Jak pasożyty modulują układ odpornościowy chroniąc w ten sposób gospodarza od alergii?

Po wniknięciu patogenu do organizmu uruchamiany jest cały arsenał mechanizmów mających na celu jego eliminację. Odbywa się to przy wykorzystaniu mechanizmów zarówno odporności swoistej, jak i nieswoistej. Jednak w stanach patologicznych (w atopii czy alergii) jest inaczej. Uaktywnione mechanizmy immunologiczne prowadzą do zmian patologicznych w tkankach, powodując ich uszkodzenie, tak od „wewnątrz” organizmu, ale i od strony „zewnętrznej”, czego wyrazem jest pojawienie się objawów klinicznych.

Głównym objawem klinicznym atopii czy alergii jest świąd i jego konsekwencje. Wikłanie powstałych ran przez patogeny – bakterie, grzyby. Długotrwałe stosowanie leków nie jest korzystne dla organizmu, ponieważ mają one szereg objawów ubocznych.

W przebiegu inwazji pasożytniczej obserwowana jest tzw. reakcja immunologiczna typu natychmiastowego (reakcja nadwrażliwości). W proces ten zaangażowane są komórki, takie jak: limfocyty T i B, limfocyty T regulacyjne, eozynofile, neutrofile, komórki tuczne, bazofile i inne [9].

Stwierdzany jest wzrost poziomu IgE. Ale tylko w niewielkim procencie są to IgE swoiste przeciw antygenom pasożyta [8]. Stwierdzono również, że poziom IgE w infekcjach mieszanych (infekcja różnymi gatunkami pasożytów) jest wyższy w porównaniu do infekcji jednym gatunkiem pasożyta [6]. Ten podwyższony poziom IgE powoduje, że u osobników atopowych wysyceniu ulegają receptory zlokalizowane m.in. na komórkach tucznych, blokując uwalnianie mediatorów zapalenia. Alergenospecyficzne IgE nie „mają” z czym się połączyć i doprowadzić do rozwoju alergii. Jest to jeden z mechanizmów chroniących pasożyta przed oddziaływaniem układu odpornościowego gospodarza [8]. Okazało się, że po zastosowaniu leków przeciwpasożytniczych objawy alergii pojawiały się ponownie [8].

Antygeny pasożytów są prezentowane limfocytom T (przy udziale białek MHC), co prowadzi z jednej strony do wytworzenia odpowiedzi swoistej i powstania pamięci immunologicznej, z drugiej zaś ma miejsce synteza wielu różnych cytokin aktywujących pozostałe komórki układu odpornościowego.

W trakcie inwazji antygeny pasożytów ulegają zmianie (m.in. stadia larwalne). Ma to na celu ucieczkę przed układem odpornościowym gospodarza i umożliwienie przeżycia w nim. Te mechanizmy ze strony pasożyta wpływają na nasilenie reakcji odpornościowej u gospodarza i na jej modyfikację. Jest to obserwowane w inwazji Schistosoma sp., gdzie odpowiedź w testach śródskórnego podania alergenu roztoczy kurzu domowego była obniżona [7].

Nie sposób pominąć podobieństwa reakcji przeciwpasożytniczej i reakcji alergicznej przejawiającego się w: dominacji populacji limfocytów Th2 i syntezowanych przez nie cytokin IL-4, IL-5, IL-13, eozynofilii oraz podwyższonego stężenie IgE w surowicy [5, 6]. Trzeba pamiętać, że podwyższony poziom IgE obserwuje się również w innych chorobach (zespół hiper-IgE, infekcje wirusowe).

Pasożyt ma do dyspozycji cały arsenał mechanizmów, które chronią go przed układem odpornościowym żywiciela i ułatwiają kolonizację narządów docelowych (proteinaza cysteinowa, serynowa, metaloproteinaza itp.). Stwierdzono, że może on wykorzystywać również cytokiny do inwazji narządu docelowego (tak jest np. w przypadku nicieni, odpowiedź Th2 zależna od ilości pasożytów).

Komórkami, które są zaangażowane w proces zapalenia alergicznego, poza limfocytami, komórkami NK, limfocytami T i B, eozynofilami itp., są mastocyty. Komórki te zlokalizowane są w skórze, jelitach, błonie śluzowej nosa i spojówek, przestrzeni okołonaczyniowej itp. Ich aktywacja zachodzi dwoma szlakami: poprzez IgE oraz niezależnie od IgE. Odbywa się to poprzez wiele różnych cytokin, chemokin, układ dopełniacza, kompleksy immunologiczne itp. W ziarnistościach tych komórek stwierdzono szereg związków, które po uwolnieniu z magazynów komórkowych wywołują kliniczne objawy alergii.

