Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bakteriengeißeln zur Therapie von Lebensmittelallergien?

29.08.2011
Mit einem Fusionsprotein ist es Forschern des Paul-Ehrlich-Instituts in Langen gelungen, bei Mäusen die Entstehung einer Lebensmittelallergie gegen Hühnereiweiß zu verhindern.

Das Fusionsprotein besteht aus dem Bakterienprotein Flagellin sowie dem Allergen des Hühnereiweiß. Auch erste Ansätze, das Fusionsprotein zur Behandlung einer bestehenden Allergie einzusetzen, verliefen erfolgversprechend. Über die Forschungsergebnisse berichtet das Journal of Allergy and Clinical Immunology in seiner aktuellen Ausgabe.

Sie dienen der Fortbewegung frei schwimmender Bakterien – spiralförmige Proteinfäden auf der Oberfläche der Bakterien, die als Flagellen oder auch Geißeln bezeichnet werden. Ihr Hauptbestandteil ist das Protein Flagellin, von dem bekannt ist, dass es als Fremdprotein eine immunologische Reaktion hervorruft. Dr. Stefan Schülke und Kollegen aus der Abteilung Allergologie des Paul-Ehrlich-Instituts gingen der Frage nach, ob sich der Einfluss des Flagellins auf das Immunsystem für Therapie und/oder Prophylaxe von Allergien nutzen lässt. Sie wählten die Allergie gegen Hühnereiweiß – Ovalbumin – als Modell. Ein solches Modell hat hohe praktische Relevanz, denn bis heute gibt es keine etablierte Therapie gegen Lebensmittelallergien. Obwohl sie lebensbedrohlich sein können, ist die Vermeidung des Allergieauslösers bisher das „Mittel der Wahl“.

Flagellin A (flaA), mit dem die Forscher arbeiten, stammt von dem Bakterium Listeria monocytogenes. Die Immunreaktion wird ausgelöst, indem der Toll-like-Rezeptor 5 (TLR5), der u.a. auf Zellen des angeborenen Immunsystems vorkommt, das Flagellin erkennt und nachgeschaltet das Immunsystem aktiviert. „Unsere Hypothese war, dass sich Flagellin nutzen lässt, um Allergien zu behandeln wenn es sich in unmittelbarer räumlicher Nähe zu dem Allergen befindet“, erläutert Dr. Stephan Scheurer, Leiter des Fachgebiets „Rekombinante Allergentherapeutika“ des Paul-Ehrlich-Instituts. Um diese räumliche Nähe sicherzustellen, fusionierten die Forscher mit gentechnischen Verfahren das Flagellin A mit dem Hühnereiweiß Ovalbumin.

Zunächst untersuchten Schülke und Kollegen die Wirkung des Fusionsproteins in Zellkulturen dendritischer Zellen von Mäusen. Dendritische Zellen steuern, in welche Richtung sich T-Lymphozyten des Immunsystems entwickeln. Ob aus ihnen also Zellen werden, die allergische Reaktionen verursachen, oder Zellen, die für die normale schützende Immunantwort verantwortlich sind. Die Wissenschaftler wiesen nach, dass das Fusionsprotein u.a. die Freisetzung des Botenstoffs Interleukin-10 (IL10) induziert. IL10 ist ein körpereigenes Zytokin, das die Aufgabe hat, überschießende Immunantworten zu bremsen, indem es die T-Lymphozyten beeinflusst. Genau dieses Bremsen einer überschießenden Immunantwort ist das Ziel in der Behandlung von Allergien.

Im Rahmen einer Kooperation mit Forscher-Nachwuchsgruppen innerhalb des Paul-Ehrlich-Instituts prüften Schülke und Kollegen zunächst die Wirkung ihres Fusionsproteins in Maus-Zellkulturen. Sowohl in Zellen, die aus allergischen Mäusen isoliert wurden, als auch in gentechnisch veränderten Zellen, die spezifisch Hühnereiweiß erkennen, wurde durch die Gabe des Fusionsproteins aus Flagellin und Hühnereiweiß die Aktivierung der T-Lymphozyten und damit die allergische Reaktion gebremst.

Ob die Prophylaxe einer Allergie oder die therapeutische Behandlung einer bestehenden Allergie aber tatsächlich funktionieren, muss im lebenden Organismus geprüft werden. Um die vorbeugende Wirkung gegen die Eiweißallergie zu testen, injizierten die Wissenschaftler Mäusen zweimal das Fusionsprotein – quasi als Impfung. Anschließend wurden die Mäuse gegen Hühnereiweiß sensibilisiert. Die nicht vorbehandelten Tiere entwickelten erwartungsgemäß eine Allergie mit starkem Abfall der Körpertemperatur, Gewichtsverlust und Durchfall. Dagegen zeigten die vorbehandelten Tiere keine Symptome – sie waren durch die „Impfung“ geschützt. Wurden die Tiere jedoch statt mit dem Fusionsprotein mit Ovalbumin oder Flagellin allein oder nicht fusioniertem Flagellin plus Ovalbumin in einer Mixtur vorbehandelt, blieb der Schutzeffekt aus. „Damit konnten wir nachweisen, dass Flagellin die Immunantwort in die gewünschte Richtung verschiebt, dies aber nur möglich ist, wenn es direkt an das Allergen gekoppelt wird“, erläutert Schülke die Ergebnisse.

