Skip to main content
Erschienen in: Allergo Journal 4/2012

16.06.2012 | Übersicht

Potenzial, Fallstricke und aktueller Status der molekularen Diagnostik am Beispiel der Insektengiftallergie

verfasst von: PD Dr. Edzard Spillner, Simon Blank, Thilo Jakob

Erschienen in: Allergo Journal | Ausgabe 4/2012

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Zusammenfassung

Die molekulare Allergiediagnostik ist in den letzten Jahren von einem weitestgehend akademischen Steckenpferd zu einem essenziellen Werkzeug der modernen Diagnostik gereift. So konnte in vielen Bereichen die Diagnostik auf der Basis des klassischen Extrakts, üblicherweise eines hochkomplexen Cocktails unterschiedlichster Moleküle, um eine Vielzahl seiner Einzelallergene erweitert werden, die eine Analyse wesentlich verlässlicher, aber auch ungleich vielschichtiger machen. In wenigen Gebieten tritt dabei der Fortschritt so klar zutage wie im Bereich der Hymenopterengiftallergien.

Hymenopterengiftallergien gehören aufgrund des hohen Risikos anaphylaktischer Reaktionen mit möglicherweise fatalen Folgen zu den schwersten Hypersensitivitäten. In Westeuropa gilt dies insbesondere für die Allergien auf die Gifte der Honigbiene und der gemeinen Wespe. Obgleich für eine Vielzahl von Allergenquellen die Zusammensetzung im Detail geklärt werden konnte, waren für Hymenopterengifte lange Zeit lediglich Major-Allergene charakterisiert.

Heutzutage ist eine deutlich größere Anzahl von Allergenen identifiziert und hinsichtlich ihrer Funktion, ihrer Natur und ihres allergenen Potenzials charakterisiert. Zudem erlauben fortschrittlichere Expressionsstrategien für die rekombinante Produktion von Giftallergenen eine Modifikation der Moleküle und versprechen damit Einblicke in unterschiedliche Arten der IgE-Reaktivität und des Sensibilisierungsmusters.

Damit kann das Wissen um die Allergene im Cocktail des Hymenopterengifts und ihre molekulare Nutzung helfen, die Diagnostik zu verbessern und Instrumente zur Evaluierung und Optimierung therapeutischer Strategien bereitstellen.

