Molekulare Charakterisierung tierischer Allergene

Dieses Projekt befaßt sich mit allergischen Erkrankungen (Typ I Allergie, Nahrungsmittelallergien), die durch Kontakt mit tierischen Allergenen ausgelöst werden. Ziel des Projekts ist die molekularbiologische Charakterisierung von wichtigen kreuzreaktiven, tierischen Allergenen, deren Epitopen und Haptenen. In früheren Studien konnten Albumine von Hund und Katze sowie Parvalbumin von Fischen als wichtige, kreuzreagierende Allergene mit hoher spezifischer IgE-Bindungsfähigkeit identifiziert werden. Mit Hilfe molekularbiologischer Methoden und synthetischer Peptid-Technologie soll die Interaktion dieser tierischen Allergene mit T-Zellen und Antikörpern allergischer Patienten untersucht werden. Der erste Teil des Projekts widmet sich der Herstellung dieser Allergene (Albumine, Parvalbumin) sowie deren Teilstücke in rekombinanter Form. Im nächsten Schritt werden die IgE-Bindungsfähigkeit der rekombinanten Allergene, ihr Potential zur Freisetzung von Entzündungsmediatoren sowie ihre Fähigkeit allergenspezifische T- Zellen zur Proliferation anzuregen überprüft. Weiters soll eine B-Zellepitopkartierung dieser Allergene unter Verwendung molekularbiologischer Techniken (Genfragmentation und Expression) erfolgen. Solcherart charakterisierte rekombinante tierische Allergene können einerseits zur Grundlagenforschung über Interaktionen dieser Allergene mit dem menschlichen Immunsystem (Antikörper, T-Zellen, Effektor-Zellen, wie z.B. Mastzellen, Basophile, Eosinophile, so wie antigenpräsentierende Zellen: dentritische Zellen) verwendet werden und andererseits als Ausgangsmaterial für die Entwicklung sicherer diagnostischer und therapeutischer Verfahren herangezogen werden.

Das Ziel des Projekts war die molekulare Charakterisierung wichtiger kreuzreaktiver Tierallergene, um i) die gegen diese Proteine gerichteten humoralen und zellulären Immunantworten untersuchen zu können und ii) die Herstellung rekombinanter Allergene zu ermöglichen, welche für die Entwicklung alternativer diagnostischer und therapeutischer Verfahren verwendet werden können. Das Projekt befaßte sich mit der molekularen Charakterisierung zweier Mediatoren der perennialen Typ I Allergie, nämlich Katzen beziehungsweise Hunde Albumin, sowie eines Nahrungsmittelallergens, nämlich Fisch Parvalbumin. Es gelang uns, Hunde Albumin, ein wichtiges kreuzreaktives Hunde Allergen, und Karpfen Parvalbumin, das Hauptallergen des Fisches, rekombinant herzustellen. Außerdem evaluierten wir die Verwendbarkeit des rekombinanten Katzenhauptallergens, Fel d 1, zur in vitro Diagnose von Katzen Allergie in Populationen von Katzen allergischen Kindern und Erwachsenen. Auch die Kreuzreaktivität von rekombinantem Fel d 1 wurde von uns untersucht. Basierend auf der Sequenz vollständiger cDNA Klone für Katzen und Hunde Albumin gelang es uns mittels Genfragment Analyse, die wichtigsten IgE-bindenden Segmente dieser Allergene zu lokalisieren. IgE-reaktive Regionen wurden am N-Terminus, am C-Terminus und im Zentrum der beiden Albumine gefunden. Obwohl die DNA und die davon abgeleitete Aminosäuren Sequenzen der beiden Albumine sehr hohe Homologie zueinander und zu Albuminen anderer Species (auch des Menschen) zeigten, konnten wir innerhalb der IgE-reaktiven Fragmente Regionen definieren, deren Sequenz weniger konserviert war. Diese Beobachtungen könnten erklären, warum IgE Antikörper einiger Patienten Katzen und Hunde Albumine unterscheiden können. Unsere Versuche haben außerdem gezeigt, daß die IgE Erkennung des Fisch Hauptallergens, Parvalbumin, stark durch das Vorhandensein von Protein-gebundenem Calcium beeinflußt wird. Dies legt den Schluß nahe, daß Veränderung von Aminosäuren in den Calcium bindenden Regionen die IgE Bindungsfähigkeit des Allergens herabsetzen würde. Mittels in vitro Mutagenese hergestellte Parvalbumin Varianten könnten daher für eine Allergen spezifische Immuntherapie von Fischallergien verwendet werden.