Das Zusammenspiel zwischen Pollenallergene und ihre Quelle

Hintergrund: Momentan ist unklar, welche Eigenschaften allergene von nicht-allergenen oder stark von schwach sensibilisierenden Proteinen einer bestimmten Allergenquelle unterscheiden. Allergene mit hoher Homologie (z.B. Bet v 1 und Cas s 1), beide in großen Mengen in den entsprechenden Pollen exprimiert, zeigen erhebliche Unterschiede bezüglich ihrer Allergenizität im Menschen. Während gezeigt wurde, dass Pollenkörner gleichzeitig Träger von Allergenen und anderenallergiefördernden Stoffen sind, wurden nur wenigeStudienüber deren Wechselbeziehungen unternommen. Unsere Hypothese besteht darin, dass gerade diese Interaktionen einen starken Einfluss auf die Immunreaktionen haben. Ziele: Das Hauptziel des Projekts ist, Interaktionen zwischen stark und schwach sensibilisierenden Pollenallergenen mit ihren entsprechenden Quellen zu identifizieren und zu untersuchen, wie sich diese Interaktionen auf die allergische Sensibilisierung auswirken. Hierbei fokussieren wir uns auf die Erforschung immunologischer Effekte resultierend aus Interaktionen von ausgewählten Allergenen unterschiedlicher Allergenizität mit allergenen und nicht-allergenen Pollenmatrices, sowie mit definierten Adjuvantien und Liganden. Methoden: Extrakte von allergenen sowie nicht-allergenen Pollen werden in unterschiedliche Bestandteile zerlegt (Proteine, niedermolekulare Komponenten, Fette, etc.). Um die humane Exposition zu simulieren, werden wir nasale Sekrete von Allergikern und nicht-Allergikern sammeln und als Lösungsmittel zur Extraktion von Pollen einsetzen. Die Fraktionen der Extrakte werden mittels Proteomik und Metabolomik charakterisiert. Vom Pollen stammende Fraktionen werden mit Modellproteinen aus unterschiedlichen Quellen kombiniert und deren Auswirkungen auf die molekularen Eigenschaften der Proteine (z.B. proteolytische oder thermische Stabilität, Antikörperbindung etc.) untersucht. Die Aufnahme und Prozessierung von Allergenen in dendritischen Zellen (DC) wird ebenso untersucht wie eine mögliche Beteiligung von Rezeptoren des angeborenen Immunsystems, was durch den Einsatz von PRR (Pattern Recognition Receptor)-neutralisierenden Antikörpern oder Inhibitoren möglich wird. Weiteres werden Proteom- und Transkriptom-Analysen von FACS-sortierten und aktivierten DCs durchgeführt. Um die Auswirkung der Matrix auf die Modellallergene in vivo zu erfassen, werden wir zuerst ein Screening ihrer TH2 polarisierenden Kapazität mittels der G4/IL4 transgenen Maus durchführen. Die relevantesten Allergen-Matrix-Kombinationen werden weiter in Adjuvans-freien Mausmodellen allergischer Sensibilisierung (subkutan, intranasal, transkutan) getestet und die humorale sowie zelluläre Immunantwort analysiert. Erwartete Resultate: Die Arbeit dieses Projekts wird adjuvante und modulierenden Einflüsse von Pollensubstanzen auf Allergene analysieren und Mechanismen aufklären, durch die solche Interaktionen zu einer Immunpolarisierung führen können. Somit wird das Projekt zum Ziel beitragen, die Mechanismen einer allergischen Sensibilisierung besser zu verstehen.

Allergien gegen Pflanzenpollen sind die häufigste allergische Krankheit. Etwa 100 Millionen Europäer sind davon betroffen. Pollenallergien sind außerdem ein wichtiger Risikofaktor für die Entstehung von allergischer Rhinitis und Bronchialasthma. Das Ziel dieses Projekts war es, Wechselwirkungen zwischen einzelnen Allergen und anderen Molekülen im entsprechenden Pflanzenpollen zu untersuchen und den Effekt dieser Wechselwirkung auf die allergische Sensibilisierung zu erforschen. Die von uns gefundenen Ergebnisse bestätigen die Vermutung, dass für die Sensibilisierung nicht alleine einzelnen Pollenallergene verantwortlich sind, sondern dass vielmehr die Interaktion der 'Pollenmatrix', einer komplexen Mischung vieler unterschiedlicher Komponenten, mit den humanen Immunzellen eine entscheidende Rolle spielt. Wir konnten zeigen, dass bestimmte nicht-allergene Komponenten der Pollenmatrix mit Rezeptoren der Wirtsimmunzellen direkt interagieren und damit Allergie-polarisierende Signale mitinduzieren. Die in diesem Projekt erzielten Ergebnisse sind für die Aufklärung des Mechanismus der allergischen Sensibilisierung wichtig und könnten somit auch für die Allergietherapie eine bedeutenden Rolle spielen.