Literatur
  1. Aalberse RC, Akkerdaas J, Ree R van. Cross-reactivity of IgE antibodies to allergens. Allergy 2001; 56: 478–490PubMedView Article
  2. Arbesman CE, Reisman RE, Wypych JI. Allergenic potency of bee antigens measured by RAST inhibition. Clin Allergy 1976; 6: 587–595PubMedView Article
  3. Blank S, Seismann H, Bockisch B, Braren I, Cifuentes L, McIntyre M, Ruhl D, Ring J, Bredehorst R, Ollert MW, Grunwald T, Spillner E. Identification, recombinant expression, and characterization of the 100 kDa high molecular weight hymenoptera venom allergens Api m 5 and Ves v 3. J Immunol 2010; 184: 5403–5413PubMedView Article
  4. Blank S, Michel Y, Seismann H, Plum M, Greunke K, Grunwald T, Bredehorst R, Ollert M, Braren I, Spillner E. Evaluation of different glycoforms of honeybee venom major allergen phospholipase A2 (Api m 1) produced in insect cells. Protein Pept Lett 2011a; 18: 415–422PubMedView Article
  5. Blank S, Seismann H, Michel Y, McIntyre M, Cifuentes L, Braren I, Grunwald T, Darsow U, Ring J, Bredehorst R, Ollert M, Spillner E. Api m 10, a genuine A. mellifera venom allergen, is clinically relevant but underrepresented in therapeutic extracts. Allergy 2011b; 66: 1322–1329PubMedView Article
  6. Blank S, Bantleon F, McIntyre M, Ollert M, Spillner E. The major royal jelly proteins 8 and 9 (Api m 11) are glycosylated components of Apis mellifera venom with allergenic potential beyond carbohydrate based reactivity. Clin Exp Allergy 2012 (in press)
  7. Chung CH, Mirakhur B, Chan E, Le QT, Berlin J, Morse M, Murphy BA, Satinover SM, Hosen J, Mauro D, Slebos RJ, Zhou Q, Gold D, Hatley T, Hicklin DJ, Platts-Mills TA. Cetuximab-induced anaphylaxis and IgE specific for galactose-alpha-1,3-galactose. N Engl J Med 2008; 358: 1109–1117PubMedView Article
  8. Dudler T, Chen WQ, Wang S, Schneider T, Annand RR, Dempcy RO, Crameri R, Gmachl M, Suter M, Gelb MH. High-level expression in Escherichia coli and rapid purification of enzymatically active honey bee venom phospholipase A2. Biochim Biophys Acta 1992; 1165: 201–210PubMed
  9. Gmachl M, Kreil G. Bee venom hyaluronidase is homologous to a membrane protein of mammalian sperm. Proc Natl Acad Sci U S A 1993; 90: 3569–3573PubMedView Article
  10. Graaf DC de, Brunain M, Scharlaken B, Peiren N, Devreese B, Ebo DG, Stevens WJ, Desjardins CA, Werren JH, Jacobs FJ. Two novel proteins expressed by the venom glands of Apis mellifera and Nasonia vitripennis share an ancient C1q-like domain. Insect Mol Biol 2010; 19 Suppl 1: 1–10PubMedView Article
  11. Grunwald T, Bockisch B, Spillner E, Ring J, Bredehorst R, Ollert MW. Molecular cloning and expression in insect cells of honeybee venom allergen acid phosphatase (Api m 3). J Allergy Clin Immunol 2006; 117: 848–854PubMedView Article
  12. Hemmer W, Focke M, Kolarich D, Dalik I, Gotz M, Jarisch R. Identification by immunoblot of venom glycoproteins displaying immunoglobulin E-binding N-glycans as cross-reactive allergens in honeybee and yellow jacket venom. Clin Exp Allergy 2004; 34: 460–469PubMedView Article
  13. Henriksen A, King TP, Mirza O, Monsalve RI, Meno K, Ipsen H, Larsen JN, Gajhede M, Spangfort MD. Major venom allergen of yellow jackets, Ves v 5: structural characterization of a pathogenesis-related protein superfamily. Proteins 2001; 45: 438–448PubMedView Article
  14. Hoffman DR, Shipman WH, Babin D. Allergens in bee venom II. Two new high molecular weight allergenic specificities. J Allergy Clin Immunol 1977; 59: 147–153PubMedView Article
  15. Hofmann SC, Pfender N, Weckesser S, Blank S, Huss-Marp J, Spillner E, Jakob T. Detection of IgE to rApi m 1 and rVes v 5 is valuable but not sufficient to distinguish bee from wasp venom allergy (Reply). J Allergy Clin Immunol 2011; 128: 248View Article
  16. Hofmann SC, Pfender N, Weckesser S, Huss-Marp J, Jakob T. Added value of IgE detection to rApi m 1 and rVes v 5 in patients with Hymenoptera venom allergy. J Allergy Clin Immunol 2011; 127: 265–267PubMedView Article
  17. Jakob T, Ollert M. Rekombinante Insektengiftallergene — Nutzen in der Abgrenzung von Kreuzsensibilisierungen und echten Doppelsensibilisierungen. Allergo J 2011; 20: 22–23
  18. Jappe U, Raulf-Heimsoth M, Hoffmann M, Burow G, Hubsch-Muller C, Enk A. In vitro hymenoptera venom allergy diagnosis: improved by screening for cross-reactive carbohydrate determinants and reciprocal inhibition. Allergy 2006; 61: 1220–1229PubMedView Article
