou je celá řada. Zde jsou některé z nich.

Příliš mnoho čistoty

V poslední době je velmi populární tzv. hygienická hypotéza, která říká, že důvod nárůstu počtu alergií v posledních desetiletích je extrémní důraz na čistotu. Ukazuje se totiž, že pro správný vývoj imunitního systému je naopak důležitý kontakt s různými typy mikroorganismů v raném dětství, a to včetně fekálních bakterií pocházejících například od hospodářských zvířat či půdních bakterií. Kontakt s těmito mikroby přitom úzce souvisí s vývojem střevního mikrobiomu, a právě narušení jeho rovnováhy riziko alergií zvyšuje.

Příliš málo parazitů

Podle některých teorií může také zvýšený výskyt alergií s faktem, že v západních zemích došlo k vyhubení většiny druhů parazitů. Imunitní reakce, která v těle vzniká při kontaktu s alergenem (tj. aktivace T-buněk, žírných buněk a tvorba protilátek IgE) je totiž podobná té, kterou imunitní buňky útočí na mnohobuněčné parazity.

Aktivní i pasivní kouření

Kouření je totiž jeden z velmi výrazných epigenetických faktorů, který ovlivňuje zejména průběh metylace DNA. Narušení metylačních vzorců následně vede ke zvýšení rizika řady onemocnění včetně právě alergie a astmatu. Navíc jde o změny, které se mohou dědit. Zvláště nebezpečné pak je, pokud kouří těhotná žena – pak je zvýšeným rizikem vzniku alergií ohroženo nejen její dítě, ale i její budoucí vnoučata.

Znečištěné ovzduší

Riziko vzniku alergií také výrazně zvyšuje pobyt ve znečištěném prostředí. Důvodem je fakt, že škodliviny z ovzduší, zejména oxidy síry a dusíku, ozon a jemné prachové částice, výrazně zvyšují metylaci genu FOX3 v některých imunitních buňkách. Právě tyto změny se velice často vyskytují u dětí trpících astmatem. Znečištěný vzduch přitom neohrožuje nejen osoby, které ho dýchají – riziko alergií se zvyšuje i u dětí matek, které mu byly vystaveny v průběhu těhotenství.

Léky i infekce

Riziko zvyšuje i časté užívání antibiotik a antipyretik. Roli ovšem mohou hrát i některé virové a bakteriální infekce, například zlatým stafylokokem.

Stres

Vyloučit ovšem nelze ani vliv psychických faktorů, zejména pak stresu. To se projevilo například při extrémní sněhové bouři, která v roce 1998 zasáhla kanadskou provincii Ontario. Vědci zkoumali DNA dětí, které byly během této události těhotné, zjistili u nich odlišné vzorce metylace genů, které se mj. vyskytovaly i v T-buňkách. Kvůli tomu byl mezi těmito dětmi mnohem vyšší výskyt několika nemocí, a jednou z nich bylo i astma.

 

Kojení prospívá

Pozitivně působí také kojení a později konzumace nepasterovaného mléka. Naopak se nepotvrdilo, že by vznik alergií podpořilo časné zařazování potravin, které jsou častými alergeny, do jídelníčku kojenců. Spíše platí, že například vyhýbání se kravskému mléku a používání hypoalergenních kojeneckých mlék může rozvoj alergií podpořit.

Zajímavá je souvislost alergií s vysokou konzumací tzv. donorů metylu v těhotenství. Jde o látky, které jsou v tomto období zcela nezbytné pro správný průběh procesů metylace – nejznámější z nich kyselina listová. Pokud se jich ve stravě nedostává, může to vést k závažným vývojovým poškozením plodu. Zároveň se ale ukazuje, že pokud je jich příliš, tedy pokud například matka konzumující stravu s vysokým obsahem kyseliny listové navíc užívá i vysoké dávky doplňků stravy, může to vést právě k rozvoji alergií.

 

Doplňky stravy při alergiích

Doplňky stravy nikdy nejspíš nebudou tak účinné jako například antihistaminika nebo kortikoidy, na rozdíl od nich však nemají žádné nepříznivé vedlejší účinky. Ty následující navíc díky svým epigenetickým účinkům mohou působit přímo na příčinu alergických potíží.

Šišák bajkalský – látka baikalein obsažená v této bylině má poměrně výrazný antialergický efekt, tlumí především tvorbu histaminu, a tím zmírňuje intenzitu alergických projevů. Působí navíc velmi rychle – efektivní například je, pokud je podán 48 hodin před setkáním s alergenem, což může být užitečné zejména pro pylové alergiky.

