Identifizierung und Charakterisierung des IgEoms und seiner Rolle und Bedeutung bei Nahrungsmittelallergie

• Antragsteller: Dr. Jörg Scheffel
• Fachliche Zuordnung: Klinische Immunologie und Allergologie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 409525714

Nahrungsmittelallergien sind durch eine IgE/FcRI-vermittelte Aktivierung von Mastzellen (MZ) und Basophilen Granulozyten gekennzeichnet. Die Vernetzung von IgE-FcεRI-Komplexen durch Allergene führt zu deren Aktivierung und Freisetzung von Mediatoren wie z.B. Histamin und entzündungsfördernde Faktoren, die für die typischen Symptome wie Juckreiz, Brennen und Schwellungen um den Mund oder den Augen, Urtikaria, Durchfall sowie Bauchschmerzen und in schweren Fällen Anaphylaxie verantwortlich sind. Obwohl dafür die IgE/FceRI Aktivierung die Ursache ist, ist immer noch unbekannt, warum einige sensibilisierte Patienten keine klinischen Symptome zeigen. Glykosylierung, als posttranslationale Modifikation, beeinflusst unter anderem Größe, Faltung und Ladung von Proteinen, und damit deren Funktion. Glykane werden kovalent an Proteine gebunden, hauptsächlich über das Sauerstoffatom eines Serins- oder Threonins (O-verknüpft) oder über ein Stickstoffatom eines Asparagins (N-verknüpft) und variieren teils stark in ihrer Sequenz und Länge. IgE hat insgesamt sechs Glykosylierungsstellen, deren Bedeutung noch nicht vollständig geklärt ist. Studien haben gezeigt, dass die N394-Glykosylierung wichtig für die Interaktion von IgE an FcεRI und Aktivierung von MZ ist und das Sialylierung des IgE ein Biomarker für Erdnussallergien ist. Anders als das Genom und das Proteom wird das Glykom nicht nach einem festgelegten Schema synthetisiert, sondern hängt von der Verfügbarkeit der beteiligten Enzyme und Zucker ab. Wir vermuten, dass 1) IgE-Glykosylierung ein Prädiktor für Nahrungsmittelallergien ist, 2) dass eine veränderte Eliminationsdiät Auswirkungen auf IgE Glykosylierungen hat und 3) IgE Glykosylierungsmuster mit klinischen Markern, wie positiven SPT, Tryptasewerten und Allergenschwellenwerten während der Provokationstestung sowie mit Veränderungen in adaptiven und angeborenen Immunzellen korrelieren. Dafür untersuchen wir zunächst das IgE-Glykom bei lebensmittelsensibilisierten Patienten, die entweder tolerant oder symptomatisch auf das Antigen reagieren. Darüber hinaus werden wir bei ausgewählten Patienten mit Nahrungsmittelallergie die IgE-Glykosylierungsmuster vor und nach einer modifizierten Eliminationsdiät untersuchen. Um die funktionelle Relevanz der unterschiedlichen IgE Glykosylierungsmuster zu untersuchen, werden wir die Aktivierung von MZ anhand von Patienten-IgE untersuchen und die Unterschiede in der Antigen- und Rezeptorbindung des IgEs mit Hilfe der Bio-Layer-Interferometrie (BLI) untersuchen. Unsere Ergebnisse, die Identifizierung allergie-spezifischer Glykosylierungsmuster und deren Bedeutung für die Mastzellaktivierung, könnten dazu beitragen, den zugrunde liegenden Krankheitsmechanismus von Nahrungsmittelallergien, im Besonderen die Rolle von IgE, besser zu verstehen. Außerdem könne das IgE-Glykom auch als Biomarker für Nahrungsmittelallergien nützlich sein und ggf. als Kandidat für neue Therapiemöglichkeiten fungieren.

• DFG-Verfahren: Klinische Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: KFO 339: Nahrungsmittelallergie und Toleranz (Food@)