Opatentowany test uwalniania mediatorów MRT (Mediator Release Test): kompleksowy test z krwi do wykrywania stanów zapalnych wywoływanych nadwrażliwością na pokarmy i chemiczne dodatki do żywności

Mark J. Pasula, PhD

Wprowadzenie

Wiele przewlekłych stanów zapalnych jest efektem nadwrażliwości na pokarmy oraz chemiczne dodatki do żywności, które odgrywają pierwotną lub wtórną rolę w wywoływaniu oraz podtrzymywaniu procesu zapalnego (Tabela 1.).

Pełna identyfikacja nadwrażliwości pokarmowych może mieć istotny wpływ na tempo i kompletność diagnozy lekarskiej. Może również poprawić skuteczność innych terapii, poprzez wyeliminowanie substancji permanentnie wywołujących stan zapalny.

Tabela 1. Schorzenia i dolegliwości, w których nadwrażliwości na pokarmy
mogą być pierwotną lub wtórną przyczyną

Żołądkowo-jelitowe

  • Zespół jelita drażliwego
  • Biegunka czynnościowa
  • GERD
  • Choroba Leśniowskiego-Crohn`a
  • Wrzodziejące zapalenie jelita grubego
  • Mikroskopowe zapalenie jelita grubego
  • Limfocytarne zapalenie jelita grubego
  • Zespół cyklicznych wymiotów

Ginekologiczne

  • Zespół policystycznych jajników

Mięśniowo-szkieletowe

  • Fibromialgia
  • Choroby zapalne stawów
  • Zespół przewlekłego zmęczenia

Neurologiczne

  • Migrena
  • ADD/ADHD
  • Zaburzenia ze spektrum autyzmu
  • Padaczka
  • Depresja
  • Bezsenność
  • Zespół niespokojnych nóg

Hormonalne

  • Cukrzyca typu II
  • Zespół metaboliczny
  • Otyłość

Dermatologiczne

  • Atopowe zapalenie skóry
  • Trądzik
  • Łuszczyca

Definicja nadwrażliwości pokarmowej

Nadwrażliwość pokarmową można zdefiniować jako nieinfekcyjną reakcję prozapalną wywołaną specyficznym pokarmem lub jego składnikiem, w którą nie są zaangażowane przeciwciała IgE odpowiedzialne za reakcjię alergiczną typu 1.
Proces zapalny wywoływany przez pożywienie jest znacznie bardziej złożony niż alergia pokarmowa IgE zależna.
Liczne mechanizmy poprzez aktywację komórek, uwalniają mediatory stanu zaplanego, powodując szeroki zakres objawów i dolegliwości. Przyczyniąją się one do sklasyfikowania reakcji nadwrażliwości do kategorii niepożądanych rekacji na pokarm (Diagram 1).

Diagram 1. Sposób w jaki pokarmy wywołują stan zapalny

Odporność wrodzona reguluje reakcje nadwrażliwości na gluten

W 2011 r. Fasano i wsp. opublikowali badania dokumentujące nowy typ niepożądanej reakcji na gluten – nadwrażliwość na gluten (GS). Ustalono, iż GS wyraźnie różni się od celiakii pod wieloma istotnymi względami wymienionymi poniżej:

  1. Ekspresja TLR–2 wykazała, że nadwrażliwość na gluten jest regulowana przez układ odporności wrodzonej.
  2. Przepuszczalność jelit była wyraźnie mniejsza w porównaniu z grupą kontrolną (osoby zdrowe) oraz pacjentami
    z celiakią.
  3. Zaobserwowano poziom reakcji zapalanej od niskiego do umiarkowanego bez widocznych uszkodzeń tkanek.
  4. Stwierdzono mniejsze śródnabłonkowe nacieki limfocytarne.