Rozmarýn – extrakt s této rostliny způsobuje buněčnou smrt aktivovaných T-buněk, a tím cílí přímo na buněčné mechanismy vzniku alergie. Velmi efektivně zmírňuje především alergickou rýmu, slzení a pálení očí, a to zhruba po třech týdnech užívání. Účinně ovšem zmírňuje i projevy astmatu.

EGCG – antialergický efekt má i epigalokatechin galát obsažený v zeleném čaji.

 

Zdroje informací
Avery DeVries and Donata Vercelli. Epigenetics in allergic diseases. Curr Opin Pediatr. 2015 Dec; 27(6): 719–723.
Yang IV, Pedersen BS, Liu A, et al. DNA methylation and childhood asthma in the inner city. J Allergy Clin Immunol. 2015;136:69–80.
Wang IJ, Chen SL, Lu TP, et al. Prenatal smoke exposure, DNA methylation, and childhood atopic dermatitis. Clin Exp Allergy. 2013;43:535–543.
DeVries A, Wlasiuk G, Miller SJ, et al. Neonatal epigenetic predictors of childhood asthma map to immunoregulatory and pro-inflammatory pathways. Am J Respir Crit Care Med. 2015;191:A3524.
Martino D, Joo JE, Sexton-Oates A, et al. Epigenome-wide association study reveals longitudinally stable DNA methylation differences in CD4+ T cells from children with IgE-mediated food allergy. Epigenetics. 2014;9:998–1006.
Václav Hořejší. Jak (ne)funguje imunitní systém. Ústav molekulární genetiky Akademie věd ČR. 2014
Hollingsworth JW, (2008) In utero supplementation with methyl donors enhances allergic airway disease in mice. J Clin Invest. 118:3462-9.
Shinohara M, (2007) Symptoms of allergic rhinitis in women during early pregnancy are associated with higher prevalence of allergic rhinitis in their offspring. Allergol Int. 56:411-417
Breton CV,(2009) Prenatal tobacco smoke exposure affects global and gene-specific DNA methylation. Am J Respir Crit Care Med.180:462-467.
Nadeau K, (2010) Ambient air pollution impairs regulatory t-cell function in asthma. J Allergy Clin Immunol.126:845-852 e810.
Gregory, D.J. et al. (2017). Transgenerational transmission of asthma risk after exposure to environmental particles during pregnancy. American Journal of Physiology – Lung Cellular and Molecular Physiology, 313(2): L395-L405.
Learn all about it and read more about their findings here: Lei Cao-Lei, Renaud Massart, Matthew J. Suderman, Ziv Machnes, Guillaume Elgbeili, David P. Laplante, Moshe Szyf, Suzanne King. DNA Methylation Signatures Triggered by Prenatal Maternal Stress Exposure to a Natural Disaster: Project Ice Storm. PLoS ONE. 2014.
Jung HS, et al Antiallergic effects of Scutellaria baicalensis on inflammation in vivo and in vitro. J Ethnopharmacol. (2012)
American Chemical Society. Green Tea May Fight Allergies. ScienceDaily. September 19, 2002. https://www.sciencedaily.com/releases/2002/09/020919071413.htm
Takano H, Osakabe N, Sanbongi C, Yanagisawa R, Inoue K, Yasuda A, Natsume M, Baba S, Ichiishi E, Yoshikawa T. Extract of Perilla frutescens enriched for rosmarinic acid, a polyphenolic phytochemical, inhibits seasonal allergic rhinoconjunctivitis in humans. Exp Biol Med (Maywood). 2004 Mar;229(3):247-54.
Sanbongi C, Takano H, Osakabe N, Sasa N, Natsume M, Yanagisawa R, Inoue KI, Sadakane K, Ichinose T, Yoshikawa T.Rosmarinic acid in perilla extract inhibits allergic inflammation induced by mite allergen, in a mouse model. Clin Exp Allergy. 2004 Jun;34(6):971-7.
Hur YG, Yun Y, Won J. Rosmarinic acid induces p561ck-dependent apoptosis in jurkat and peripheral T cells via mitochondrial pathway independent from fas/fas ligand interaction. J Immunol. 2004 Jan 1;172(1):79-87.
Won J, Hur YG, Hur EM, et al. Rosmarinic acid inhibits TCR-induced T cell activation and proliferation in an Lck-dependent manner. Eur J Immunol. 2003 Apr;33(4):870-9.

Zanechat odpověď
Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. *

Tato stránka používá Akismet k omezení spamu. Podívejte se, jak vaše data z komentářů zpracováváme..