Nicht-allergene Pollenbestandteile können Allergien verstärken – neuer Mechanismus über B-Zellen

Das Team um Prof. Carsten Schmidt-Weber und Prof. Jan Gutermuth vom Zentrum Allergie und Umwelt (ZAUM) am Helmholtz Zentrum München und der TU München untersuchte dafür den Einfluss von Pollenextrakt des hoch allergenen Beifußblättrigen Traubenkrauts*, wissenschaftlich Ambrosia artemisiifolia, auf B-Zellen. Diese produzieren das Immunglobulin E (IgE**), welches der Schlüsselauslöser bei allergischen Reaktionen und auch maßgeblich für die Diagnose einer allergischen Erkrankung ist.

„Wir konnten sowohl in vitro als auch in vivo zeigen, dass der gesamte Pollenextrakt die Ausschüttung der Allergie-typischen IgE Antikörper verstärkt“, fasst Dr. Sebastian Öder, neben Dr. Francesca Alessandrini Hauptautor der Studie, zusammen. “Darüber hinaus konnten unsere Kollegen am Schweizerischen Institut für Allergieforschung (SIAF) den Effekt auch für menschliche B-Zellen bestätigen.“

Per Ausschlussverfahren testeten die Wissenschaftler daraufhin, welche Komponenten genau die Reaktion auslösen. Dazu setzten sie B-Zellen entweder dem Allergen Amb a 1, dem Pollen-assoziierten Stoff PPE1*** oder dem Gesamtextrakt bzw. einer Protein-/Allergen-freien Fraktion des Extraktes aus. „Interessanterweise verstärkten bis auf Amb a 1 alle Stoffe eine entsprechende Immunreaktion der B-Zellen“, so Öder. Die Autoren kommen daher zu dem Schluss, dass die verstärkte Ausschüttung von IgE durch die B-Zellen nicht vom eigentlichen Hauptallergen Amb a 1 abhängt, sondern vor allem durch Kleinst-Stoffe wie PPE1 zustande kommt.

Mechanismus nicht nur auf Ambrosia beschränkt

„Bisher war angenommen worden, dass eine allergiefördernde Wirkung von nicht-allergenen Pflanzeninhaltsstoffen hauptsächlich durch Dendritische Zellen vermittelt wird. Der von uns gefundene Mechanismus über B-Zellen eröffnet daher eine andere Sicht auf diese Thematik und bietet neue Ansatzpunkte für die Entwicklung von Therapien bei allergischen Erkrankungen“, so ZAUM-Direktor Schmidt-Weber****.

Um die Relevanz ihrer Ergebnisse zu überprüfen, testeten die Wissenschaftler auch Pflanzenextrakte von Birken, Kiefern und Wiesen-Lieschgras. Sie konnten so zeigen, dass der Effekt nicht nur in Ambrosia sondern auch bei Bäumen und Gräsern eine Rolle spielt. „Da die Polleninhaltsstoffe möglicherweise auch von klimatischen Faktoren abhängig sind, wollen wir künftig beobachten, ob sich veränderte klimatische Bedingungen auf die B-Zell-vermittelte Allergenität von Pollen auswirken“, kommentiert Prof. Claudia Traidl-Hoffmann, Direktorin des Christine Kühne – Center for Allergy Research and Education (CK-CARE), das diese Studie maßgeblich finanziell unterstützt hat.

Weitere Informationen

Hintergrund
* Das Beifußblättrige Traubenkraut (Ambrosia artemisiifolia) kam vor Jahren vermutlich über Vogelfutter nach Europa und breitet sich dort nun auch bedingt durch den Klimawandel stark aus. Seine Pollen sind sehr aggressiv und bilden in Amerika bereits jetzt die Hauptursache für Heuschnupfen und Allergien. Da Ambrosia erst im Spätsommer blüht, verlängert sie zudem die „Saison“ für Allergiker.

** Als IgE (Immunglobulin E) bezeichnet man eine Klasse von Antikörpern, die als Hauptursache allergischer Reaktionen im Körper gelten. Bindet ein IgE Molekül an ein Allergen, kann es sogenannte Mastzellen dazu veranlassen, Histamin auszuschütten, was letztlich die allergische Reaktion auslöst. Die eigentliche Aufgabe von IgE-Antikörpern ist die Abwehr von Parasiten und Würmern.

*** PPE1 steht für den Stoff E1-Phytoprostan und ist ein sogenannter Pollen-assoziierter Lipid-Mediator, der Einfluss auf das Immunsystem nehmen kann.