Nie można nie docenić wagi historycznej tego badania. Dopóki nie zostały ujawnione te zależności, badacze reakcji alergicznych lekceważyli znaczenie wrodzonego systemu odpornościowego. Uważano, iż nie ma on żadnego wpływu na stany zapalne indukowane dietą. Zapadalność na GS jest od 6 do 8 razy wyższa w porównaiu z występowaniem choroby trzewnej i dotyczy około 15 do 20 milionów amerykanów.
Warto zauważyć, że większość najczęściej zlecanych badań z krwi mających pomóc w identyfikacji pokarmów wywołujących niepożądane reakcje, to testy wykrywające specyficzne dla pokarmów przeciwciała klasy IgG. Jest to odpowiedź adaptacyjnego układu odpornościowego – typu 4: opóźniona reakcja nadwrażliwości, regulowana przez pobudzone limfocyty T (transformacja limfocytarna).
Warto również zauważyć, że zaobserwowane w tym badaniu u pacjentów z GS kliniczne objawy (mgła mózgowa, bóle mięśniowo-stawowe, bóle głowy, biegunka, itp.) były zgodne z objawami zgłaszanymi od dziesięcioleci przez osoby cierpiące na nadwrażliwość pokarmową. Dalsze badania potwierdziły odkrycie, iż nadwrażliwość na gluten jest regulowana przez odporność wrodzoną [1-4].

Stany zapalne oraz objawy zależne od uwalniania mediatorów

Wszystkie kliniczne i subkliniczne objawy wywołane przez stany zapalne prowokowane pożywieniem są bezpośrednim wynikiem uwolnienia z różnego typu białych krwinek mediatorów reakcji prozapalnych i bólotwórczych (indukujących ból). Bez uwolnienia histaminy, cytokin, prostaglandyn, leukotrienów i wielu innych substancji, nie byłoby uszkodzeń tkanek, aktywacji receptorów bólowych, skurczów mięśni gładkich, ani żadnych innych negatywnych skutków występujących w stanach zapalnych indukowanych pożywieniem.
To stwierdzenie dotyczy wszystkich dietozależnych stanów zapalnych takich jak: alergie pokarmowe, reakcje autoimmunologiczne wywoływane pożywieniem lub nadwrażliwości pokarmowe oraz inne, w których potencjalnie może dojść do uruchomienia tych mechanizmów.

Identyfikacja przeciwciał wywołujących nadwrażliwość na pokarmy i dodatki do żywności

Terapia nadwrażliwości pokarmowej rozpoczyna się od identyfikacji pokarmowych czynników spustowych
oraz wywołujących nadwrażliwości dodatków do żywności. Nastepnie, stosuje się formy eliminacji – dieta rotacyjna lub eliminacyjna. Bardziej dokładni praktycy zwiększają wartość kliniczną terapii poprzez identyfikację i usuwanie pokarmów powodujących reakcje prozapalne.
Większość testów z krwi stworzonych do identyfikacji nadwrażliwości na pokarmy oraz dodatki do żywności ogranicza się do badania jednego mechanizmu lub konkretnej części procesu zapalnego, które mogą ale nie muszą być zaangażowane
w trwający proces zapalny, w związku z tym nie zawsze są istotne klinicznie. Przeciwciała specyficzne dla pokarmów inne niż IgE nie wykazują silnej korelacji ze stanami zapalnymi i ich objawami.
IgE zgodnie ze swoją funkcją rozpoczyna degranulację mastocytów w procesie alergicznym i wykazuje akceptowalną ale nie doskonałą korelację z poziomem odpowiedzi prozapalnej oraz z nasileniem objawów klinicznych. Inne testy wykonywane w przypadku niepożądanych reakcji na pokarmy, badające poziom przeciwciał (IgG, IgM, IgA) nie dają akceptowalnej korelacji z przebiegiem stanu zapalnego i objawami klinicznymi [5,8].

Funkcje przeciwciał odpornościowych innych niż IgE

Wydaje się, że funkcją przeciwciał specyficznych dla pokarmów, innych klas niż IgE, jest przede wszystkim usuwanie antygenów pokarmowych i makromolekuł poprzez tworzenie kompleksów immunologicznych, a ich udział w reakcjach zapalnych jest niewielki.
Jeżeli specyficzne dla pokarmów przeciwciała klasy IgG, IgM, IgA wywołują działanie prozapalne, to najprawdopodobniej wynika to z czynników wpływających na środowisko wewnętrzne takich jak wytwarzanie zbyt wielu małych kompleksów immunologicznych lub kompleksów odkładających się w tkankach, co powoduje agresję ze strony komórek układu odpornościowego. Oznaczenie ilościowe specyficznych przeciwciał klas IgG, IgM, IgA nie daje informacji o wielkości kompleksów immunologicznych oraz o tym czy odkładają się w tkankach. Dodatkowo w IgE zależnych alergiach wziewnych zaobserwowano, że wzrost poziomu IgG specyficznego dla alergenu wykazuje działanie przeciwzapalne [9,10].
Oznaczanie przeciwciał nie daje możliwości testowania istotnej z klinicznego punktu widzenia grupy reakcji na chemiczne dodatki do żywności. Dlatego informacje dostarczane przez powszechnie dostępne testy na nadwrażliwości pokarmowe mają ograniczoną wartość kliniczną.

