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From the allergic sensitization to the effector phase
Methods to follow allergen uptake by dendritic cells, allergen characterization, and evaluation of allergen chips
Maria Berneder
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Betreuer*in
Pavel Kovarik
DOI
10.25365/thesis.30017
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30248.53418.157570-8
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Entstehung allergischer Reaktionen lässt sich in zwei Phasen einteilen: die Sensibilisierungs- und die Effektorphase. Bei Erstkontakt des Immunsystems mit einem Allergen fehlen noch wichtige Komponenten, die für eine Abwehrreaktion notwendig sind. Liegt allerdings eine Fehlfunktion des Immunsystems vor, kann das Allergen als schädlich eingestuft werden. Daraufhin werden Immunglobulin E (IgE) Antikörper und allergenspezifische T-Zellen gebildet und der Grundstock für eine Immunreaktion, die auf basophilen Granulozyten und Mastzellen basiert, wird gelegt. Bei neuerlichem Kontakt mit demselben Allergen kommt es im Rahmen der Effektorphase zu allergischen Symptomen.
Das Ziel dieser Arbeit ist, Methoden zu etablieren, mit deren Hilfe die verschiedenen Stadien von Allergien untersucht werden können.
Im ersten Teil wurden Methoden entwickelt, um die Aufnahme von aufgereinigten Allergenen und ihren Abbau durch dendritische Zellen (DCs) zu darzustellen. Dadurch soll die Frage geklärt werden, warum manche Proteine trotz hoher Sequenzhomologie ein unterschiedliches Potenzial besitzen, allergische Reaktionen hervorzurufen. Die in dieser Arbeit verwendeten Proteine sind zum einen das 2S Albumin aus Sonnenblumenkernen und zum anderen das dazu homologe Protein aus der Paranuss. DCs konnten auf Deckgläsern kultiviert werden, die Aufnahme und die Rezeptorbindung von fluoreszenzmarkierten Proteinen wurden sichtbar gemacht und die Vesikel, die diese markierten Proteine enthielten konnten zu verschiedenen Zeitpunkten an verschiedenen Orten lokalisiert werden. Schlussendlich konnte auch die Auf-nahme beider 2S Albumine, die untersucht werden sollten, durch DCs bestätigt werden. Die Rolle der Oberflächenrezeptoren bei der Aufnahme in die Zellen bleibt noch eindeutig zu klären.
Im zweiten Teil dieser Arbeit sollten die Seren eines Patientenkollektivs hinsichtlich ihres IgE-Bindungsprofils und somit auch ihres Sensibilisierungsstatus bestimmt werden, wofür ein neuartiger Allergenchip verwendet wurde. Die Resultate wurden daraufhin mit den Ergebnissen der konventionellen diagnostischen Methoden verglichen. Die zentrale Frage des Projektes ist, ob der Allergenchip in der Diagnose von Nahrungsmittelanaphylaxien eingesetzt werden kann. Deshalb wurden die Patientenseren mit Hilfe des Allergenchips, enzymgekoppelten Immunadsorptionstests (ELISA) und Immunblots auf IgE getestet und die Resultate mit den Krankengeschichten abgeglichen, die auf aufwändigen in vitro und in vivo Tests basieren. Anzustreben ist es, die für die Diagnose einer Allergie erforderlichen Tests patientenspezifischer zu gestalten. Der Allergenchip ist eine vielversprechende Methode, die Diagnose von Nahrungsmittelanaphylaxien zu erleichtern. Für seine standardmäßige Anwendung ist es allerdings erforderlich, die Sensitivität weiter zu erhöhen, da IgE-Antikörper gegen einige Allergene fälschlicherweise nicht mit dem Chip identifiziert werden konnten.
Abstract
(Englisch)
The development of an allergic reaction is based on two phases: sensitization and effector phase. The first time the immune system of a person encounters an allergen it is not prepared for a defensive reaction. However, due to a malfunction of the immune system the allergen is recognized as harmful. As a consequence, Immunoglobulin E (IgE) antibodies, allergen-specific T cells and an immune response involving mast cells and basophils are established. The next contact with the allergen leads to an effector phase resulting in allergic symptoms.
The aim of this work is to establish different methods for the observation of the different stages of the allergic disease.
In the first part methods were set up to follow the route of the uptake and processing of purified allergens by dendritic cells (DCs). Using these methods it should later on be possible to identify the reasons why some proteins have a different allergenic potential although they have high sequence similarities. The proteins used in this case were 2S albumins from sunflower seeds and Brazil nut. It was possible to grow DCs on coverslips, to detect the uptake and the binding to corresponding surface receptors of labelled proteins by immunofluorescence microscopy, to detect the location of the vesicles at different time points and to show the uptake of both proteins of interest by DCs. The involvement of receptors in the uptake still has to be identified.
In the second part of this work the IgE-binding pattern and thus the sensitization status found in the sera of a patients’ cohort was determined by a novel allergen microarray. The results were compared to the outcomes of conventional diagnostic methods. The underlying question of this project was if the allergen chip could be a useful tool in the diagnosis of food anaphylaxis. Therefore, allergen microarray tests, immunoblots and Enzyme-linked Immunosorbent Assays (ELISAs) were done and compared to case histories obtained by conventional diagnostic methods consisting of extensive in vitro and in vivo testing which is time-consuming and expensive. The goal for the future will be to make the testing more patient-friendly and more economic. The microarray is a good candidate to facilitate the diagnosis of food anaphylaxis. However, to establish the microarray as an important component in testing for anaphylaxis, the sensitivity of the method needs to be increased as there were several eliciting allergens that were not detected by the chip.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Allergy Dendritic cells Allergen chip
Schlagwörter
(Deutsch)
Allergie Dendritische Zellen Allergen Chip
Autor*innen
Maria Berneder
Haupttitel (Englisch)
From the allergic sensitization to the effector phase
Hauptuntertitel (Englisch)
Methods to follow allergen uptake by dendritic cells, allergen characterization, and evaluation of allergen chips
Paralleltitel (Deutsch)
Von der allergischen Sensibilisierung zur Effektorphase ; Methoden zur Untersuchung der Allergenaufnahme durch Dendritische Zellen, zur Allergencharakterisierung und zur Evaluierung von Allergenchips
Publikationsjahr
2013
Umfangsangabe
89 S.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Pavel Kovarik
Klassifikation
30 Naturwissenschaften allgemein > 30.00 Naturwissenschaften allgemein: Allgemeines
AC Nummer
AC11743537
Utheses ID
26765
Studienkennzahl
UA | 490 | | |