**** In den letzten Jahren wurde erkannt, dass neben den eigentlichen Allergenen auch andere Inhaltsstoffe von Pollen allergische Reaktionen beeinflussen können. Erst kürzlich hatte die Arbeitsgruppe gezeigt, dass der Stoff Adenosin die allergene Wirkung von Ambrosia-Pollen verstärkt (https://www.tum.de/die-tum/aktuelles/pressemitteilungen/kurz/article/32444/). Was bisher nicht bekannt war, ist, dass auch B-Zellen dazu gebracht werden, verstärkt Antikörper des Allergietyps zu produzieren.

Original-Publikation:
Oeder, S. et al. (2015). Pollen derived non-allergenic substances enhance Th2-induced IgE production in B-cells. Allergy, DOI: 10.1111/all.12707

Das Helmholtz Zentrum München verfolgt als Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt das Ziel, personalisierte Medizin für die Diagnose, Therapie und Prävention weit verbreiteter Volkskrankheiten wie Diabetes mellitus und Lungenerkrankungen zu entwickeln. Dafür untersucht es das Zusammenwirken von Genetik, Umweltfaktoren und Lebensstil. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 2.300 Mitarbeiter und ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der 18 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit rund 37.000 Beschäftigten angehören.

Das Institut für Allergieforschung (IAF) erforscht molekulare Entstehungsmechanismen von Allergien, weltweit zunehmenden Erkrankungen. Das IAF will die epidemiologische Ausbreitung aufhalten, indem Wissenschaftler und Kliniker zusammen intensiv an individuellen Präventionsansätzen forschen. Im therapeutischen Bereich wollen Wissenschaftler des Instituts neue auf den Patienten abgestimmte Ansätze entwickeln. Das IAF kooperiert dabei mit der Technischen Universität München in der gemeinsamen Einrichtung Zentrum Allergie und Umwelt (ZAUM). Außerdem ist das IAF Mitglied des Munich Allergy Research Center (MARC) und des Deutschen Zentrums für Lungenforschung (DZL).

Das Zentrum Allergie und Umwelt (Leitung: Prof. Dr. Carsten Schmidt-Weber) in München ist eine gemeinsame Einrichtung von Helmholtz Zentrum München und Technischer Universität München. Die in der deutschen Forschungslandschaft einzigartige Kooperation dient der fachübergreifenden Grundlagenforschung und Verknüpfung mit Klinik und klinischen Studien. Durch diesen translationalen Ansatz lassen sich Erkenntnisse über molekulare Entstehungsmechanismen von Allergien in Maßnahmen zu ihrer Vorbeugung und Therapie umsetzen. Die Entwicklung wirksamer, individuell zugeschnittener Therapien ermöglicht betroffenen Patienten eine bessere Versorgung.

Die Technische Universität München (TUM) ist mit rund 500 Professorinnen und Professoren, 10.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern und mehr als 37.000 Studierenden eine der forschungsstärksten Technischen Universitäten Europas. Ihre Schwerpunkte sind die Ingenieurwissenschaften, Naturwissenschaften, Lebenswissenschaften und Medizin, ergänzt um die Wirtschafts- und Bildungswissenschaften. Die TUM handelt als unternehmerische Universität, die Talente fördert und Mehrwert für die Gesellschaft schafft. Dabei profitiert sie von starken Partnern in Wissenschaft und Wirtschaft. Weltweit ist sie mit einem Campus in Singapur sowie Niederlassungen in Brüssel, Kairo, Mumbai, Peking und São Paulo vertreten. An der TUM haben Nobelpreisträger und Erfinder wie Rudolf Diesel und Carl von Linde geforscht. 2006 und 2012 wurde sie als Exzellenzuniversität ausgezeichnet. In internationalen Rankings gehört sie regelmäßig zu den besten Universitäten Deutschlands.

Ansprechpartner für die Medien
Abteilung Kommunikation, Helmholtz Zentrum München – Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH), Ingolstädter Landstr. 1, 85764 Neuherberg – Tel. +49 89 3187 2238 – Fax: +49 89 3187 3324 – E-Mail: presse@helmholtz-muenchen.de

Fachliche Ansprechpartner
Dr. Sebastian Öder, Helmholtz Zentrum München – Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH), Institut für Allergieforschung & Zentrum Allergie und Umwelt, Ingolstädter Landstr. 1, 85764 Neuherberg – Tel. +49 89 4140 3477 – E-Mail: sebastian.oeder@helmholtz-muenchen.de

Dr. Francesca Alessandrini, Helmholtz Zentrum München – Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH), Institut für Allergieforschung & Zentrum Allergie und Umwelt, Ingolstädter Landstr. 1, 85764 Neuherberg – Tel. +49 89 4140 2524 – E-Mail: franci@helmholtz-muenchen.de

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26214762 – Link zur Fachpublikation
http://www.helmholtz-muenchen.de/aktuelles/pressemitteilungen/2015/index.html – Pressemitteilungen Helmholtz Zentrum München
http://www.helmholtz-muenchen.de/iaf – Institut für Allergieforschung