Białe krwinki punktem wyjścia reakcji immunologicznych

Białe krwinki odgrywają kluczową rolę w procesie zapalnym wywołanym pożywieniem. Neutrofile, monocyty, eozynofile, komórki tuczne i różnego typu limfocyty podczas reakcji patogennych uwalniają mediatory.
W odpowiedzi immunologicznej wrodzonej jako pierwsze reagują neutrofile i monocyty/makrofagi (Rysunek 1) [18,25]. Inne komórki, takie jak tkankowe komórki tuczne, eozynofile i limfocyty są zaangażowane w mechanizmy związane zarówno z odpowiedzią wrodzoną jak i adaptacyjną. Niezależnie od tego czy reakcja jest regulowana przez wrodzony czy adaptacyjny układ odpornościowy to uwolnienie mediatorów przez białe krwinki jest immunologicznym punktem wyjścia dla wszystkich dietozależnych stanów zapalnych.
Podwyższenie poziomu różnych markerów reakcji zapalnej (hs-CRP, IL-15, PGE3 i wielu innych), a także udział białych krwinek, zostały udokumentowane w wielu stanach związanych z nadwrażliwością pokarmową.
W przypadku wrzodziejącego zapalenia jelita grubego i IBS typu biegunowego, poprzez pomiar poziomu mieloperoksydazy i białka kationowego eozynofili potwierdzono aktywność neutrofili i eozynofili. Wykazano, iż w niektórych przypadkach chronicznych zaparć dochodzi do naciekania ściany okrężnicy przez eozynofile [27,28]. Udowodniono, że komórki NK i K są aktywne w dietozależnych migrenach [14,15].

Rysunek 1. Schemat reakcji komórek wywołujących wrodzoną reakcję zapalną. Pierwszymi komórkami, które typowo reagują na przenikające przez nabłonek „niepożądane” antygeny, są makrofagi i neutrofile. Podejmują zadanie zniszczenia wrogich patogenów/ antygenów, co powoduje uwolnienie wielu cytokin oraz innych prozapalnych mediatorów.

Uwolnienie mediatorów powoduje zmiany w objętości białych krwinek

Podczas reakcji zapalnej komórki fagocytarne identyfikują problematyczne antygeny jako obce, atakują je, fagocytują
i eliminują. Podczas tego procesu, niezależnie od tego jakie krwinki były zaangażowane, uwalniane są cytoplazmatyczne
i chemiczne mediatory, co powoduje zmianę objętości reagujących komórek. To stwierdzenie jest prawdziwe dla wszystkich komórek mających zdolność uwalniania mediatorów. Zmiany objętościowe są zazwyczaj subtelne, w zakresie od 5 do 30 fl. (Rysunek 2).

Rysunek 2. Degranulacja otrzewnowych komórek tucznych. Uwolnienie mediatorów zawsze powoduje zmiany objętości reagujących komórek.

Opatentowany Test Uwalniania Mediatorów (MRT)

MRT – Test Uwalniania Mediatorów stworzony przez Oxford Biomedical Technologies jest nowym funkcjonalnym testem
z krwi identyfikującym nadwrażliwość na pokarmy oraz chemiczne dodatki do żywności. Wykorzystuje się w nim dwie zaawansowane metody pomiarowe: cytometrię przepływową i impedancję wstążki (metodę wstążki). MRT jest jedynym na świecie testem, który bada na wejściu komórkową reakcję na pokarmy, substancje chemiczne i inne obce substancje określając ilościowo stopień nasilenia reakcji zapalnej i równolegle pokazuje, który typ komórek reaguje. MRT posiada największą wartość diagnostyczną ze wszystkich dostępnych komercyjnie testów na nadwrażliwość pokarmową.

