Новый подход к снижению кошачьего аллергена FEL D1

Более 50 миллионов кошек бродят по домам. Для многих людей кошки — приятные, любопытные компаньоны, но по крайней мере для 10% взрослых они означают зуд кожи, слезящиеся глаза и чихание — в основном постоянные страдания. В первую очередь это связано с белком под названием Fel d 1, и ученые используют различные подходы, чтобы попытаться изменить его.

Белок Fel d 1 вырабатывается в основном в слюне, коже, мехе, анальных и сальных железах. Кошки распространяют его, выполняя обильные ритуалы уборки, а также сбрасывая шерсть и перхоть. Это основная причина аллергических реакций на кошек, которые могут варьироваться от легко раздражающих до угрожающих жизни анафилактических реакций.

С древних времен кошкам поклонялись и почитали, даже обращались с ними как с членами королевской семьи, и любой любитель кошек знает, что это не сильно изменилось. На самом деле, владельцы домашних животных, страдающие аллергией, пойдут на все, чтобы найти способ жить со своими кошками. Они варьируются от безрецептурных лекарств, таких как кларитин и зиртек, до прививок от аллергии (иммунотерапия) и навязчивых ритуалов очистки, которые конкурируют с ритуалами их кошек. Некоторые также могут укрепить иммунитет или, по крайней мере, смягчить чрезмерно активный иммунный ответ с течением времени, чтобы уменьшить белок Fel d 1.

К сожалению, многие кошки по-прежнему ежегодно отдаются или сдаются в приюты из-за аллергии. По данным Американского общества по предотвращению жестокого обращения с животными, каждый год около 3,2 миллиона кошек помещаются в приюты, в основном из-за аллергии.

Теперь компании и ученые пытаются перевернуть сценарий, заменив кошку человеком. Эта тенденция, возможно, началась с гиганта кормов для домашних животных Purina, который недавно выпустил Pro Plan LiveClear, который, по утверждению компании, может снизить уровень белка Fel d 1 на 47% через три недели. Это было бы на 47% меньше страданий для аллергиков.

Этот подход использует взаимодействие антител с аллергеном для нейтрализации белка в слюне кошки при контакте с пищей, прежде чем он сможет распространиться по воздуху. Новая кухня, выпущенная весной 2020 года, была разработана после того, как исследования показали, что у 97% кошек, получавших диету с яичным продуктом, содержащим антитела против Fel d1 IgY, наблюдалось активное снижение содержания белка в их шерсти и перхоти.

Такие компании, как Indoor Biotechnologies в Вирджинии, используют передовые научные методы, чтобы не только уменьшить количество экспрессируемого белка, но и полностью исключить его.

Биотехнологическая компания, основная деятельность которой связана с обнаружением, тестированием и очисткой аллергенов, использует редактирование генов CRISPR, чтобы попытаться удалить белок Fel d 1 из кошачьих клеток.

Команда начала с секвенирования двух генов, цепи 1 и 2, которые кодируют аллерген в 50 образцах тканей, предоставленных SPCA в результате процедур стерилизации и стерилизации.

Ранние данные, опубликованные в журнале «Аллергия и клиническая иммунология» в феврале 2020 г., показывают перспективность подхода CRISPR.

«Наилучшая эффективность, которую мы имеем до сих пор, — это нокаут гена на 55%, которым мы были очень довольны. С кошачьими клетками не так просто работать, поэтому нокаут 55% — это неплохо», — сказала Николь Брэкетт, руководитель проекта и научный сотрудник Indoor Biotechnologies.

Брэкетт и ее команда достигли этих результатов на уровне ДНК, используя эпителиальные клетки почек, которые не экспрессируют белок Fel d 1. Следующим шагом будет подтверждение того, что они могут делать это на уровне белка в клетках, где действительно экспрессируется Fel d 1.

Конечной целью является не создание дизайнерских котят, хотя Брэкетт сказал, что это возможно. Вместо этого компания стремится разработать препарат на основе CRISPR для редактирования ДНК существующих кошек. Родители-аллергики посещали своего ветеринара для инъекции потенциального лекарства и приводили домой гипоаллергенную кошку.

При таком подходе, как и при многих других научных достижениях, возникает вопрос: этично ли это? Ответ, по-видимому, заключается в той роли, которую белок играет в общем здоровье и благополучии кошки, что в настоящее время неизвестно.

«Исходя из того, где экспрессируется [Fel d 1], есть предположение, что, возможно, он играет какую-то роль в защите кожи или действует как феромон для химической связи между кошками», — сказал Брэкетт.

Команда расширила свой анализ последовательности, включив в него 24 экзотических кошки, и увидела первоначальные результаты, указывающие на то, что белок Fel d 1 может не быть необходимым для выживания кошки.

«Последовательности генов, по-видимому, не так уж хорошо сохранились в ходе эволюции, что говорит о том, является ли ген существенным», — сказал Брэкетт. «Важный ген, который необходим для выживания или жизнеспособности, обычно не сильно меняется в процессе эволюции, и мы наблюдаем изменения между экзотическими и домашними кошками, которые предполагают, что, возможно, эти последовательности не сохраняются, и, возможно, белок не является существенным».

