La percezione immunitaria degli allergeni alimentari promuove comportamenti di evitamento

Dec 03, 2023

Natura (2023) Cita questo articolo

11mila accessi

1 Citazioni

250 Altmetrico

Dettagli sulle metriche

Oltre alla sua funzione canonica di protezione dagli agenti patogeni, il sistema immunitario può anche alterare il comportamento1,2. La portata e i meccanismi delle modifiche comportamentali da parte del sistema immunitario non sono ancora ben compresi. Qui, utilizzando modelli murini di allergia alimentare, mostriamo che la sensibilizzazione allergica guida il comportamento di evitamento antigene-specifico. L’ingestione di allergeni attiva le aree cerebrali coinvolte nella risposta agli stimoli avversivi, compreso il nucleo del tratto solitario, il nucleo parabrachiale e l’amigdala centrale. Per evitare gli allergeni sono necessari anticorpi immunoglobuline E (IgE) e mastociti, ma precede lo sviluppo dell’infiammazione allergica intestinale. La capacità delle IgE allergene-specifiche e dei mastociti di promuovere l'evitamento richiede cisteinil leucotrieni e il fattore di crescita e differenziazione 15. Infine, un confronto tra ceppi murini C57BL/6 e BALB/c ha rivelato un forte effetto del background genetico sul comportamento di evitamento. Questi risultati indicano quindi modifiche comportamentali antigene-specifiche che probabilmente si sono evolute per promuovere la selezione di nicchia per evitare ambienti sfavorevoli.

Le allergie sono una classe di malattie infiammatorie la cui prevalenza è aumentata negli ultimi decenni3. Le malattie allergiche come la dermatite atopica, le allergie alimentari, l’asma e le ipersensibilità ai farmaci sembrano essere direttamente collegate all’industrializzazione e agli stili di vita urbani4. Il ruolo fisiologico di queste risposte allergiche, tuttavia, rimane enigmatico. L'immunità di tipo 2, che comprende le cellule T helper 2, gli anticorpi IgE e le cellule immunitarie innate (ad esempio, mastociti, eosinofili e cellule linfoidi innate di tipo 2), media le risposte allergiche. Quando sono croniche o eccessive, le risposte allergiche diventano dannose e potenzialmente letali5. Le risposte allergiche sembrano avere un ruolo importante nella difesa dell'ospite contro le sostanze nocive, inclusi veleni, fluidi ematofagi, xenobiotici e sostanze irritanti6,7,8,9,10. Infatti, una caratteristica comune delle risposte allergiche è l'esacerbazione dei riflessi neuronali difensivi come starnuti, prurito e vomito, che espellono le sostanze nocive dall'organismo11. Oltre a questi riflessi, è stato dimostrato che il comportamento di evitamento viene indotto nelle risposte allergiche12,13,14, il che suggerisce che l'immunità di tipo 2 potrebbe limitare l'esposizione a stimoli dannosi, agendo come un'efficace strategia di difesa per prevenire ulteriori danni. Tuttavia, i meccanismi attraverso i quali le risposte di tipo 2 promuovono risultati comportamentali devono ancora essere stabiliti.

Per esaminare l'effetto della sensibilizzazione allergica sul comportamento di evitamento, abbiamo sensibilizzato i topi con iniezioni sottocutanee di ovalbumina (OVA) e l'adiuvante idrossido di alluminio (allume) nei giorni 0 e 7 (Fig. 1a). I topi di controllo hanno ricevuto allume senza OVA. I topi sono stati poi acclimatati in gabbie domestiche dotate di due lecciometri (cioè beccucci che rilevano automaticamente le leccate) collegati a bottiglie d'acqua. Durante il periodo di acclimatazione, i topi non hanno mostrato preferenze laterali (Dati estesi Fig. 1a,b). Dopo l'acclimatazione, abbiamo cambiato casualmente il contenuto di una delle bottiglie con una soluzione OVA e abbiamo osservato che i topi di controllo mostravano una maggiore preferenza per la soluzione OVA rispetto all'acqua (Fig. 1b e Dati estesi Fig. 1c), suggerendo che OVA è appetitivo per topi. Al contrario, i topi sensibilizzati hanno diminuito la preferenza per la soluzione OVA in modo dose-dipendente (Fig. 1b, c e Dati estesi Fig. 1d, e). L'analisi del numero totale di leccate indica che i controlli raddoppiano circa il loro consumo quando viene offerto OVA rispetto all'acqua di base, mentre i topi sensibilizzati mantengono lo stesso numero totale di leccate (Dati estesi Fig. 1f), suggerendo alcuni meccanismi regolati per diluire la concentrazione di allergeni aumentando l’assunzione di acqua. La diminuzione della preferenza OVA, qui denominata comportamento di evitamento, da parte dei topi sensibilizzati si è verificata entro 10 minuti dopo aver fornito le bottiglie di prova (Dati estesi, Fig. 1g) ed è persistita il secondo giorno del test nonostante i lati della bottiglia invertiti (Fig. 1d) . In particolare, l'evitamento della soluzione OVA è persistito per almeno 48 settimane dopo la sensibilizzazione allergica (Fig. 1e) ed era specifico per OVA, poiché i topi di controllo e sensibilizzati hanno mostrato una preferenza paragonabile a una soluzione contenente albumina sierica bovina (Fig. 1f). Successivamente abbiamo scoperto che la sottofamiglia M del canale cationico potenziale del recettore transitorio membro 5 (TRPM5), necessaria per la trasduzione del gusto nelle cellule chemosensoriali15, era superflua per lo sviluppo del comportamento di evitamento (Dati estesi Fig. 1h). Infine, la sensibilizzazione allergica agli OVA con la tossina del colera orale, un adiuvante noto per indurre forti risposte immunitarie umorali ma non cellulari nei modelli di allergia16, ha anche promosso l'evitamento degli OVA (Dati estesi Fig. 1i,j). Questi risultati indicano che l'immunizzazione parenterale verso una proteina può generare un evitamento specifico del cibo, il che è coerente con le osservazioni precedenti12,17 con l'eccezione che non abbiamo aggiunto saccarosio alla soluzione OVA per ridurre al minimo gli effetti comportamentali e metabolici.