Wyższość impedancji wstążki nad normalną impedancją

Metoda wstążki jest opatentowaną i stworzoną przez Oxford Biomedical Technologies metodą opartą na pomiarze impedancji. Polega ona na rezygnacji z linii bazowej i wartości progowej, które są wykorzystywane w każdej metodzie opartej o pomiary (wielkości) za pomocą impedancji (Rysunek 3) [16,17]

Rysunek 3. Różnica w precyzji pomiędzy typowym pomiarem bazującym na impedancji i wyższą technologią, która bazuje na linii podstawowej i punkcie odcięcia oraz opatentowanej metodzie wstążki, co pozwala na oznaczenie prawdziwej objętości każdej komórki.

Wyżej wspomniane metody wykorzystujące przy pomiarach impedancji linię bazową oraz wartość progową mają trzy główne wady:

  1. Nieprawidłowo odczytują wielkość komórki kiedy komórki różnej wielkości przechodzą przez aperturę bardzo blisko siebie.
  2. W konwencjonalnych metodach opartych na impedancji używających linii bazowej, pomiar rozpoczyna się od poziomu wartości progowej, a nie od momentu rzeczywistego startu przejścia przez aperturę.
  3. Są one zdolne jedynie do pomiarów zmian wielkości cząstki w 2 D, a nie zmian objętościowych w 3D.

Metoda wstążki jest niezwykle precyzyjna dzięki temu, iż w momencie przechodzenia przez aperturę mierzy cały przepływ płynu oraz komórek milion razy na sekundę. Ponieważ wstążka identyfikuje prawdziwy początek oraz punkt końcowy dla każdej przechodzącej komórki (Rysunek 3) może ustalić objętość wszystkich zbadanych komórek. Wykorzystanie metody wstążki daje MRT niesamowitą precyzję i dokładność co stawia go ponad innymi testami opartymi na tych samych zasadach pomiaru impedancji w diagnostyce nadwrażliwości pokarmowej.

Cytometria przepływowa dostarcza istotnych danych klinicznych

Metody oparte o pomiar wielkości za pomocą impedancji nie potrafią różnicować typów krwinek o zbliżonych rozmiarach (Rysunek 4). Użycie w analizatorze MRT III zaawansowanej metody pomiarowej, jaką jest cytometria przepływowa, dostarcza danych z kolejnego obszaru, który pozwala użytkownikom, uzyskać istotne dane diagnostyczne. Cytometria pozwala na jednoczesny pomiar wszystkich typów krążących we krwi białych krwinek (neutrofili, monocytów, eozynofili, limfocytów). Jest to bardzo istotne, gdyż różne rodzaje leukocytów mogą reagować niezależnie od siebie.
Na przykład monocyty które stanowią od 1 do 7% białych krwinek, mogą silnie reagować na antygen kompletnie obojętny dla pozostałych grup leukocytów. W ten niezależny sposób może reagować każda grupa białych krwinek.
Jeżeli neutrofile, które stanowią od 55% do 75% całkowitej liczby białych krwinek, biorą udział w około 3% reakcji (co byłoby zaklasyfikowane jako niereaktywne), a monocyty uczestniczą w 50% reakcji (co byłoby zaklasyfikowane jako silnie reaktywne), to reakcja monocytów może być klinicznie nieistotna ze względu na relatywnie mniejszą niż całkowita skumulowana reaktywność (lub niereaktywność) neutrofili.
Ponieważ MRT może różnicować, która grupa komórek reaguje jest on jedyną metodą diagnostyczną mogącą dostarczyć informacji na ten temat (Rysunek 5). Tym samym MRT staje się dla jego użytkowników i ich pacjentów narzędziem diagnostycznym najwyższej klasy.

Rysunek 4. Rozdział poszczególnych typów komórek na podstawie ich objętości mierzonej przy pomocy metody bazującej na impedancji. Metoda ta nie pozwala na różnicowanie wszystkich klas leukocytów ze względu na podobne rozmiary różnego typu granulocytów i monocytów.

Rysunek 5. Rozdział leukocytów uzyskany przy pomocy opatentowanej, cytometrycznej metody MRT. Jedynie ta metoda pozwala na pełne zróżnicowanie typów komórek
i zmian ich objętości. Daje to niespotykaną dotąd informację dla lekarzy.

