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Forschung im Kampf gegen Lebensmittelallergien trägt Früchte

Ein EU-gefördertes Projekt hat zu einem tieferen Verständnis davon beigetragen, warum bestimmte Proteine extreme allergische Reaktionen auslösen können, und gleichzeitig einer klugen Forscherin die Möglichkeit gegeben, ihre Karriere wieder aufzunehmen.
Forschung im Kampf gegen Lebensmittelallergien trägt Früchte
Die Rolle und das Verhalten bestimmter Proteine beim Auslösen allergischer Reaktionen zu identifizieren, könnte neue Möglichkeiten eröffnen, Allergene zu verändern, neue Diagnosetools zu entwickeln und letztendlich das Leben von Millionen von Menschen zu verbessern, die unter Lebensmittelallergien leiden. Einen wichtigen Meilenstein stellt vor diesem Hintergrund das junge, durch die Marie-Curie-Maßnahmen geförderte Projekt CARAMEL dar, in dem sich Forscher gemeinsam auf Mal d 3 konzentrieren – ein nicht-spezifisches Lipidtransferprotein (nsLTP), das in Äpfeln vorkommt.

Fokus auf Fruchtallergien

"Millionen von Menschen leiden an Lebensmittelallergien, wobei die Reaktionen von 'leicht unangenehm' bis 'lebensbedrohlich' reichen können", erklärt CARAMEL-Projektkoordinatorin Dr. Karin Hoffmann-Sommergruber von der Medizinischen Universität Wien. "Für Menschen mit Fruchtallergien kann eine gesunde Ernährung eine Herausforderung sein, da der Verzicht auf Obst zu einer unausgewogenen Ernährung führen kann."

Für den Apfel – die am häufigsten in Europa verspeiste Frucht – sind offiziell vier eigene Allergene identifiziert worden, darunter Mal d 3. Mal d 3 und seine Homologe in anderen Früchten haben ein wissenschaftliches Interesse auf sich gezogen, da sie heftige, potenziell lebensbedrohliche, systemische Reaktionen auslösen können", erklärt Hoffmann-Sommergruber. Was Mal d 3 (und andere nsLTP) so gefährlich macht, ist, dass sie den Darm nur leicht verändert erreichen und bei empfindlichen Personen heftige systemische Reaktionen auslösen können.

Zu Beginn des Projekts wurde Mal d 3 aus Apfelschalen extrahiert und von Verunreinigungen befreit. Um für zukünftige Experimente höhere Mengen des Zielproteins zu gewinnen, wurde das rekombinante Protein auch in Hefe produziert. Erfolgreich demonstrierten Dr. Hoffmann-Sommergruber und ihr Team, dass mit diesem Verfahren effizient große Mengen lösliches und immunologisch aktives Mal d 3 hergestellt werden können.

Als Nächstes wurde geprüft, ob das reine rekombinante Mal d 3 für Diagnosen herangezogen werden kann, um spezifische IgE-Antikörper bei Patienten mit Apfelallergie nachzuweisen. Diese Forschungen zeigten, dass das rekombinante Mal d 3 eine hohe Empfindlichkeit aufweist. "Dies könnte medizinischen Fachkräften ermöglichen, Mal-d-3-empfindlichen Patienten (die heftige allergische Reaktionen entwickeln könnten) von den Patienten zu unterscheiden, bei denen dieses Risiko eher gering ist", erklärt Dr. Hoffmann-Sommergruber. "Dies wird wiederum dazu beitragen, die Ernährungsempfehlungen für Patienten mit Obstallergien zu verbessern."

Eine der wichtigsten Erkenntnisse des Projekts war, dass Mal d 3 mit bestimmten Fettsäuren interagiert und in der Folge seine Oberflächenstruktur verändert. Dies wiederum beeinflusst seine Allergenität. "Auf Grundlage dieser molekularen Daten können neue Strategien zur Veränderung bestimmter Allergene entwickelt werden", so Dr. Hoffmann-Sommergruber. "So könnten Proteinvarianten mit niedriger Allergenität für immuntherapeutische Verfahren entwickelt werden."

Schließlich wurde untersucht, ob sich die Proteinstruktur von Mal d 3 (und damit potenziell auch dessen Allergenität) durch die Wechselwirkung mit Pektin, einem wichtigen Bestandteil von Äpfeln, verändert. Das Protein wurde nitriert, und es wurde erforscht, wie sich dies auf Struktur und Stabilität auswirkt.

Ein Karriereschub

Neben den neu gewonnenen Erkenntnissen über Obstallergien verhalf dieses Marie-Curie-Projekt – durch Finanzierung eines intra-europäischen Forschungsstipendiums – Dr. Roberta Aina nach einer vierjährigen Pause zur Wiederaufnahme ihrer Forschungskarriere. "In diesem Programm lag ein Schwerpunkt auf vielen verschiedenen Aspekten der Aus- und Weiterbildung von Dr. Aina", erklärt Dr. Hoffmann-Sommergruber. "Es ermöglichte ihr sowohl die Aneignung neuer wissenschaftlicher und technischer Kompetenzen (z. B. zur Herstellung, Purifizierung und Charakterisierung rekombinanter Proteine) als auch die Entwicklung ergänzender Fähigkeiten wie Projektmanagement und Teamleitung. Durch das Projekt erhöhte sich zudem die Anzahl der aktiven und hochqualifizierten Frauen in der Wissenschaft drastisch und steuerte damit dazu bei, die noch immer existierenden geschlechterspezifischen Ungleichheiten in diesem Bereich zu überwinden."

Schlüsselwörter

Apfel, Allergie, Marie Curie, Immunologie, Proteine, Ernährung, Obst
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