Аллергию могут «запоминать» даже нервные клетки

Учёные обнаружили механизм, который усиливает иммунную реакцию при повторном контакте с аллергенами

Аллергия нередко появляется после многих лет контакта с веществами, которые раньше не вызывали заметных проблем. Человек может долго жить рядом с домашними животными или регулярно сталкиваться с пылью, прежде чем обнаружит у себя аллергические симптомы.

Обычно это объясняют работой иммунной системы. Однако исследование, опубликованное 22 сентября 2026 года в журнале Immunity, показало, что в формировании повышенной чувствительности могут участвовать и нервные клетки.

Почему иммунной памяти оказалось недостаточно для объяснения аллергии

При первом контакте с аллергеном иммунная система может начать процесс сенсибилизации — формирования специфической чувствительности к определённому веществу.

Важную роль в классической аллергии играют антитела иммуноглобулина E (IgE). Они способны связываться с аллергеном и запускать реакции с участием тучных клеток, выделяющих гистамин и другие медиаторы воспаления.

Но аллергический иммунный ответ не возникает изолированно от остальных систем организма.

Кожа, слизистые оболочки и другие ткани пронизаны чувствительными нервными окончаниями. Некоторые из них непосредственно реагируют на вещества окружающей среды, вызывая зуд и передавая сигналы иммунным клеткам.

Предыдущие исследования группы Caroline Sokol из Mass General Brigham уже показали, что сенсорные нейроны могут участвовать в запуске аллергического воспаления.

Оставался другой вопрос: способны ли сами нервные клетки изменяться после первоначального контакта с аллергеном так, чтобы следующая реакция становилась сильнее?

Для проверки этой гипотезы исследователи под руководством Xueping Zhu и Caroline Sokol создали экспериментальную модель повторного воздействия аллергенов на мышей.

Один аллерген, два контакта и неожиданно сильный зуд

В качестве одного из основных экспериментальных веществ использовали папаин — фермент, получаемый из папайи.

Папаин относится к протеазам. Так называют ферменты, расщепляющие белки. Протеазной активностью обладают также некоторые компоненты аллергенов домашних пылевых клещей и плесневых грибов.

Такие вещества интересны тем, что способны непосредственно активировать определённые чувствительные нервные окончания.

Исследователи вводили папаин в кожу мышей, а спустя семь дней повторяли воздействие.

После первого контакта животные испытывали зуд, который оценивали по количеству движений расчёсывания.

Однако после второго введения того же вещества зуд становился значительно сильнее.

Одновременно исследователи обнаружили усиление иммунных процессов: увеличивалась миграция определённых дендритных клеток в лимфатические узлы и активировался иммунный ответ типа Th2.

Дендритные клетки помогают иммунной системе распознавать потенциально опасные вещества и передают соответствующую информацию Т-лимфоцитам.

Th2-клетки представляют собой разновидность Т-лимфоцитов, участвующих в развитии аллергического иммунного ответа.

Таким образом, повторное воздействие усиливало не только ощущение зуда, но и сигналы, способствующие формированию аллергической чувствительности.

Нервные клетки действительно сохраняли собственную «память»

Исследователям необходимо было исключить возможность того, что усиленная реакция объясняется исключительно деятельностью иммунных клеток.

Для этого они использовали генетически модифицированных мышей, у которых отсутствовали определённые популяции Т- или В-лимфоцитов.

Даже в этих условиях усиление зуда и миграции дендритных клеток при повторном воздействии сохранялось.

Аналогичный эффект наблюдался у животных без тучных клеток и базофилов — двух типов клеток, участвующих в аллергических реакциях.

Другой эксперимент показал, что повышенная чувствительность формировалась преимущественно в ранее подвергавшемся воздействию участке кожи.

Если папаин первоначально вводили в одну щёку мыши, усиленная реакция возникала при повторном воздействии на эту же сторону. Введение в противоположную щёку не вызывало аналогичного усиления.

Это указывало на локальный механизм, не требующий распространения сигнала через кровь.

Наконец, временное подавление активности сенсорных нейронов во время первого контакта предотвращало последующее усиление реакции.

