Therapeutische Antikörper für Birkenpollen und Kreuzallergie

Die meisten BirkenpollenallergikerInnen entwickeln Kreuzallergien auf verschiedene Nahrungsmittel, sehr häufig auf Äpfel. Das bedeutet, dass bei Genuss von Äpfeln allergische Reaktionen wie Kribbeln, Juckreiz, Bläschenbildung und Schwellungen im Mundbereich auftreten. Diese sogenannte Birkenpollen-assoziierte Apfelallergie zählt zu den häufigsten Nahrungsmittelallergien und betrifft auch Kinder. Da eine erfolgreiche Behandlung der Birkenpollenallergie häufig nicht die Apfelallergie verbessert, ist es unser Ziel, eine kombinierte Behandlung für beide Allergieformen zu entwickeln. In der vom FWF geförderten klinischen Studie KLI96 konnten wir zeigen, dass die Apfelallergie verbessert werden kann, wenn das Apfelallergen Mal d 1 regelmäßig unter die Zunge getropft wird. Unsere bisherigen Laborergebnisse weisen darauf hin, dass Mal d 1-spezifische Antikörper zum Therapieerfolg beitragen, welche die Bindung von IgE an das Apfelallergen verhindern können. Im vorliegenden Projekt sollen die biophysikalischen und immunologischen Eigenschaften dieser schützenden Antikörper mittels neuester, topaktueller Technologien im Detail untersucht werden. Hierfür werden die schützenden Antikörper gentechnologisch hergestellt und ihre Erkennungsstrukturen (Epitope) auf dem Apfelallergen identifiziert. Danach kann das Allergen gentechnologisch so angepasst werden, dass es nach Verabreichung in allergische Individuen die Bildung von therapeutisch wirksamen Antikörpern auslöst (aktive Immuntherapie). Des Weiteren können schützende Antikörper, die gleichzeitig die allergischen Reaktionen auf Birkenpollen und Apfel vermindern, direkt in allergische Individuen verabreicht werden (passive Immuntherapie). Somit werden in diesem Projekt die Voraussetzungenfür zweiunterschiedliche,sichgegenseitigergänzende Behandlungsansätze zur gleichzeitigen Verbesserung der Birkenpollenallergie und der Kreuzallergie mit Äpfeln erarbeitet. Ebenfalls werden die im Projekt gewonnenen Erkenntnisse dazu beitragen, die Immunprozesse aufzuklären, die zu einer erfolgreichen Behandlung der Kreuzallergie führen, sowie geeignete Behandlungsstrategien für andere Erkrankungen zu entwickeln, deren Ursache eine immunologische Kreuzreaktion ist.

Allergien betreffen über 25% der weltweiten Bevölkerung. Diese Überreaktion des Immunsystems beruht auf der Bildung von Immunglobulin E (IgE) Antikörpern auf Allergene in z.B. Pollen und Hausstaubmilben, welche Symptome wie Heuschnupfen und allergischem Asthma auslösen. Eine allergen-spezifische Immuntherapie ist die Behandlung der Wahl, um diese allergischen Symptome langfristig zu vermindern. Zum Therapierfolg trägt ein Immunmechanismus bei, bei dem sogenannte blockierende Antikörper gebildet werden. Diese binden an die Allergene und verhindern auf diese Weise die durch IgE-Antikörper vermittelten allergischen Reaktionen. Trotz ihrer therapeutischen Relevanz sind die Eigenschaften, die allergen-spezifische Antikörper zu blockierenden Antikörpern machen, noch nicht gänzlich bekannt. Dieses Projekt hat dazu beigetragen, einige dieser Eigenschaften aufzuklären. Dieser Erkenntnisgewinn ist für die zukünftige Verbesserung der Behandlung von Allergien wichtig. Aus Immunzellen im Blut von erfolgreich behandelten Probanden wurden monoklonale Antikörper genetisch konstruiert. Diese standardisierten Einzelmoleküle wurden dann eingesetzt, um verschiedene Eigenschaften mit der blockierenden Aktivität in Verbindung zu setzen. So konnten wir zeigen, dass eine hohe Bindungsstärke des Antikörpers an das Allergen für eine erfolgreiche Blockierung wichtig ist. Zusätzlich haben wir die Antikörper zur Entwicklung von experimentellen Protokollen verwendet, die in Folge dazu gedient haben, die komplexe polyklonale Antikörperantwort von behandelten Probanden zu untersuchen. Unsere Experimente haben gezeigt, dass entgegen der Annahme, blockierende Antikörper gehörten hauptsächlich der Untergruppe IgG4 an, die Untergruppe der IgG1 Antikörper im ersten Jahr der Behandlung eine viel wichtigere Rolle spielt. Damit könnten mögliche Biomarker für die frühzeitige Anzeige eines Behandlungserfolges gefunden werden. Ein weiteres Ergebnis war, dass die Behandlung mit einem Allergen nur dann blockierende Antikörper gegen verwandte, kreuzreaktive Allergene auslöst, wenn diese eine sehr hohe Strukturidentität mit dem Referenzallergen aufweisen. Das ist z.B. bei der Apfelallergie der Fall, die bei Birkenpollenallergiker:innen häufig auftritt. Insgesamt hat dieses Projekt dazu beigetragen, besser zu verstehen, was bei einer erfolgreichen Behandlung von Allergien im Immunsystem passiert. Unsere Ergebnisse sind wichtig um die Effizienz der Behandlung zu steigern und eine zukünftige Verbesserung in der Therapie von Allergien zu erreichen, sowie diese auf kreuzreaktive Allergene auszuweiten.