Отрывок из статьи:

Домашние кошки, Felis catus, являются одним из основных источников бытовых аллергенов, ответственных за различные аллергии, в том числе респираторные заболевания. значительная часть людей, страдающих аллергией.Владение кошками довольно распространено в западных странах; почти четверть домохозяйств в США и Европе имеют домашнюю кошку, и можно разумно предположить, что в некоторых из этих домохозяйств будут люди с аллергией на кошек. Следовательно, борьба с кошачьими аллергенами ложится тяжелым бременем на этих людей.

Кошки производят ряд потенциальных аллергенов. На сегодняшний день десять аллергенов, узнаваемых по их взаимодействию со специфическими IgE, идентифицированы в экстрактах, полученных из кошачьей шерсти, слюны, сыворотки и мочи.8,9 Более того, восемь из этих аллергенов, Fel d1–8, были зарегистрированы в Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) и Международный союз иммунологических обществ (IUIS).1 Из них Fel d1 является наиболее важным аллергеном, к которому сенсибилизировано большинство людей с аллергией на кошек.10,11 Fel d1 представляет собой гликопротеин с молекулярной массой 35–39 кДа. вырабатывается в основном слюнными и сальными железами у кошек.12 Хотя точная биологическая роль Fel d1 еще не определена, предполагается, что он выполняет множество функций, таких как защита кожи или транспорт липидов, особенно стероидов, гормонов и феромонов. 1 Fel d1 переносится на шерсть, когда кошка ухаживает за собой, и впоследствии выпадает вместе с шерстью и перхотью. Из-за своего небольшого размера и молекулярной структуры Fel d1 может находиться в воздухе в течение длительного периода времени, а также прилипать к тканям и домашней мебели,13,14 тем самым увеличивая вероятность воздействия. При воздействии на сенсибилизированных людей несвязанная форма Fel d1, называемая в этом отчете активным Fel d1 (aFel d1), связывает IgE и приводит к дегрануляции тучных клеток, тем самым инициируя каскад аллергических реакций.

В большинстве случаев подходы к лечению аллергии на кошек носят паллиативный характер и состоят из противоаллергических препаратов (например, антигистаминных или противоотечных средств) или избегания воздействия путем ограничения доступа, физического удаления кошки и улучшения качества воздуха с помощью фильтровальных установок. Другим направлением лечения является иммунотерапия аллергенами, которая в принципе включает воздействие возрастающего количества аллергенов для десенсибилизации человека и индукции иммунной толерантности. аллергия на кошек.16 Более того, этот процесс является длительным, противопоказанным при таких состояниях, как астма, и ограничивает стоимость.

В подходе авторов к управлению кошачьими аллергенами используется взаимодействие антитело-антиген путем создания антител против Fel d1 с использованием птичьей системы IgY. Птичий IgY эквивалентен IgG млекопитающих и естественным образом вырабатывается у домашних птиц, таких как куры, в ответ на антигены. Эти антитела переносятся в яйцо, где они обеспечивают пассивный иммунитет вылупившихся детенышей. Эти антиген-специфические антитела IgY впоследствии присоединяются к антигенам-мишеням и нейтрализуют или маркируют их для разрушения клетками иммунной системы. Использование птичьего IgY не является новым открытием: он уже использовался для многочисленных применений на животных и людях.Однако элемент новизны подхода авторов заключается в том, что вместо введения антител IgY пациенту-человеку , это исследование направлено на включение антител IgY против Fel d1 в рацион кошек с помощью безопасного и питательного яичного продукта с целью нейтрализации aFel d1 в кошачьей слюне. Хотя не ожидалось, что такой подход изменит количество секретируемого Fel d1, была выдвинута гипотеза, что он уменьшит количество aFel d1, попадающее на волосы во время ухода за шерстью и рассеивающееся в окружающей среде кошки.

В этой статье (читать полностью) докладчики рассматривают и делятся некоторыми данными, представленными в четырех постах на Конгрессе Европейской академии аллергии и клинической иммунологии (EAACI), проходившем с 1 по 5 июня 2019 года в Лиссабоне, Португалия.

В то время как типичные подходы к лечению кошачьей аллергии включали либо десенсибилизацию пациентов с аллергией на кошек, либо смягчение аллергических симптомов, этот подход был уникальным в том смысле, что авторы стремились нейтрализовать основной кошачий аллерген, Fel d1, после его производства, но до воздействия на человека. , путем включения ингредиента яичного продукта, содержащего антитела IgY против Fel d1, в рацион кошки. В нашей серии исследований был продемонстрирован механизм, с помощью которого анти-Fel d1 IgY связывается с кошачьим слюнным Fel d1 и предотвращает его связывание с человеческим IgE, тем самым ограничивая последующую аллергическую реакцию, опосредованную тучными клетками. Кроме того, было показано, что кошки, получавшие диету с ингредиентом яичного продукта, содержащим анти-Fel d1 IgY, имеют более низкие уровни aFel d1 в слюне и шерсти. Однако наиболее клинически значимые из этих данных показали улучшение назальных и некоторых глазных симптомов у людей, сенсибилизированных к Fel d1 при таком подходе. Этот набор результатов предлагает доказательство концепции нового и передового подхода к лечению аллергии у людей, сенсибилизированных к Fel d1. Потребуются дальнейшие исследования, чтобы продемонстрировать полезность этого подхода для борьбы с аллергенами кошек в домашних условиях.