Совокупность результатов позволила исследователям заключить, что сенсорные нейроны способны приобретать собственное состояние повышенной готовности.

Как аллерген меняет энергетическую систему нейрона

Самое интересное обнаружилось при изучении обмена веществ внутри нервных клеток.

После контакта с папаином в сенсорных нейронах активировался сигнальный комплекс mTORC1.

Это внутриклеточная система, которая регулирует синтез белков, использование энергии и адаптацию клетки к изменяющимся условиям.

Одновременно повышалась активность программы, связанной с белком PGC-1α. Он участвует в регулировании образования и работы митохондрий.

Митохондрии — клеточные структуры, обеспечивающие значительную часть производства энергии в форме АТФ.

После первоначального воздействия аллергена митохондрии исследованных нейронов изменяли свою организацию. Они становились более вытянутыми и образовывали более сложные сети.

Кроме того, клетки демонстрировали повышенное потребление кислорода и увеличенный резерв энергетической мощности.

Именно здесь возникает ключевое объяснение обнаруженного эффекта.

Нейрон не обязательно должен сохранять молекулярное изображение аллергена или какую-либо информацию, похожую на человеческое воспоминание.

Вместо этого предыдущий контакт изменяет его внутреннее функциональное состояние.

Благодаря перестройке клеточного метаболизма нейрон становится более восприимчивым к последующему раздражению. Даже относительно слабое воздействие может вызвать более выраженный ответ.

Исследователи называют это состояние нейроиммунной памятью.

В экспериментах блокирование сигнального пути mTORC1 или нарушение необходимой митохондриальной программы устраняло усиление реакции при повторном воздействии, практически не затрагивая первоначальный ответ.

Причём этот результат подтвердили не только фармакологическими экспериментами, но и генетическими методами, избирательно нарушавшими работу mTORC1 в сенсорных нейронах.

Следовательно, речь идёт не просто о совпадении между изменением метаболизма и усилением аллергической реакции. Эксперименты подтверждают причинную роль данного механизма в исследованной модели.

Как нервный сигнал заставляет иммунную систему реагировать сильнее

Повышенная чувствительность нейронов сама по себе ещё не объясняет усиление иммунного ответа.

Для этого нервные клетки должны передать сигнал иммунным.

Исследователи установили, что после предварительного воздействия аллергена сенсорные нейроны при повторной стимуляции выделяли больше вещества P — нейропептида, участвующего в передаче сигналов между нервными и другими клетками.

Вещество P способствовало усиленной миграции дендритных клеток CD301b+ из кожи в регионарные лимфатические узлы.

Там эти клетки участвуют в формировании Th2-ответа, связанного, в частности, с выработкой сигнальных молекул интерлейкина-4 и интерлейкина-13.

Таким образом, исследователи проследили последовательность событий:

• Первый контакт с протеазным аллергеном активирует сенсорные нейроны.
• Сигнальный путь mTORC1 запускает метаболическую перестройку, связанную с PGC-1α и митохондриями.
• Нервные клетки приобретают повышенную чувствительность к последующему воздействию.
• При повторном контакте увеличивается выделение вещества P.
• Усиливается миграция дендритных клеток и формирование Th2-иммунного ответа.

При этом обнаружилась важная особенность: вещество P было необходимо для усиленной миграции дендритных клеток, но не объясняло само усиление зуда. Следовательно, разные проявления повышенной нервной чувствительности могут передаваться через различные молекулярные механизмы.

Самое неожиданное: память не была привязана к одному аллергену

Классическая адаптивная иммунная память обладает высокой специфичностью. Иммунные клетки распознают определённые молекулярные структуры антигенов.

Но нейрональная память, обнаруженная в эксперименте, действовала иначе.

После предварительного воздействия папаина мыши сильнее реагировали не только на папаин, но и на аллергены домашних пылевых клещей.

Аналогичный эффект наблюдался при последующем воздействии аллергена плесневого гриба Alternaria alternata.

Молекулярные структуры этих аллергенов различаются. Однако они обладают протеазной активностью.