Przewaga MRT nad innymi testami na nadwrażliwość pokarmową

Test oferuje kilka istotnych korzyści, co daje mu przewagę nad innymi testami badającymi nadwrażliwość pokarmową:

  1. MRT jest funkcjonalnym pomiarem stanów zapalnych o podłożu nadwrażliwości, a nie tylko pomiarem potencjalnego wyzwalacza, którego wartość diagnostyczna nie jest jednoznaczna.
  2. MRT jest testem punktu wyjścia może on zmierzyć najszerszy zakres mechanizmów wyzwalających zarówno wrodzonego jak i adaptacyjnego układu odpornościowego, zaangażowanych w reakcje nadwrażliwości.
  3. MRT może badać reakcje na pokarmy, dodatki do żywności i inne substancje.
  4. MRT ze względu na trójwymiarowy pomiar objętości może wiarygodnie określić ilościowo stopień odpowiedzi zapalnej. Zapewnia wgląd w reakcje zależne od dawki i przebiegające subklinicznie. Są one istotne klinicznie, ale praktycznie nie do zidentyfikowania bez MRT.
  5. MRT jest połączeniem opatentowanej technologii opartej o pomiar impedancji z zaawansowaną cytometrią przepływową jest jedynym testem z krwi badającym nadwrażliwość pokarmową, który pozwala na jednoczesną, niezależną identyfikację reakcji różnych typów komórek (monocytów, neutrofili, eozynofili, limfocytów). Jest to niezwykle ważne ze wzgledu na reakcje różnego typu krwinek w sposób spontaniczny, niezależny od pozostałych.

Test MRT pokonał większość immunologicznych i / lub klinicznych wyzwań związanych z identyfikacją substancji wyzwalających. W związku z tym zapewnia użytkownikom i ich pacjentom nowy poziom wglądu w procesy zapalne wywołane przez żywność. Zwiększa to efektywność terapeutyczną i sprawia, że tworzenie przeciwzapalnego planu żywieniowego staje się łatwiejsze i bardziej wydajne.

