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Allergen- and ICAM-1-specific antibodies for prevention of seasonal allergies and infection by human rhinovirus

Christina Weichwald

Art der Arbeit

Masterarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Lebenswissenschaften

Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)

Masterstudium Ernährungswissenschaften

Betreuer*in

Sabine Flicker

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DOI

10.25365/thesis.72510

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-13101.92254.676265-5

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Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Über 25% der westlichen Bevölkerung leiden unter IgE-vermittelter Hypersensitivität, auch Typ I Allergie genannt. Besonders im Frühjahr und Sommer sind Gräserpollen weit verbreitet und die darin enthaltenen Allergene führen bei bereits sensibilisierten Patienten zu den typischen allergischen Symptomen. Diese werden durch Rezeptor gebundene IgE-Allergen-Komplexe, die zur Freisetzung von biologischen Mediatoren (z.B. Histamin) führen, ausgelöst. Zu einem der schwerwiegendsten Symptome von Typ I Allergie zählt Asthma bronchiale. Neben Allergie spielen auch Viren, die die Atemwege betreffen, wie z.B. humane Rhinoviren, eine wichtige Rolle in der Pathogenese von Asthma. Humane Rhinoviren gelten zusätzlich als Hauptursache von Erkältung, welche bei bestimmten Individuen zu lebensbedrohlichen Symptomen führen kann. Aufgrund einer möglichen synergistischen Wirkungsweise von inhalativen Allergenen und humanen Rhinoviren hinsichtlich Entzündungen der Atemwege ist es von großer Bedeutung, erfolgreiche Strategien zur Prävention von Typ I Allergie und Infektionen mit humanen Rhinoviren zu entwickeln. Zur Behandlung von Allergie gibt es bereits einige Möglichkeiten, wie z.B. Allergen-spezifische Immuntherapie, wohingegen noch keine Medikamente zur Prophylaxe von Infektionen mit humanen Rhinoviren auf dem Markt erwerblich sind. Ziel dieser Arbeit ist es, eine topische, nicht invasive Applikation, z.B. in Form eines Nasensprays oder Inhalators, zu entwickeln, die einerseits zur Prävention von allergischen Reaktionen durch Gräserpollen eingesetzt werden kann und andererseits vor Infektionen mit humanen Rhinoviren schützt. Hierfür wurde ein Antikörper Komplex generiert, der bispezifisch für Phl p 5, ein Hauptallergen von Gräsern, und humanes ICAM-1, dem Rezeptor für die Hauptgruppe der humanen Rhinoviren, ist. Durch Streptavidin-Biotin-Konjugation von Phl p 5-spezifischen humanen IgG1 und ICAM-1-spezifischen murinen IgG1 Antikörpern wurden stabile bispezifische Antikörper Komplexe gebildet. Der ICAM-1-spezifische Antikörper verankert den bispezifischen Komplex durch die Bindung an ICAM-1 auf respiratorischen Epithelzellen, sodass der Phl p 5-spezifische Antikörper das Allergen auf der Zelloberfläche immobilisiert und dadurch dessen Migration durch die Mukosa verhindert wird. Gleichzeitig blockiert der ICAM-1-spezifische Antikörper durch seine Bindung an ICAM-1 die Interaktion zwischen dem Virus und seinem Rezeptor, wodurch einer Infektion mit humanen Rhinoviren vorgebeugt wird. Um diese Hypothese zu testen, wurden zunächst in vitro Experimente mit Durchflusszytometrie und Immunfluoreszenz Mikroskopie durchgeführt, um herauszufinden, ob der bispezifische Antikörper Komplex ICAM-1 auf der Zelloberfläche der humanen bronchialen Epithelzelline 16HBE14o- erkennt und weiters Phl p 5 bindet. Transwell Migrationtests wurden zur Untersuchung des Potentials des Antikörper Komplexes, die Migration des Allergens durch eine Schicht von 16HBE14o- Zellen zu verhindern, eingesetzt. Mittels Basophilen Aktivierungstests sowie Experimenten mit humanisierten basophilen Rattenleukämiezellen wurden die Auswirkungen auf die Aktivierung und Degranulation von Effektorzellen analysiert. Des Weiteren wurden die präventiven Effekte des Antikörper Komplexes auf Infektionen mit humanen Rhinoviren von 16HBE14o- Zellen durch Impedanzmessungen des xCELLigence Real Time Cell Analysis Systems ermittelt. Die in vitro Ergebnisse zeigen, dass der generierte bispezifische Antikörper Komplex Phl p 5 auf der Oberfläche von Epithelzellen immobilisiert, die Allergenmigration signifikant reduziert und dadurch die Allergen-induzierte Aktivierung und Degranulation von Basophilen gesenkt wird. Zusätzlich wurde demonstriert, dass der Antikörper Komplex eine Infektion der 16HBE14o- Zellen mit humanen Rhinoviren vorbeugt. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der aus einem Allergen-spezifischen und einem ICAM-1-spezifischen Antikörper bestehende Komplex großes Potential hinsichtlich der Prävention von allergischen Symptomen sowie Infektionen mit humanen Rhinoviren aufweist. In Form von Nasensprays oder Inhalatoren könnten diese bei Atemwegserkrankungen, welche durch Allergie oder humane Rhinoviren induziert wurden, zur Behandlung eingesetzt werden.

Autor*innen

Christina Weichwald

Haupttitel (Englisch)

Allergen- and ICAM-1-specific antibodies for prevention of seasonal allergies and infection by human rhinovirus

Paralleltitel (Deutsch)

Allergen- und ICAM-1-spezifische Antikörper zur Prävention von saisonalen Allergien und Infektion mit humanen Rhinoviren

Publikationsjahr

2019

Umfangsangabe

59 Seiten : Illustrationen, Diagramme

Sprache

Englisch

Beurteiler*in

Sabine Flicker

Klassifikationen

30 Naturwissenschaften allgemein > 30.03 Methoden und Techniken in den Naturwissenschaften ,

44 Medizin > 44.11 Präventivmedizin

AC Nummer

AC15498087

Utheses ID

52550

Studienkennzahl

UA | 066 | 838 | |

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