I ett helt nytt tillvägagångssätt för behandling av astma och allergier, en biologiskt nedbrytbar nanopartikel fungerar som en trojansk häst, gömmer ett allergen i ett vänligt skal, för att övertyga immunsystemet att inte attackera det, enligt ny Northwestern Medicine-forskning. Som ett resultat, den allergiska reaktionen i luftvägarna stängs av på lång sikt och ett astmaanfall förhindras.

Tekniken kan appliceras på matallergier också. Nanopartikeln testas för närvarande i en musmodell av jordnötsallergi, liknande matallergi hos människor.

"Fynden representerar en roman, säkert och effektivt långsiktigt sätt att behandla och potentiellt "bota" patienter med livshotande luftvägs- och födoämnesallergier, " sa seniorförfattaren Stephen Miller, Judy Gugenheim forskningsprofessor i mikrobiologi-immunologi vid Northwestern University Feinberg School of Medicine. "Detta kan eliminera behovet av livslång användning av mediciner för att behandla lungallergi."

Det är första gången denna metod för att skapa tolerans i immunsystemet har använts vid allergiska sjukdomar. Tillvägagångssättet har använts vid autoimmuna sjukdomar inklusive multipel skleros och celiaki i tidigare preklinisk nordvästra forskning.

Astmaallergistudien var på möss, men tekniken går vidare till kliniska prövningar av autoimmun sjukdom. Nanopartikelteknologin utvecklas kommersiellt av Cour Pharmaceuticals Development Co., som arbetar med Miller för att föra detta nya tillvägagångssätt till patienter. En klinisk prövning som använder nanopartiklarna för att behandla celiaki är under utveckling.

Tidningen kommer att publiceras den 18 april i Proceedings of the National Academy of Sciences .

"Det är en universell behandling, " sa Miller. "Beroende på vilken allergi du vill eliminera, du kan ladda nanopartikeln med ragweedpollen eller ett jordnötsprotein."

Nanopartiklarna är sammansatta av en FDA-godkänd biopolymer som kallas PLGA som inkluderar mjölksyra och glykolsyra.

En senior författare är också Lonnie Shea, adjungerad professor i kemisk och biologisk teknik vid Northwesterns McCormick School of Engineering och i obstetrik och gynekologi vid Feinberg, och ordförande för biomedicinsk teknik vid University of Michigan.

När den allergenladdade nanopartikeln injiceras i blodomloppet hos möss, immunsystemet bryr sig inte om det eftersom det ser partikeln som ofarligt skräp. Sedan konsumeras nanopartikeln och dess dolda last av en makrofag, i huvudsak en dammsugare cell.

"Dammsugaren presenterar allergenet eller antigenet för immunsystemet på ett sätt som säger, 'Inga problem, det här hör hemma här, "" sa Miller. Immunsystemet stänger sedan av sin attack på allergenet, och immunförsvaret återställs till det normala.

Allergenet, i detta fall äggprotein, administrerades i lungorna på möss som har förbehandlats för att vara allergiska mot proteinet och som redan hade antikroppar i blodet mot det. Så när de åter exponerades för det, de svarade med en allergisk reaktion som astma. Efter att ha behandlats med nanopartikeln, de hade inte längre ett allergiskt svar på allergenet.

Tillvägagångssättet har också en andra fördel. Det skapar en mer normal, balanserat immunförsvar genom att öka antalet regulatoriska T-celler, immunceller som är viktiga för att känna igen luftvägsallergenerna som normala. Denna metod stänger av den farliga Th2 T-cellen som orsakar allergin och utökar det goda, lugnande regulatoriska T-celler.