  19. Jin C, Hantusch B, Hemmer W, Stadlmann J, Altmann F. Affinity of IgE and IgG against cross-reactive carbohydrate determinants on plant and insect glycoproteins. J Allergy Clin Immunol 2008; 121: 185–190.e2PubMedView Article
  20. Jin C, Focke M, Leonard R, Jarisch R, Altmann F, Hemmer W. Reassessing the role of hyaluronidase in yellow jacket venom allergy. J Allergy Clin Immunol 2010; 125: 184–190.e1PubMedView Article
  21. Kettner A, Hughes GJ, Frutiger S, Astori M, Roggero M, Spertini F, Corradin G. Api m 6: a new bee venom allergen. J Allergy Clin Immunol 2001; 107: 914–920PubMedView Article
  22. King TP, Alagon AC, Kuan J, Sobotka AK, Lichtenstein LM. Immunochemical studies of yellowjacket venom proteins. Mol Immunol. 1983; 20: 297–308PubMedView Article
  23. King TP, Spangfort MD. Structure and biology of stinging insect venom allergens. Int Arch Allergy Immunol 2000; 123: 99–106PubMedView Article
  24. Kolarich D, Leonard R, Hemmer W, Altmann F. The N-glycans of yellow jacket venom hyaluronidases and the protein sequence of its major isoform in Vespula vulgaris. Febs J 2005; 272: 5182–5190PubMedView Article
  25. Kuchler K, Gmachl M, Sippl MJ, Kreil G. Analysis of the cDNA for phospholipase A2 from honeybee venom glands. The deduced amino acid sequence reveals homology to the corresponding vertebrate enzymes. Eur J Biochem. 1989; 184: 249–254PubMedView Article
  26. Müller UR. Insektenstichallergie: Klinik, Diagnostik und Therapie. Stuttgart — New York: Gustav Fischer, 1988
  27. Müller UR. Recombinant Hymenoptera venom allergens. Allergy 2002; 57: 570–576PubMedView Article
  28. Müller UR. Recent developments and future strategies for immunotherapy of insect venom allergy. Curr Opin Allergy Clin Immunol 2003; 3: 299–303PubMedView Article
  29. Müller UR, Johansen N, Petersen AB, Fromberg-Nielsen J, Haeberli G. Hymenoptera venom allergy: analysis of double positivity to honey bee and Vespula venom by estimation of IgE antibodies to species-specific major allergens Api m1 and Ves v5. Allergy 2009; 64: 543–548PubMedView Article
  30. Peiren N, Vanrobaeys F, Graaf DC de, Devreese B, Van Beeumen J, Jacobs FJ. The protein composition of honeybee venom reconsidered by a proteomic approach. Biochim Biophys Acta 2005; 1752: 1–5PubMed
  31. Schmidt M, Weimer ET, Sakell RH, Hoffman DR. Proteins in the hight molecular weight fraction of honeybee venom. J Allergy Clin Immunol 2005; 115: S107View Article
  32. Seismann H, Blank S, Braren I, Greunke K, Cifuentes L, Grunwald T, Bredehorst R, Ollert M, Spillner E. Dissecting cross-reactivity in hymenoptera venom allergy by circumvention of alpha-1,3-core fucosylation. Mol Immunol 2010a; 47: 799–808PubMedView Article
  33. Seismann H, Blank S, Cifuentes L, Braren I, Bredehorst R, Grunwald T, Ollert M, Spillner E. Recombinant phospholipase A1 (Ves v 1) from yellow jacket venom for improved diagnosis of hymenoptera venom hypersensitivity. Clin Mol Allergy 2010b; 8: 7PubMedView Article
  34. Seppala U, Selby D, Monsalve R, King TP, Ebner C, Roepstorff P, Bohle B. Structural and immunological characterization of the N-glycans from the major yellow jacket allergen Ves v 2: the N-glycan structures are needed for the human antibody recognition. Mol Immunol 2009; 46: 2014–221PubMedView Article
  35. Skov LK, Seppala U, Coen JJ, Crickmore N, King TP, Monsalve R, Kastrup JS, Spangfort MD, Gajhede M. Structure of recombinant Ves v 2 at 2.0 Angstrom resolution: structural analysis of an allergenic hyaluronidase from wasp venom. Acta Crystallogr D Biol Crystallogr 2006; 62: 595–604PubMedView Article
  36. Soldatova LN, Crameri R, Gmachl M, Kemeny DM, Schmidt M, Weber M, Mueller UR. Superior biologic activity of the recombinant bee venom allergen hyaluronidase expressed in baculovirus-infected insect cells as compared with Escherichia coli. J Allergy Clin Immunol 1998; 101: 691–698PubMedView Article
  37. Winningham KM, Fitch CD, Schmidt M, Hoffman DR. Hymenoptera venom protease allergens. J Allergy Clin Immunol 2004; 114: 928–933PubMedView Article
Metadaten
Titel
Potenzial, Fallstricke und aktueller Status der molekularen Diagnostik am Beispiel der Insektengiftallergie
verfasst von
PD Dr. Edzard Spillner
Simon Blank
Thilo Jakob
Publikationsdatum
16.06.2012
Verlag
Urban and Vogel
Erschienen in
Allergo Journal / Ausgabe 4/2012
Print ISSN: 0941-8849
Elektronische ISSN: 2195-6405
DOI
https://doi.org/10.1007/s15007-012-0128-2

Weitere Artikel der Ausgabe 4/2012

Allergo Journal 4/2012 Zur Ausgabe

Update HNO

Bestellen Sie unseren Fach-Newsletter und bleiben Sie gut informiert – ganz bequem per eMail.