Bibliografia

  1. Sapone A, Lammers KM, Casolavo V, et al. Divergance of gut permeability and mucosal immune gene expression in two gluten-associeted conditions: celiac disease and gluten sensivity. BMC Med. 2011;9:23.
  2. Carroccio A, Mansueto P, Iacono G, et al. Nonceliac wheat sensivity diagnosed by double-blind placebo-controled challenge: exploring a new clinical entity. AM J Gastroenterol. 2012;107 (12):1898-1906.
  3. Sapone A, Bai JC, Ciacci C, et al. Spectrum of gluten-related disorers: consensus on new nomenclature and classification. BMC Med. 2012;10:13.
  4.  Brottveit M, Beitnes AC, Tollefsen S, et al. Mucosal cytokine response after short-term gluten challenge in celiac disease and nonceliac gluten sensivity. AM J. Gastroenterol. 2013 May;108(5):842-850.
  5. Australian Society of Clinical Immunology and Allergy. Unorthodox technicues for the diagnosis and treatment of allergy, asthma and immune disease. Position statement [Web page]. ASCIA. http://www.allergy.org.au/pospapers/unorthodox.htm.
  6. Allergy Society of South Africa. Position statement [online document]. http://www.mm3admin.co.za/documents/docmanager/8e7be0a4-2b8d-453f-875e-cd1e5132b829/00015032.pdf
  7. National Institute of Allergy and Infectious Disease. Guidelines for the Diagnosis and Management for Food Alllergy in the United State. Available at http://www.niaid.nih.gov/topics/foodallergy/clinical/Pages/default.aspx
  8. Carr S, Chan E, Lavine E, Moote W, et al. CSACI position statement on the testing of food-specific IgG. Allergy Asthma Clin immunol. 2012;8:12. Available at http://www.aacijournal.com/content/8/1/12.
  9. Nimmerjan F, Ravetch J. The antiinflammatory activity of IgG: the intravenous IgG paradox. J Exp Med. January 16, 2007:204(1):11-15
  10. Strait R, Morris S, Finkelman F. IgG-blocking antibodies inhibit IgE-mediated anaphylaxis in vivo through both antigen interception and FcRIIb cross-linking. J Clin Invest. 2006;116(3):811-834.
  11. Kristjansson G, Venge P, Wanders A, Loof L, Hallgren R. Clinical and subclinical intestinal inflammation assessed by the mucosal patch technique: studies of mucosal neutrophil neutrophil and eosinophil activation in imflammatory bowel diseases and irritable bowel syndrome. Gut. 2004 Dec;53(12):1806-1812.
  12. Santos J, Bayarri C, Saperas E, et al. Characterisation of immune mediator release during the immediate response to segmental mucosal challenge in the jejunum of patients with food allergy. Gut. 1999;45(4):553-558.
  13. Anderson JA. Mechanism in adverse reactions to food: The brain. Allergy. 1995;50 (20 Suppl):78-81.
  14. Munno I, Centonze V, Marinaro M et al. Cytokines and migraine: increase of IL-5 and IL-4 plasma levels. Headache. 1998;38(6):465-467.
  15. Martelletti P, Sutherland J, Anastasi E, Di Mario U, Giacovazzo M. Evidence for an immune-mediated mechanism in food-induced migraine from a study on activated T-cells, IgG4 subclass, anti IgG antibodies and circulating immune complex. Headache. 1989;29(10):664-670.
  16. Pasula M, Nowak J. Paricle size measurment in suspensions: Part 1 – A laboratory method for exploring food allergies and sensitivites in illness. Am Clin Lab. 1999;18(4).
  17. Pasula M. Americam clinical laboratory. Particle size measurment in suspensions: Part 2 – An in vitro procedure for screening adverse reactions to foods and chemicals. Am Clin Lab. 1999;19(9).
  18. Parihar A, Eubank T, Doseff A. Monocytes and macrophages regulate immunity through dynamic networks of survival and cell death. J. Innate Immun. 2010;2(3):204-215.
  19. Smythes L, Seller M, Clements R, et al. Human intestinal macrophages display profound inflammatory anergy despite avoid phagocytic and bacteriocidal activity. J Clin Invest. 2005;115(1):66-75.
  20. Kantari C, Pederzoli-Ribeil M, Witko-Sarsat V, The role of neutrophils and monocytes in innate immunity. Contrib Microbiol. 2008;15:118-146.
  21. Chiba T, Umegaki K. Pivotal roles of monocytes/macrophages in stroke. Mediators Inflamm. 2013. Article ID 759103. doi:10.1155/2013/759103
  22. Fournier B, Parkos C. The role of neutrophils during intestinal inflammation. Mucosal Immunol. 2012;5(4):354-366.
  23. Beisner J, Stange E, Wehkamp J. Innate antimicrobial immunity in inflammatory bowel diseases. Expert Rev Clin Immunol. 2010;6(5):809-818.
  24. Pillay J,. Dual role of neutrophils in inflammation [dissertation]. Utrecht University;2011.
  25. Basran A, Jabeen M, Bingle L, et al. Roles of neutrophils in the regulation of the extent of human inflammation through delivery of IL-1 and clearance of chemokines. J Leukoc. Biol. 2013;93(1):7-19.
  26. King HC. Exploring the maze of adverse reactions to foods. J Ear Nose Throat.1994;73(4):237-241.
  27. Bueno L, Fioramonti J. Effects of inflammatory mediators on gut sensitivity. Can J Gastroenterol. 1999;13 Suppl A:42A-46A. Review.
  28. Bischoff SC. Mucosal allergy: role of mast cells and eosinophil granulocytes in the gut. Clin Gastroenterol. 1996;10(3):443-59. Review.
  29. Kraehenbuhl JP, Pringault E, Neutra MR. Intestinal epithelia and barrier functions. Aliment Pharmacol Ther. 1997;11 Suppl 3:3-8; discussion 8-9 Review.
  30. Bengtsson U, Nilsson-Balkäs U, Hanson LA, Ahlstedt S. Double blind, placebo controlled food reactions do not correlate to IgE allergy in the diagnosis of staple food related gastrointestinal symtoms. S Gut1996;39(1):130-135
Strona zapisuje pliki cookies. Przeczytaj więcej w Polityce prywatności.Akceptuję