Mukosale Toleranzinduktion bei Typ I Allergie

Forschungprojekt P 14634Mukosale Toleranzinduktion bei Typ I AllergieUrsula WIEDERMANN- SCHMIDT09.10.2000 Mukosale Applikation eines löslichen Antigens kann eine nachfolgende systemische Sensibilisierung verhindern. Dieses Phänomen wird als " orale oder mukosale Toleranz" bezeichnet. Mit Hilfe eines Mausmodells für Birkenpollenallergie haben wir getestet, inwieweit eine allergische Immunantwort über die mukosale Route beeinflußt werden kann. Orale wie auch nasale Applikation von rekombinantem Bet v 1, dem Hauptallergen von Birkenpollen, führte zu einer Suppression der Allergen-spezifischen humoralen und zellulären Immunantwort, sowie zur Verhinderung einer Eosinophilie in den Lungen und einer deutlich reduzierten bronchialen Reaktivität. Weiters haben wir getestet, ob die mukosale Applikation von Allergen-Konjugaten - bestehend aus dem Nahrungmittelallergen Ovalbumin (OA) oder dem Inhalationsallergen Bet v 1 - chemisch gekoppelt an die B- Subunit von Cholera toxin (CTB, dem nicht toxischen Teil des mukosalen Adjuvans) eine allergische Immunantwort modulieren kann. Dabei fiel auf, daß die Applikation von OA/CTB Konjugaten zu einer Reduktion der allergen-spezifischen Th2 Immunantwort führte, während die Vorbehandlung mit Bet vl/CTB Konjugaten eine nachfolgende allergische Sensibilisierung verstärkte. Da die mukosale Vorbehandlung mit den beiden Allergenen auch in unkon ugierter Form zu i entgegengesetzten Effekten führte, schlossen wir, daß die Natur des Antigens per se einen entscheidenden Einfluß auf die Effektivität der Tolerazinduktion nehmen kann. In in vitro Studien über die der Toleranzinduktion zugrundeliegenden Mechanismen, konnten wir eine erhöhte Produktion von TGF-ß bei tolerisierten Mäusen feststellen. Da TGF-ß als ein immunsuppressiv wirksames Zytokin beschrieben wird, das (u.a.) von sogenannten regulatorischen T Zellen produziert wird, nehmen wir an, daß diese Zellen eine wichtige Rolle bei der Toleranzinduktion in unserem Modell spielen. Im vorliegenden Projekt sollen verschiedene Allergene auf ihre immunsuppressive/ immunmodulatorische Wirkung nach mukosaler Applikation getestet werden, die zur Prävention wie auch zur Therapie einer allergischen Immunantwort eingesetzt werden könnten: (i) Allergene werden in einem pflanzlichen Expressionsystem rekombinant hergestellt. Die gleichzeitige Co- Expression von mukosalen Adjuvantien soll die immunmodulatorische Wirkung dieser Konstrukte verstärken. (ii) Hypoallergene Varianten, die aufgrund ihrer reduzierten IgEBindungsfähigkeit ein geringes Behandlungsrisko aufweisen, sollen vor allem Rir Toleranzindunktion bei bestehender allergischer Immunitätslage eingesetzt werden. (iii) Mit Hilfe von chimerischen Proteinen, bestehend aus immundominanten T-Zellepitopen mehrererAllergene, soll getestet werden, ob Toleranz gegen verschiedene, nicht verwandte Allergene gleichzeitig erzeugt werden kann. Um einige der Toleranzinduktion zugrundeliegenden Mechanismen abklären zu können, soll die Rolle der regulatorischen T -Zellen in vivo und in vitro näher beleuchtet werden. Weiters soll, in Abhängigkeit des jeweiligen Antigens/Allergens, die Dauer der Toleranzinduktion evaluiert werden. Schließlich ist die Klonierung von allergen- spezifischen T-Zellen geplant, die Ausgangspunkt für die spätere Etablierung von T-Zell Rezeptor transgenen Mausmodellen für Baum-, Gräser- und Latexallergie sein wird. Das transgene Mausmodell stellt ein wichtiges in vivo- System für die Untersuchung der Induktions- und Effektorseiten bei mukosaler Toleranzinduktion dar. Dieses Projekt soll aufzeigen, daß mukosale Toleranzinduktion eine effektive, sichere und leicht anwendbare Alternativbehandlung zur spezifischen Immuntherapie einer Typ I Allergie darstellt. Experimentelle Studien über die Wirkungsmechanismen - wie die oben erwähnten Untersuchungen - sind unseres Erachtens notwendig, um diese alternative Behandlungsmethode in weiterer Folge klinisch austesten zu können. en.

Spezifische Immuntherapie ist die Therapie der Wahl bei Pollinosis (Heuschnupfen), insbesondere bei Patienten die monosensibilisert sind, d.h. nur gegen ein Allergen allergisiert sind. Der Nachteil dieser Therapieform ist, dass die Allergene in anfangs wöchentlichen, später in monatlichen Abständen subkutan injiziert werden und dass diese Therapie mindestens 3 Jahre durchgeführt werden muss. Für viele Patienten, besonders für Kinder, stellt diese Spritzentherapie ein Problem dar und häufig sind die Behandlungen durch frühzeitige Abbrüche gekennzeichnet. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Therapie bei polysensibilisierten Patienten, die gegen mehrere Allergenen gleichzeitig allergisch sind, meist erfolglos verläuft. Ziel des Projektes war es eine neue Behandlungsform über den Schleimhautweg - sprich eine nasale oder orale Vakzine - zu entwickeln, und vor allem einen Weg zu finden gegen mehrere Allergene gleichzeitig behandeln zu können. Der Begriff der mukosalen Toleranz beschreibt den Umstand, dass durch nasale oder orale Antigengabe eine Zustand der immunologischen Toleranz erreicht wird, das bedeutet das Immunsystem reagiert nicht mehr ("toleriert") auf das zuvor applizierte Antigen. Nach diesem System wurden in einem Mausmodell für Type I Allergie (Allergie vom Soforttyp) Antigendosen und Applikationsschemata entwickelt, die zu einer Verhinderung oder einer Linderung von allergischen Symptomen und Reaktionen führten. Es gelang ein Schema zu finden, das zu einer einjährigen Remission der allergischen Reaktionen führte. Weiters wurden hypoallergene Varianten - das sind Moleküle mit reduzierter Fähigkeit allergische Reaktionen auszulösen - für die mukosale Applikation eingesetzt. Dadurch konnten bedenkenlos größere Mengen appliziert werden, ohne dass anaphylaktische Nebenreaktionen aufgetreten sind. Schließlich konnte gezeigt werden, dass die intranasale Applikation einer Kombination von Allergenpeptiden zu einer starken Reduktion der allergischen Symptome gegen mehrere Allergene gleichzeitig, im Sinne einer "Poly- Tolerisierung", führte. Die der Toleranzinduktion zugrunde liegenden Mechanismen werden erklärt durch die Induktion von spezifischen regulatorischen Zellen, die zur Bildung von suppressive wirksamen Sunstanzen führen, oder durch eine direkte immunsuppressive Wirkung auf immunkompetente Zellen, die zu einem Zustand der Anergie oder "Handlungsunfähigkeit" gegen das jeweilige Allergen führt. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass mukosale Toleranzinduktion - gegen ein oder mehrere Allergene - eine sichere und leicht applizierbare Therapieform gegen Typ I Allergie sein kann, und dass eine "nasale oder orale Allergievakzine" eine erfolgsversprechende Alternativbehandlung zur herkömmlichen Immuntherapie darstellen wird können.