Auch erste Ansätze, das Fusionsprotein zur Behandlung einer bestehenden Allergie einzusetzen, verliefen erfolgversprechend. Die Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts arbeiten aktuell an weiteren Studien, um die Wirksamkeit zu verbessern und den zugrunde liegenden Mechanismus aufzuklären. Fusionsproteine aus Flagellin und Allergen sind nach Einschätzung der Forscher vielversprechende Kandidaten zur Behandlung von Patienten mit IgE-vermittelten Allergien.

„Die Ergebnisse dieses Forschungsprojektes sind für unser Haus in doppelter Hinsicht spannend – zum einen können sich daraus neue Therapieoptionen in der Allergologie ergeben, zum anderen könnten Flagelline als Wirkverstärker von Impfstoffen für die Zulassung und damit für unsere Regulatoren wichtig werden. Die Verknüpfung von Grundlagenforschung und Regulation ist uns darum ein so großes Anliegen“, betont Prof. Stefan Vieths, Vizepräsident des Paul-Ehrlich-Instituts.

Schülke S, Burggraf M et al.: A fusion protein of flagellin and ovalbumin suppresses the TH2 response and prevents murine intestinal allergy.

J Allergy Clin Immunol 2011; published online 29 August 2011

Dr. Susanne Stöcker | idw
Weitere Informationen:
http://www.pei.de/presse
http://www.jacionline.org/article/S0091-6749%2811%2901157-2/abstract

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neuer Abwehrmechanismus gegen Sauerstoffradikale entdeckt
18.06.2018 | Universität Bern

nachricht Umwandlung von nicht-neuronalen Zellen in Nervenzellen
18.06.2018 | Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: AchemAsia 2019 in Shanghai

Die AchemAsia geht in ihr viertes Jahrzehnt und bricht auf zu neuen Ufern: Das International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production findet vom 21. bis 23. Mai 2019 in Shanghai, China statt. Gleichzeitig erhält die Veranstaltung ein aktuelles Profil: Die elfte Ausgabe fokussiert auf Themen, die für Chinas Prozessindustrie besonders relevant sind, und legt den Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit und Innovation.

1989 wurde die AchemAsia als Spin-Off der ACHEMA ins Leben gerufen, um die Bedürfnisse der sich damals noch entwickelnden Iindustrie in China zu erfüllen. Seit...

Im Focus: AchemAsia 2019 will take place in Shanghai

Moving into its fourth decade, AchemAsia is setting out for new horizons: The International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production will take place from 21-23 May 2019 in Shanghai, China. With an updated event profile, the eleventh edition focusses on topics that are especially relevant for the Chinese process industry, putting a strong emphasis on sustainability and innovation.

Founded in 1989 as a spin-off of ACHEMA to cater to the needs of China’s then developing industry, AchemAsia has since grown into a platform where the latest...

Im Focus: Li-Fi erstmals für das industrielle Internet der Dinge getestet

Mit einer Abschlusspräsentation im BMW Werk München wurde das BMBF-geförderte Projekt OWICELLS erfolgreich abgeschlossen. Dabei wurde eine Li-Fi Kommunikation zu einem mobilen Roboter in einer 5x5m² Fertigungszelle demonstriert, der produktionsübliche Vorgänge durchführt (Teile schweißen, umlegen und prüfen). Die robuste, optische Drahtlosübertragung beruht auf räumlicher Diversität, d.h. Daten werden von mehreren LEDs und mehreren Photodioden gleichzeitig gesendet und empfangen. Das System kann Daten mit mehr als 100 Mbit/s und fünf Millisekunden Latenz übertragen.

Moderne Produktionstechniken in der Automobilindustrie müssen flexibler werden, um sich an individuelle Kundenwünsche anpassen zu können. Forscher untersuchen...

Im Focus: First real-time test of Li-Fi utilization for the industrial Internet of Things

The BMBF-funded OWICELLS project was successfully completed with a final presentation at the BMW plant in Munich. The presentation demonstrated a Li-Fi communication with a mobile robot, while the robot carried out usual production processes (welding, moving and testing parts) in a 5x5m² production cell. The robust, optical wireless transmission is based on spatial diversity; in other words, data is sent and received simultaneously by several LEDs and several photodiodes. The system can transmit data at more than 100 Mbit/s and five milliseconds latency.

Modern production technologies in the automobile industry must become more flexible in order to fulfil individual customer requirements.

Im Focus: ALMA entdeckt Trio von Baby-Planeten rund um neugeborenen Stern

Neuartige Technik, um die jüngsten Planeten in unserer Galaxis zu finden

Zwei unabhängige Astronomenteams haben mit ALMA überzeugende Belege dafür gefunden, dass sich drei junge Planeten im Orbit um den Säuglingsstern HD 163296...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Simulierter Eingriff am virtuellen Herzen

18.06.2018 | Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz – Schafft der Mensch seine Arbeit ab?

15.06.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Asteroidenforschung in Garching

13.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neuer Abwehrmechanismus gegen Sauerstoffradikale entdeckt

18.06.2018 | Biowissenschaften Chemie

Umwandlung von nicht-neuronalen Zellen in Nervenzellen

18.06.2018 | Biowissenschaften Chemie

Im Fußballfieber: Rittal Cup verspricht Spannung und Spaß

18.06.2018 | Unternehmensmeldung

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics