Interaktion von Nasenepithel und Sekret bei der Allergie

Nasensekret und Schleimhaut sind die erste Abwehrbarriere gegen Allergene. Verschiedene Proteine die im Nasensekret gefunden werden können spielen eine Rolle bei der Allergischen Rhinitis während der Immunantwort auf Allergen-Exposition. Der Unterschied im Proteom zwischen Allergikern und Gesunden kann einen Einblick in den Ablauf der Immunantwort liefern und zeigt welche Proteine für eine erhöhte Immunantwort oder Abwehrreaktion verantwortlich sind. Es ist auch bekannt, dass die Schleimhaut eine entscheidende Rolle bei der Immunabwehr von Entzündungen spielt. Die Analyse der Gen- Expression ist eine verbreitete Methode um komplexe Erkrankungen zu verstehen. Für das Epithel der Atemwege kann die Gen-Expression bei Gesunden und Kranken im Ruhe- und provozierten Stadium Aufschluss über die Mechanismen und den Verlauf von Abwehr und Entzündungsreaktionen geben. Proteine im Nasensekret können als Konsequenz unterschiedlich exprimierter Gene und als Endprodukte dieser komplexen Interaktionen zwischen Allergenen und Epithel gesehen werden. Proteine im Nasensekret haben verschiedene Produktionsorte und die darunter liegende Genexpression resultiert nicht immer in funktionellen Metaboliten. Das Ziel dieses vorgeschlagenen Projektes ist es durch einen integrativen omischen Zugang auf proteomischer und genomischer Ebene die Interaktion zwischen Epithel und Nasensekret zu analysieren. Diese Analyse gibt Aufschluss über die Barrierefunktion von Nasensekret und Epithel und über die Regulation der Proteinexpression. Von allergischen Patienten und gesunden Kontrollen wird Nasensekret, Nasenschleimhaut und Serum entnommen. Nasensekret wird über einen speziellen Sauger, Naseschleimhaut über Bürstenabstriche und Serum über Blutabnahmen gewonnen. Die Epithelzellen wachsen in Zellkultur gebracht und danach wird deren RNA isoliert und über Microarrays analysiert. Das Nasensekret wird mittels LC MS/MS Massenspektrometrie untersucht und so das gesamte Proteom ermittelt. Der Einfluss von Plasmaproteinen wird ebenfalls ermittelt. Patienten mit Gräser oder Baumallergien werden inkludiert und mittels Hauttest und Bluttest untersucht. Die geplante Probandenzahl wird 30 betragen (15 Allergiker und 15 Gesunde). Die Proben werden jeweils innerhalb und außerhalb der Pollensaison gewonnen. Durch einen integrativen omischen Ansatz werden Gen- und Proteinexpression korreliert und die Interaktion von Epithel und Nasensekret evaluiert.Die konsekutive Identifikation von Schlüsselgenen oder Gen-Clustern zu Schlüsselproteinen die als Biomarker dienen könnte den Weg für neue diagnostische oder therapeutische Wege eröffnen. Der integrative omische Ansitz fokussiert die Anzahl dieser möglichen Biomarker und schließt durch Plasmaexudation hoch abundante Proteine ohne wesentliche Funktion aus.Die Reaktion des Epithels auf Allergenexposition mit diesen Proteinen beleuchtet die Barrierfunktion des Nasensekrets und den Einfluss des Proteoms auf die Pathophysiologie der Sensibilisierung im Rahme einer Allergischen Rhinitis

Allergische Rhinitis (Heuschnupfen) ist eine globale Krankheit mit einer Prävalenz von bis zu 40 % in der Bevölkerung, je nach geografischer Region. Bei Patienten mit allergischer Rhinitis gelangen inhalierte Allergene wie Pollen mit dem Nasenschleim und der Nasenschleimhaut (Epithel) in Kontakt, mit anschließender Querverbindung von IgE-Antikörpern, die zur Degranulation von Mastzellen und anderen Immunzellen führen, die dann Mediatoren wie Histamin freisetzen. Dies führt zu den üblichen Symptomen wie Schwellung und verstopfter Nase sowie Juckreiz und vermehrte Sekretion aus der Nase (Nasenlaufen). Bei gesunden Personen kommt es bei Stimulierung mit Allergenen nicht zu einer IgE-Produktion, sondern zu einer IgG-Produktion, die nicht zu einer Quervernetzung und zur Kaskade derImmunreaktionen führt. Das Ziel dieses Projekts war es, Nasenschleim und Nasenepithel hinsichtlich ihrer Proteine, die in und außerhalb der Pollensaison bei allergischen Rhinitis- Patienten sowie gesunden Kontrollen produziert werden, zu analysieren und Einblicke in die Wechselwirkung zwischen Nasenschleim und Nasenepithel zu erhalten. Die gesamte Menge an Proteinen wird als Proteom bezeichnet und die Veränderung des Proteoms gibt Aufschluss über die Barrierefunktion des Nasenschleims und Immunreaktionen bei Allergien. Beispielsweise haben wir herausgefunden, dass bestimmte Proteine, sogenannte Anti- Proteasen, Proteasen in Pollen blockieren können, die die Zell-Zell verbindungen schwäche oder sogar abbauen. Dadurch verliert das Epithel seine Integrität und Barrierefunktion und kann schädliche Substanzen eindringen lassen, was dann zu allergischen Immunreaktionen führt. Die Substitution von Antiproteasen bei Allergikern könnte eine zukünftige Behandlungsstrategie gegen allergische Rhinitis sein.