Mají vysoké riziko výskytu nežádoucích účinků i stupně toxicity.
I tak se v rámci diagnostiky a terapie alergií neúnavně testují. Zároveň totiž představují naději pro nemocné. Řeč je o nanomateriálech.
Úvod
Prevalence alergických onemocnění se za několik posledních dekád zvýšila, stejně jako jejich dopad na kvalitu života populace a náklady na zdravotní péči. Jejich obecné pojednání je ale poměrně složitý úkol – jde totiž o velmi heterogenní skupinu diagnóz jak ve smyslu klinických symptomů a mechanismů vývoje, tak i specifických oblastí uplatnění komorbidit.
Právě komorbidity mívají za následek nízkou senzitivitu nebo specificitu vyšetřovacích metod a špatnou reakci na léčbu, která se tak stává méně účinnou nebo zcela selhává ve snaze dostat nemoc pod kontrolu.
Nanotechnologie, zejména v posledních letech výrazně pronikající do medicíny, by mohly být potenciálním řešením. Jsou ale imunologie a alergologie opravdu vhodné oblasti jejich uplatnění?
Materiály a jejich aplikace
Kovové a nekovové nanočástice, uhlíkové nanoformy a nanotrubice patří k nejčastěji citovaným zástupcům nanomateriálů s potenciálem v biomedicíně. Mají různé fyzikální a chemické vlastnosti, kde záleží hlavně na jejich velikosti, tvaru a složení, ale samozřejmě i na funkčním designu, jejž lze měnit k dosažení biologických vlastností vhodných pro zdravotnictví. Aplikace nanočástic může mít různý účel v diagnostice i léčbě. Například je lze využít coby nosiče léčiv, implantáty, v imunoterapii rakoviny či genové terapii. Nanočástic vykazujících slibné vlastnosti in vitro je velké množství. Musí ale projít klinickými studiemi, které se mimo jiné zabývají i otázkou nanotoxicity, protože právě míra toxicity je při použití těchto materiálů zatím velkým otazníkem.
Nanosystémy využívané v roli nosičů léků chrání svůj lékový náklad, zajištují mu vyšší stabilitu, rozpustnost a biologickou dostupnost a zároveň snižují toxicitu a výskyt nežádoucích účinků. Všechny tyto vlastnosti lze v alergologii využít ke zvýšení senzitivity a specificity diagnostických vyšetření in vitro, zvláště pro vazbu specifických protilátek typu IgE. V terapii se uplatňují především při alergenové imunoterapii, kde slouží coby platformy k vytváření alergenních struktur jako adjuvancia nebo jako chrániče alergenů před biodegradací.
Jsou nanočástice toxické?
Nanomateriály mohou být cytotoxické, a to jak nekrotickou, tak apoptotickou cestou. Tyto vlastnosti úzce souvisejí s fyzikálně-chemickými vlastnostmi částic: jejich velikostí, povrchovým nábojem, rozpustností nebo morfologií. Studie in vitro ukázaly korelaci mezi menší velikostí a vyšší toxicitou – pravděpodobně proto, že menší nanostruktury se snáze systémově distribuují, akumulují se ve specifických orgánech a jsou intenzivněji vychytávány buňkami. Mohou také generovat reaktivní formy kyslíku a následným oxidačním stresem poškozovat DNA nebo indukovat apoptózu, jak to vyplývá z pozorování keratinocytů, fibroblastů a makrofágů. Toxicitu může ovlivnit i způsob podání.
Ačkoli neexistují obecně platná pravidla, toxicitu je možné úpravou nanostruktur pozměnit, například snížením kladného povrchového náboje.
Nebezpečí alergií
Nanostruktury se mohou v interakci s imunitním systémem chovat jednak jako alergeny a jednak jako adjuvancia s imunomodulačním účinkem. Mezi jejich nežádoucí účinky v tomto kontextu patří zhoršení bronchiálního astmatu nebo zesílení alergické odpovědi. Navíc mohou senzitizaci k alergenu posilovat svými depotními vlastnostmi, které mají za následek dlouhodobou perzistenci a prolongované uvolňování, následované alergickou odpovědí.
Interakce nanočástic s lidským organismem je ale daleko komplexnější, a jak vyplývá z řady dalších studií, jejich efekt může být přesně opačný – alergickou reakci mohou atenuovat.
Obecně platí, že nanočástice mohou interagovat s přirozenou i adaptivní imunitou a navozovat alergii oběma cestami na různých úrovních. Určité obavy jsou spojeny i s využitím kovových nanomateriálů z důvodu rizika alergické kontaktní dermatitidy, což ovšem platí zejména u částic ve větší míře penetrujících do pokožky.
Nanočástice mohou způsobovat také pseudoalergické reakce, jedním z prozkoumaných způsobů je aktivace komplementu. A v neposlední řadě je zde riziko poškození epitelu a narušení jeho přirozené bariérové vlastnosti.
Závěr
Zdá se, že nanomateriály mohou být velmi dobrými sluhy, ale i špatnými pány. Klíčem k jejich racionálnímu využití v medicíně je kromě funkčního designu částic i důkladné posouzení bezpečnostního profilu těchto látek. Možné nežádoucí účinky mohou být velmi specifické a mohou se do značné míry lišit od konvenčních léků. Součástí procesu vedoucího k posouzení bezpečnosti i z pohledu alergologického by tedy mělo vždy být důsledné vyhodnocení potenciálních rizik během designu studií a jejich testování.
(pez)
Zdroj: Mayorga C., Perez-Inestrosa E., Rojo J., Ferrer M., Montañez M. I. Role of nanostructures in allergy: Diagnostics, treatments and safety. Allergy. 2021 Nov; 76 (11): 3292–3306. DOI: 10.1111/all.14764. Epub 2021 Mar 9. Dostupné na https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33559903/.
Foto: Pexels.com
