По оценкам, три миллиона человек в Соединенных Штатах страдают аллергией на арахис и древесные орехи, поэтому более точный и надежный тест на аллергию может предотвратить госпитализацию и позволить лучше контролировать людей, страдающих аллергией на арахис.Три химика из Университета Коннектикута (UConn) разрабатывают более совершенный тест на аллергию на арахис, который, исходя из первоначальных результатов, во много раз более чувствителен, чем существующие процедуры.
Новый тест способен определить потенциальную интенсивность аллергической реакции пациента всего по нескольким каплям крови.Понимание того, как работает новый тест, требует базового понимания того, как возникают аллергические реакции.
Когда человек, страдающий аллергией, ест арахис, его иммунная система выделяет белок антитела, известный как иммуноглобулин E или IgE. Эти антитела борются с молекулами аллергенов арахиса, связываясь с ними и вымывая их из организма. Но высвобождение антител заставляет тканевые клетки в организме вырабатывать гистамин, который, в свою очередь, вызывает различные симптомы аллергии, такие как кожный зуд, насморк, кашель или хрипы. Чем больше выделяется антител, тем больше вырабатывается гистамина, тем сильнее аллергическая реакция человека.
«У пациента с серьезной аллергией и контакта с белком-аллергеном в организме будут образовываться антитела, которые должны оставаться там некоторое время», — говорит профессор Калифорнийского университета Джеймс Руслинг, специализирующийся на обнаружении белковых биомаркеров и использующий аналогичный процесс для обнаружения связанных белков. к раку. «Наша теория состоит в том, что уровень этих антител можно использовать для прогнозирования степени тяжести аллергии у пациента в любой момент времени».В то время как существующие тесты на аллергию на арахис обычно позволяют измерить антитела IgE, обнаруженные в образце крови, присутствие других биомолекул может исказить результаты, и они не всегда точны.
Тест на аллергию, разработанный Rusling, Mark Peczuh и Challa Vijaya Kumar, выявляет другие биомолекулы и измеряет наличие антител, которые связываются с очень специфическими фрагментами белка, называемыми пептидами, и углеводными остатками, обнаруженными в арахисе.«Традиционный метод измерения этих антител использует смесь всех белков арахиса, а не отдельные части», — говорит Печух, специалист по синтезу углеводов, чья дочь страдает аллергией на арахис. «Но некоторые вещества в смеси могут привести к показаниям, что у пациента аллергия, когда она или она нет. И обратное может быть правдой, когда результаты показывают, что у кого-то нет аллергии, хотя на самом деле это так».При исследовании своей новой системы химики из Калифорнийского университета протестировали три компонента из наиболее сильнодействующего аллергена арахиса.
Один образец представлял собой белковый пептид, другой — углеводный остаток, а третий был положительным контролем.Затем химики вводили в матрицу сыворотку крови пациентов, у которых была аллергия на арахис. Когда сыворотка крови плавала над образцами, антитела IgE вытягивались аллергенами и связывались ими.
Затем они могли измерить количество антител, чтобы определить, насколько сильной будет реакция человека на арахис. Чтобы улучшить систему, команда прикрепила магнитные шарики к образцам аллергенов. Гранулы захватывали IgE и усиливали окончательные измерения, позволяя им определять концентрации антител всего 0,5–1 пикограмм на миллилитр.Результаты тестов коррелировали с известными уровнями аллергии пациентов из других тестов, и команде было рекомендовано продолжить дальнейшее развитие этого подхода.
Амит Джоши Амит Джоши, аспирант Калифорнийского университета, выполнил большую часть экспериментов в первоначальном тесте.Хотя пробный тест был ограничен всего несколькими аллергическими компонентами из гликопротеинов арахиса, Руслинг говорит, что его можно расширить до скрининга более 20, что позволит получить еще более селективные результаты.
Хотя первоначальные результаты обнадеживают, до начала любого клинического использования теста еще далеко.«В конце концов, мы хотели бы использовать, возможно, пять различных образцов пептидов и углеводов, чтобы увидеть, как эти IgE связываются с ними», — говорит Руслинг. «Таким образом, мы могли определить четкий отпечаток чувствительности пациента к определенному аллергену».
Было несколько споров о роли углеводов в возникновении аллергии. Поскольку тест UConn позволяет тестировать как белковые пептиды, так и углеводные остатки, исследователи надеются, что его можно использовать, чтобы узнать больше о том, как конкретные белковые и углеводные эпитопы связываются с антителами, чтобы лучше понять, как вызываются аллергии.
«Мы надеемся, что это можно будет использовать в качестве аналитического инструмента для исследования фактической биологии аллергической реакции на арахис и другие продукты питания в целом», — говорит Руслинг. «Люди отметили, что определенные углеводы могут быть причиной аллергии, и мы хотели бы определить, вовлечены они или нет».