Poza eozynofilami w zapaleniu alergicznym biorą udział również neutrofile. Zawarte w nich związki mogą doprowadzić w patologicznie przebiegających reakcjach do uszkodzeń komórek i okolicznych tkanek. Poza tymi dwoma typami komórek w proces zapalenia alergicznego zaangażowane są również limfocyty Th1 i Th2. W przebiegu stanu atopowego obserwuje się przewagę limfocytów Th2, które syntetyzują IL-4. Cytokina ta stymuluje syntezę IgE [2, 3, 4].

Najczęstszymi pasożytami, jakie stwierdza się u ludzi, są: glista ludzka, włosogłówka, tęgoryjce, owsiki, Giardia, Taenia sp. [5, 6].

Regulacja układu immunologicznego dokonywana przez pasożyta umożliwia mu przeżycie w organizmie żywiciela, gospodarzowi z kolei zapewnia uniknięcie potencjalnych infekcji zapalnych w jego tkankach. Stwierdzono, że w trakcie inwazji Onchocerca volvulus wytworzony zostaje stan obniżonej odpowiedzi immunologicznej, co jest korzystne dla pasożyta i gospodarza. Ten stan może zostać zaburzony w sytuacji eliminacji pasożyta przez leki, co u osobników wrażliwych może doprowadzić do nasilonej reakcji alergicznej.

Badając inwazję Trichuris trichiura u ludzi, stwierdzono obniżenie reaktywności komórek skóry w testach śródskórnego podania alergenu, niezależnie od innych infekcji. Pokazuje to, jak wpływa obecność pasożyta na układ immunologiczny gospodarza.

W Wenezueli, Gabonie stwierdzono, że odrobaczanie dzieci spowodowało zwiększenie reaktywności komórek skóry w teście śródskórnego podania alergenów roztoczy kurzu domowego. Co ciekawe, w Ekwadorze, badając w podobny sposób dzieci, nie stwierdzono wpływu na wynik testów śródskórnego podania alergenu po uprzednim odrobaczeniu małych pacjentów.

Badając dzieci matek zarażonych pasożytami w Ugandzie, stwierdzono obniżenie ryzyka wystąpienia wyprysku atopowego u tych dzieci w porównaniu do matek, które nie były zarażone. Nie wiadomo dlaczego tak się dzieje. Pewne światło na problem rzucają mechanizmy wpływające na przebieg procesu zapalenia alergicznego – zwiększenie lub tłumienie odpowiedzi immunologicznej przeciw pasożytom (IL-10, TGF-β) [6, 7, 8]. Obserwowano również reakcje krzyżowe między antygenami robaków i alergenami.

Długotrwale przebiegające infekcje pasożytnicze mogą wywołać u gospodarza tzw. stan homeostazy immunologicznej. Podobny stan obserwuje się u psa przy długotrwale istniejącej inwazji pchlej, gdzie reaktywność skóry na ukłucia pcheł i wprowadzony alergen jest mniejsza w porównaniu do inwazji, która trwa krótko, a ukłucia pcheł są dla psa bardzo dotkliwe i uciążliwe.

Wpływ syntezowanych „podstawowych” cytokin zaburza indukcję efektorowych komórek reagujących na alergeny wziewne, blokując w nich ten patologiczny proces [5, 6, 10], co może mieć korzystne efekty długoterminowe.

Najczęstszymi pasożytami występującymi u psów są: włosogłówka (Trichuris vulpis), Giardia lamblia (Giardia sp.), tasiemiec psi (Dipylidium caninum), Sarcocystis sp., glista psia (Toxocara canis), tęgoryjce (Ancylostoma caninum) i inne. Paleta tych pasożytów jest szeroka, uwzględnić należy również gatunki obce, zawleczone na terytorium Polski.

Poprzez bytowanie w organizmie psa pasożyty uszkadzają błonę śluzową dróg oddechowych czy przewodu pokarmowego, otwierając wrota dla infekcji innymi mikroorganizmami. Narządy są uszkadzane w czasie trwania poszczególnych cykli rozwojowych, a w szczególności podczas migracji stadiów larwalnych. Poprzez bytowanie w przewodzie pokarmowym niszczą organizm gospodarza, pobierając między innymi witaminy (C, B₁₂ itd.) i aminokwasy. Prowadzi to do ograniczenia możliwości pobierania tych związków z pokarmem przez żywiciela i ostatecznie powoduje zaburzenia w jego metabolizmie.