Получается, что сенсорные нейроны могли сохранять повышенную чувствительность не столько к конкретной молекуле, сколько к определённому типу биологического воздействия.

Такой механизм называют перекрёстной сенсибилизацией.

Это важное отличие от обычного представления об иммунной памяти.

Один аллерген потенциально способен подготовить нервную систему к более сильной реакции на другой, если оба активируют сходные механизмы.

Исследователи предполагают, что подобный процесс может участвовать в развитии полисенсибилизации — состояния, при котором организм приобретает чувствительность сразу к нескольким аллергенам.

Однако это пока экспериментальное объяснение, а не доказанный механизм возникновения множественной аллергии у людей.

У нервной памяти обнаружился срок действия

Ещё одна существенная находка связана с продолжительностью эффекта.

В экспериментальной модели повышенная чувствительность сохранялась по меньшей мере 21 день после первоначального воздействия аллергена.

Но к 28-му дню усиление зуда и миграции дендритных клеток уже не обнаруживалось.

Активность сигнального пути mTORC1 также возвращалась приблизительно к исходному уровню.

Это означает, что в исследованной модели нейроиммунная память не была постоянной.

Такой результат особенно интересен потому, что сенсорные нейроны относятся к долгоживущим клеткам. Их функциональное состояние может изменяться без необходимости уничтожать или заменять сами клетки.

Caroline Sokol и её коллеги теперь исследуют возможность целенаправленно изменять или сбрасывать это состояние повышенной чувствительности.

Пока неизвестно, можно ли добиться подобного эффекта у человека и приведёт ли он к снижению риска аллергических заболеваний.

Означает ли открытие, что аллергию теперь можно предупреждать?

Исследование открывает новое направление для изучения аллергии, но не предлагает готового лечения.

Главное ограничение заключается в том, что описанный механизм был продемонстрирован преимущественно в экспериментах на мышах и на клетках, полученных от этих животных.

Работа была сосредоточена на ранних этапах кожной аллергической сенсибилизации и веществах с протеазной активностью.

Авторы не доказали, что этот же механизм определяет возникновение сезонного аллергического ринита, пищевой аллергии, бронхиальной астмы или анафилаксии у людей.

Более того, в работе не исследовалось непосредственно формирование поздних проявлений полноценной аллергической реакции, включая продукцию IgE и активацию тучных клеток.

Не установлено также, способны ли аллергены без протеазной активности вызывать аналогичную нейрональную перестройку.

Отдельный вопрос касается лекарственных вмешательств.

В экспериментах использовали ингибиторы mTORC1, включая сиролимус и темсиролимус. Эти вещества известны в медицине, но блокирование изученного механизма у мышей не доказывает их эффективность и безопасность для профилактики аллергии у человека.

mTORC1 участвует во множестве процессов, включая функционирование иммунных клеток. Поэтому его системное подавление не может рассматриваться как простой способ устранить аллергическую память.

Перспективнее выглядит поиск механизмов, позволяющих избирательно влиять на патологически повышенную чувствительность определённых сенсорных нейронов, не нарушая их нормальные защитные функции.

Для практической медицины пока ничего не меняется: диагностика аллергии, контроль воздействия подтверждённых аллергенов, лекарственная терапия и аллерген-специфическая иммунотерапия по-прежнему опираются на существующие клинические рекомендации.

Что учёным предстоит выяснить дальше

Следующий этап исследований должен ответить на несколько принципиальных вопросов.

Прежде всего необходимо установить, существует ли такая форма нейроиммунной памяти у человека и насколько долго она сохраняется.

Не менее важно понять, какие молекулярные датчики запускают перестройку нейронов при контакте с протеазами, почему повышенная чувствительность постепенно исчезает и можно ли безопасно ускорить этот процесс.

Наконец, предстоит выяснить, действительно ли нейрональная память способствует переходу от первоначальной сенсибилизации к клинически выраженным аллергическим заболеваниям.

Если эти связи будут подтверждены, нервная система может стать дополнительной мишенью будущих противоаллергических препаратов.