Neuartige erdnussspezifische humane monoklonale IgE-Antikörper könnten neue therapeutische Angriffspunkte für Erdnussallergien eröffnen
Schätzungen zufolge leiden etwa 10 % der US-Bevölkerung an einer Erdnussallergie, einem medizinischen Notfall, der behandelt, aber nicht geheilt werden kann. Im Vergleich zu Personen ohne Allergien besteht bei diesen Personen ein höheres Risiko für eine Anaphylaxie. Daher besteht Bedarf an der Entwicklung neuartiger Therapien zur Behandlung von Erdnuss- und anderen Nahrungsmittelallergien. Ein kürzlich Grenzen in der Immunologie In einer von Forschern der University of North Carolina at Chapel Hill und der Vanderbilt University durchgeführten Zeitschriftenstudie wurde ein In-vitro-System entwickelt, um potenzielle Therapeutika zu bestimmen, die auf sensibilisierte Effektorzellen abzielen, basierend auf menschlichen, allergenspezifischen monoklonalen Immunglobulin E (IgE)-Antikörpern (mAbs).
Wie kommt es zu einer allergischen Reaktion?
Allergische Reaktionen werden hauptsächlich durch Mastzellen (MCs) ausgelöst. Während der Allergieeffektorphase werden Mastzellen durch die Vernetzung zwischen allergenen Antigenen und allergenspezifischem Immunglobulin (Ig)E aktiviert, das an den IgE-Rezeptor (FcϵRI) auf MCs bindet. Die aktivierten MCs fördern allergische Symptome, indem sie zuvor gebildete Mediatoren degranulieren und freisetzen.
Vorgeformte Mediatoren wie vasoaktive Amine, das Zytokin Tumornekrosefaktor (TNF)-alpha und Proteasen werden in MC-Zytoplasmagranula gespeichert. Interessanterweise synthetisieren MCs auch zusätzliche Zytokine und De-novo-Lipidmediatoren, um die allergischen Symptome aufrechtzuerhalten. Daher könnten neue Behandlungen für Nahrungsmittelallergien entwickelt werden, die auf die MC-Aktivität während der Allergieeffektorphase abzielen.
Basierend auf einem Mausmodell für allergische Peritonitis und passiven kutanen Anaphylaxiemodellen mildern MC-inhibitorische Rezeptoren, wie Sialinsäure-bindendes Immunglobulin-ähnliches Lektin (Siglec)-8 und CD300a, allergische Entzündungen und MC-Degranulation.
Modelle zur Identifizierung therapeutischer Ziele zur Hemmung lebensmittelallergischer Reaktionen
Die Antigen-spezifische, IgE-vermittelte MC-Aktivierung wurde in vitro durch Nanopartikel gehemmt, die gleichzeitig Antigen und Siglec-8-Liganden präsentierten. Darüber hinaus könnte es auch die Anaphylaxie in Siglec-8-transgenen Mausmodellen unterdrücken. Obwohl nur wenige Studien die Wirkung der Hemmung von MCs ermittelt haben, die gegen das Nahrungsmittelallergen, also Hühnerei-Ovalbumin (OVA), empfindlich sind, haben Forscher noch nicht festgestellt, ob die gezielte Behandlung von CD300a oder Siglec-8 die In-vitro-MC-Aktivierung als Reaktion auf Erdnüsse beeinflusst.
Basierend auf gereinigten menschlichen IgE-Antikörpern wurden mehrere In-vitro-Modelle der Allergie-Effektorphase entwickelt. Diese Modelle zeigten, dass Anti-Human-IgE-Antikörper immer IgE-FcεRI-Komplexe auf dem MC vernetzten und eine Degranulation auslösten. Dies war jedoch bei MCs, die gegen menschliche Seren mit Anti-Lebensmittelallergen-IgE sensibilisiert waren, nicht der Fall. In diesem Fall kam es in Gegenwart spezifischer Nahrungsmittelallergene nicht immer zu einer Degranulation.
Etwa 30 % der Patienten mit Nahrungsmittelallergien reagieren allergisch auf mehr als ein Nahrungsmittel. Daher treten bei Modellen, die menschliches Plasma zur Sensibilisierung von MCs verwendeten, Reproduzierbarkeitsprobleme aufgrund der Variabilität der IgE-Spiegel und der IgE-Spezifität gegenüber mehreren Allergenen auf. Daher sind alternative In-vitro-Modelle der durch Lebensmittelallergene induzierten MC-Degranulation erforderlich, um MC-Hemmrezeptoren zu bestimmen und die Wirkung potenzieller Therapeutika zu bewerten, die auf diese Hemmrezeptoren abzielen können.