Stwierdzono też wpływ antygenów ekskrecyjno-sekrecyjnych. Ten termin odnosi się do substancji, które mogą być uwalniane z ciała pasożyta, z jego przewodu pokarmowego, np. podczas składania jaj. Jest to bardzo szeroka grupa substancji mających jedną wspólną cechę – modulują aktywność układu odpornościowego żywiciela. Możemy wśród nich wyróżnić: galektyny, proteazy, mucyny, homologi cytokin, inhibitory proteaz, antyoksydanty, ES-62 blokującą sygnał w mastocytach do zapoczątkowania reakcji alergicznej itp. [13].

W badaniach zespół Muller (2011), zarażając psy z atopowym zapaleniem skóry pasożytami takimi jak Trichuris vulpis i Uncinaria stenocephala, stwierdził, że nie wpłynęło to na redukcję objawów klinicznych tej choroby [14].

Pasożyty po pojawieniu się na Ziemi bardzo szybko opanowały sztukę kamuflażu i manipulacji w stosunku do swojego żywiciela. One chcą przetrwać, rozmnożyć się, my zaś chcemy je bezbłędnie eliminować.

Autor:

lek. wet. Maciej Kucharski, Gabinet Weterynaryjny „Wetaxus”, Brwinów

Streszczenie:

W pracy opisano mechanizmy wykorzystywane przez pasożyty w modulowaniu układu immunologicznego u osobników chorujących na alergie. Opisano wpływ antygenów na proces syntezy IgE. Przedstawiono zależności pomiędzy IgE a reakcjami alergicznymi w sytuacji inwazji pasożytniczej. Scharakteryzowano mechanizm antyalergicznego oddziaływania pasożytów na organizm gospodarza.

Zdjęcia:

Z zasobów redakcji.

How parasites modulate the immune system to destroy them and thereby protect the host from allergies?

Summary:

This paper describes the mechanisms used by parasites in modulating the immune system in individuals suffering from allergies. The influence of antigen to IgE synthesis process. The relations between IgE and allergic reactions in the case of parasitic infestations. They characterized the mechanism of anti-allergic effects of parasites on the host.

Piśmiennictwo:

1. Bakini A.H.: Parasites induced skin allergy a strategic manipulation of the host immunity. “J. Clin. Med. Res.” 2010, 2(6): 247-255.

2. Fal A.: Rola wybranych komórek w zapaleniu alergicznym. „Alergia” 2005, 4 (26).

3. Brzezińska B E.: Regulacja migracji komórek tucznych, cz. 2. Chemoatraktanty komórek tucznych.  „Postępy Hig. Med. Dosw.” 2007, 61:493-499.

4. Sochocka M.: Rozpoznawanie patogenów przez wrodzony system odpornościowy. „Postępy Hig. Med. Dosw.” 2008, 62, 676-687.

5. Cooper P.J.: Interactions beetween helminth parasites and allergy. “Curr Opin Allergy Clin. Immunol.” 2009, 9 (1); 29-37.

6. Mohamed M.E.: Intestinal parasitic infections and atopic diseases in children: a hospital based study.  “Journal of Egyptian Society of Parasitology” 2015, 2 (45).

7. Kemp A.: Immune deviation and the higiene hypothesis: a review of the epidemiological evidence.  “Pediatr Allergy Immunol” 2003, 14;74-80.

8. Sorensen R.U.: Does parasitic infection protect against allergy?  “Journal de Pediatria”, 2006, 4(82).

9. Wędrychowicz H.: Sposoby unikania skutków odpowiedzi immunologicznej żywiciela wykorzystywane przez pasożyty. „Kosmos – Problemy Nauk Biologicznych” 2005, 1(54).

10. Jeong Y.L.: Toxoplasma gondii infection mice supresses House Dust Mite extract-induced atopic dermatitis in NC/Nga Mice. “Allergy Asthma Immunol Res.” 2015.

11. Oliveira Sequeira T.C.G.: Prevalence of intestinal parasites in dogs from Sao Paulo state Brazil.  “Veterinary Parasitology” 2002, 103.

12. Abere T.: Gastrointestinal helminth parasites of pet and stray dogs as a potential risk for human health in Bahir Dar town, north western Ethiopia. www.veterinaryworld.org.

13. Hewitson J.: Helminth immunoregulation: The role of parasite secreted proteins in modulating host immunity.  “Molecular and Biochemical Parasitology” 2009, 167.

14. Muller R.S.: The effect of nematodes administraion on canine atopic dermatitis.  “Vetrinary Parasitology”, 2011, 27 (181).