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Aufbau eines humanisierten in vitro Testsystems zur Bestimmung von allergenen Bestandteilen in verarbeiteten Erzeugnissen und der Potenz von Nahrungsmittelallergenen in Lebensmittelextrakten

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Vogel, Lothar

1999

Projektbericht - Abschlussbericht

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Beschreibung

Nahrungsmittelallergien gewinnen immer mehr an Bedeutung, nicht zuletzt durch die Verwendung von neuen Lebensmittelzutaten bzw. Entwicklung von neuen (z. B. gentechnologisch veränderten) Lebensmitteln. Außerdem stellen versteckte Allergene eine ernsthafte Gefahrenquelle dar. Der Nachweis von geringen Mengen bzw. Spuren von Proteinen in Lebensmitteln bzw. Lebensmittelzutaten mit allergenem Potential ist deshalb essentiell zum Schutz von Patienten, die auf solche Allergene reagieren können. Die zur Zeit verwendeten in vitro-Verfahren zum Nachweis von Nahrungsmittelallergenen, z. B. RAST-Inhibition, ELISA und Western-Blot, beruhen auf der Bindung von spezifischem humanem IgE an trägergebundenes Allergen. Diese Bindung wird durch die Anwesenheit von IgG und anderen Serumkomponenten stark beeinflusst. Außerdem erreichen diese Tests oft nicht die erforderliche Empfindlichkeit, um Spuren von Allergenen in komplizierten Gemischen nachzuweisen. In vivo-Verfahren wie Haut- und Provokationstests sind für lebensmittelchemische Untersuchungslabors und routinemäßige Allergenextrakt- Untersuchungen aus praktischen und ethischen Gründen nicht verwendbar.

Es sollte daher innerhalb des geförderten Projekts ein biologisches Testsystem entwickelt werden, das auf einem Modell der Typ 1 Allergie aufbaut. Das Verfahren beruht auf der Bindung von allergenspezifischem IgE an den hochaffinen IgE-Rezeptor (FcΣR1) auf basophilen Granulozyten bzw. Mastzellen. Die Vernetzung der IgE-beladenen Rezeptoren durch Allergen führt zur Signalübertragung in die Zellen. Hieraus resultiert die Freisetzung von Mediatoren von Entzündungsreaktionen, die relativ einfach bestimmt werden können.

Als Modell sollten im Rahmen dieses Projekts Untersuchungen zum Nachweis von Haselnuss- bzw. Erdnussallergenen durchgeführt werden. Haselnüsse und Erdnüsse werden nicht nur als solche verzehrt, sondern auch bei der Herstellung von anderen Lebensmitteln verwendet oder können im Herstellungsprozess als Verunreinigung auftreten. Die Anwesenheit von versteckten Allergenen hat große Bedeutung für die betroffenen Allergiker. Die Erdnussallergie ist deshalb so wichtig, weil schon geringste Mengen von Erdnussallergenen zu sehr schweren Symptomen führen können; es wurden z. B. häufig Anaphylaxien, in Einzelfällen mit tödlichem Ausgang, berichtet. Es war deshalb geplant, mit geeigneten Patientenseren, die spezifisches IgE gegen Haselnuss- oder Erdnussproteine enthalten, verschiedene Lebensmittelextrakte und Proben von verarbeiteten Lebensmitteln auf ihren Gehalt an Allergen zu testen.

Die beschriebenen Daten zeigen, dass sich RBL-2H3-Zellen nach Transfektion mit Genen des humanen hochaffinen IgE-Rezeptors mit humanem IgE (als Myelomprotein oder in Serum) sensibilisieren lassen, um nach der Vernetzung der IgE-beladenen Rezeptoren Mediatoren freizusetzen. Insbesondere die Kotransfektion aller drei Ketten des humanen Rezeptors ergab Klone, die eine Degranulation in der Höhe der Ausgangszelllinie mit Maus-IgE ermöglichen. Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass mit dem beschriebenen biologischen Testsystem Haselnussproteine bis zu einer Konzentration von 1 ng/ml sicher nachgewiesen werden können.

Auch der Einfluss der Prozessierung von Lebensmitteln ist mit dieser Methode im untersuchten Modellsystem nachzuvollziehen. Weitere Arbeiten sollen nun zeigen, ob diese Ergebnisse mit anderen Allergenen reproduzierbar sind. Durch eine weitere Optimierung, insbesondere in Hinsicht auf die verwendeten Allergikerseren, ist es eventuell möglich, die Nachweisgrenze dieser Methode noch weiter herunterzusetzen.