Entwicklung potenzieller Therapeutika gegen Erdnussallergien
Ein neuartiges In-vitro-System wurde entwickelt, um die Effektorphase einer Erdnussallergie nachzuahmen, indem natürlich vorkommende erdnussspezifische menschliche IgE-monoklonale Antikörper (mAbs) zur Sensibilisierung einer etablierten Effektorzelllinie verwendet werden.
Zwei neue humane Erdnuss-spezifische IgE-mAbs wurden mithilfe von Human-Hybridom-Techniken erzeugt, die zur Sensibilisierung von SX-38-Zellen mit basophiler Leukämie (RBL) von Ratten verwendet wurden, die den humanen IgE-Rezeptor (FcϵRI) exprimieren. Diese erdnussspezifischen humanen IgE-mAbs könnten direkt mit dem klinisch relevanten Nahrungsmittelallergen Erdnuss vernetzt werden, was reproduzierbar eine Aktivierung und Degranulation allergischer Effektorzellen hervorruft.
Nach der Stimulation mit Erdnüssen wurden die Zytokinproduktion, die Beta-Hexosaminidase-Freisetzung (Degranulationsmarker) und die Phosphorylierung von Signaltransduktionsproteinen stromabwärts von FcϵRI gemessen. Das Ausmaß der Degranulation wurde auch nach Aktivierung der inhibitorischen Rezeptoren CD300a und Siglec-8 geschätzt.
In früheren Studien wurden inhibitorische Mastzelloberflächenrezeptoren mit einem Immunrezeptor-Tyrosin-basierten Inhibitionsmotiv (ITIM) als mögliche pharmazeutische Ziele vorgeschlagen, die die Degranulation und MC-Aktivierung bei einer Nahrungsmittelallergie hemmen können. Hier untersuchten Wissenschaftler die Wirkung monoklonaler Antikörper, die spezifisch für CD300a- und Siglec-8-Rezeptoren sind, auf allergische Effektorzellen, die mit erdnussspezifischem IgE sensibilisiert wurden.
Die Ergebnisse im Zusammenhang mit Siglec-8 stützten den Machbarkeitsnachweis im Zusammenhang mit der Beobachtung eines In-vitro-Systems, das Inhibitoren der MC-Degranulierung entdeckte. Insbesondere wurde festgestellt, dass die CD300-Rezeptorfamilie ein potenzielles therapeutisches Ziel für die Blockierung der Aktivierung und Degranulation erdnussspezifischer allergischer Effektorzellen darstellt.
Der zugrunde liegende Mechanismus der Siglec-8-vermittelten Hemmung von MC wurde mit direkten Wechselwirkungen zwischen Siglec-8 und Signalmolekülen stromabwärts von FcϵRI in Verbindung gebracht.
In Zukunft können Wissenschaftler dieses In-vitro-Modell verwenden, um festzustellen, ob Phosphatasen mit der CD300a- und Siglec-8-Signalübertragung in der RBL-SX-38-Effektorzelllinie verknüpft sind. Der Hauptvorteil des neuen Modells besteht darin, dass es die direkte Erkennung potenzieller Therapeutika bei der Aktivierung von Effektorzellen ermöglicht, indem Variablen eliminiert werden, die bei der Verwendung von menschlichem Plasma zur Sensibilisierung auftreten. Darüber hinaus entfernt dieses System nicht relevantes IgE, multiklonales allergenspezifisches IgE und andere irrelevante Antikörper-Unterklassen, was von Vorteil ist, da es ein schnelles Screening nach potenziellen Kandidaten für die Hemmung von Effektorzellen bei Nahrungsmittelallergien ermöglicht.
Referenz:
- Suber, J. et al. (2022) Neuartige erdnussspezifische monoklonale humane IgE-Antikörper ermöglichen Screenings auf Inhibitoren der Effektorphase bei Nahrungsmittelallergien. Grenzen in der Immunologie. https://doi.org/10.3389/fimmu.2022.974374, https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2022.974374/full
