De bevindingen, gepubliceerd op 12 december in de Journal of Allergy and Clinical Immunology , zou kunnen leiden tot betere behandelingen voor pinda-allergie.
Pinda-allergie varieert sterk in ernst en is de belangrijkste oorzaak van fatale voedselgerelateerde anafylaxie. De tests die worden gebruikt om het bestaan van een pinda-allergie te bepalen, bieden geen aanwijzingen of een persoon die een pinda inneemt, een lichte uitslag kan krijgen, grote zwelling, of levensbedreigende problemen zoals ademhalingsmoeilijkheden of cardiovasculaire complicaties.
De senior auteur van het onderzoek, Supinda Bunyavanich, MD, MPH, Universitair hoofddocent genetica en genomische wetenschappen, en kindergeneeskunde, en Associate Director van het Elliot en Roslyn Jaffe Food Allergy Institute op de berg Sinaï, was vooral benieuwd waarom de ernst van reacties zo varieert, zowel als clinicus-wetenschapper en als moeder van een kind met een pinda-allergie.
Om deze vraag te helpen beantwoorden, Dr. Bunyavanich en haar team gebruikten nieuwe multi-omic benaderingen (de studie van de rol, verhoudingen, en acties van een systeembrede meting van een bepaald moleculair type) om genen en netwerken van activiteit te identificeren die de ernst van pinda-allergiereacties kunnen veroorzaken. De benaderingen omvatten transcriptomics, de studie van genexpressie in het hele genoom, en epigenomica, de studie van omkeerbare modificaties aan DNA die genexpressie beïnvloeden.
De studie omvatte 21 kinderen van 7-17 jaar met een pinda-allergie, die geleidelijk toenemende doses pinda kregen totdat ze een allergische reactie vertoonden. De wetenschappers hebben drie keer bloed afgenomen van de deelnemers:voordat ze aten, zoals ze reageerden, en na hun reactie. Het team bevestigde hun bevindingen van het eerste cohort door het onderzoek bij nog eens 19 kinderen te herhalen.
Door meerdere keren bloedmonsters te nemen, kon het team zowel het transcriptoom als het epigenoom analyseren (dat wetenschappers kan vertellen welke genen worden in- of uitgeschakeld via een proces dat methylering wordt genoemd) terwijl de kinderen reageerden. Met behulp van deze genoombrede benadering, ze identificeerden meer dan 300 genen en 200 CpG-plaatsen (gebieden waar DNA kan worden geactiveerd of geïnactiveerd door methylering) die verband houden met de ernst van de reactie. Door deze gegevens te combineren met behulp van integratieve netwerken, het team karakteriseerde ook de belangrijkste interacties tussen genexpressie, CpG-sites, en ernst van de reactie.
Ze identificeerden niet alleen nieuwe genen die verband houden met de ernst van pinda-allergie, maar ze slaagden er ook in om manieren te karakteriseren waarop deze genen interageren met andere genen en CpG-plaatsen tijdens allergische reacties om biologische processen te reguleren. "Het was erg spannend om multi-omics toe te passen om te ontdekken hoe genen en methylatieplaatsen op elkaar inwerken om de ernst van de reactie te beïnvloeden bij deze pinda-allergische kinderen, " zegt Anh Do, doctoraat, hoofdauteur van de studie en postdoctoraal onderzoeker in het Bunyavanich Lab.
Een van de inzichten is dat hoewel de bevindingen erkende rollen voor adaptieve immuniteit bij allergie ondersteunen, ze suggereren ook dat door neutrofielen (een type witte bloedcel) gemedieerde immuniteit een prominente rol speelt bij de ernst van de reactie.
We weten dat door neutrofielen gemedieerde immuniteit deel uitmaakt van immuunreacties, en deze studie suggereert dat het een centrale rol kan spelen in de ernst van pinda-allergische reacties."
Dr. Supinda Bunyavanich, senior auteur van de studie
Aanvullend, een van de oorzaken van de ernst van de reactie die het team identificeerde, het gen ARG1, kan worden geremd door arginaseremmers, een type geneesmiddel dat wordt bestudeerd voor vele ziekten. De bevinding van deze studie suggereert dat het ook een potentieel doelwit kan zijn voor de behandeling van pinda-allergie.
Dr. Bunyavanich hoopt dat toekomstige studies biomarkers zullen identificeren die kunnen voorspellen wie waarschijnlijk ernstige reacties zal hebben zonder ze eerst aan pinda's bloot te stellen. Maar ondertussen, ze stelt dat deze studie "hopelijk mensen uitdaagt om met een bredere lens na te denken over voedselallergie."