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Hühnereiweiß-Allergie: Mit Bakterien gegen Lebensmittelallergien?

Wissenschaftlern des Paul-Ehrlich-Insituts ist es im Tierversuch gelungen, mit einem einem Fusionsprotein die Entstehung einer Lebensmittelallergie gegen Hühnereiweiß zu verhindern. Das Fusionsprotein besteht aus dem Bakterienprotein Flagellin sowie dem Allergen des Hühnereiweiß. Auch erste Ansätze, das Fusionsprotein zur Behandlung einer bestehenden Allergie einzusetzen, verliefen erfolgversprechend.

Paul-Ehrlich-Institut will mit Bakteriengeißeln gegen Lebensmittelallergien vorgehen

Paul-Ehrlich-Institut will mit Bakteriengeißeln gegen Lebensmittelallergien vorgehen

Über die Forschungsergebnisse berichtet das Journal of Allergy and Clinical Immunology in seiner aktuellen Ausgabe. Sie dienen der Fortbewegung frei schwimmender Bakterien – spiralförmige Proteinfäden auf der Oberfläche der Bakterien, die als Flagellen oder auch Geißeln bezeichnet werden. Ihr Hauptbestandteil ist das Protein Flagellin, von dem bekannt ist, dass es als Fremdprotein eine immunologische Reaktion hervorruft. Dr. Stefan Schülke und Kollegen aus der Abteilung Allergologie des Paul-Ehrlich-Instituts gingen der Frage nach, ob sich der Einfluss des Flagellins auf das Immunsystem für eine Therapie oder Prophylaxe von Allergien nutzen lässt. Sie wählten die Allergie gegen Hühnereiweiß – Ovalbumin – als Modell. Ein solches Modell hat hohe praktische Relevanz, denn bis heute gibt es keine etablierte Therapie gegen Lebensmittelallergien. Obwohl sie lebensbedrohlich sein können, ist die Vermeidung des Allergieauslösers bisher das „Mittel der Wahl“.

„Unsere Hypothese war, dass sich Flagellin nutzen lässt, um Allergien zu behandeln wenn es sich in unmittelbarer räumlicher Nähe zu dem Allergen befindet“, erläutert Dr. Stephan Scheurer, Leiter des Fachgebiets „Rekombinante Allergentherapeutika“ des Paul-Ehrlich-Instituts. Um diese räumliche Nähe sicherzustellen, fusionierten die Forscher mit gentechnischen Verfahren das Flagellin A mit dem Hühnereiweiß Ovalbumin.

Im Rahmen einer Kooperation mit Forscher-Nachwuchsgruppen innerhalb des Paul-Ehrlich-Instituts prüften Schülke und Kollegen zunächst die Wirkung ihres Fusionsproteins in Maus-Zellkulturen. Sowohl in Zellen, die aus allergischen Mäusen isoliert wurden, als auch in gentechnisch veränderten Zellen, die spezifisch Hühnereiweiß erkennen, wurde durch die Gabe des Fusionsproteins aus Flagellin und Hühnereiweiß die Aktivierung der T-Lymphozyten und damit die allergische Reaktion gebremst.

Weitere Studien zur Behandlung von Lebensmittelallergien notwenig

Ob die Prophylaxe einer Allergie oder die therapeutische Behandlung einer bestehenden Allergie aber tatsächlich funktionieren, muss im lebenden Organismus geprüft werden. Um die vorbeugende Wirkung gegen die Eiweißallergie zu testen, injizierten die Wissenschaftler Mäusen zweimal das Fusionsprotein – quasi als Impfung. Anschließend wurden die Mäuse gegen Hühnereiweiß sensibilisiert. Die nicht vorbehandelten Tiere entwickelten erwartungsgemäß eine Allergie mit starkem Abfall der Körpertemperatur, Gewichtsverlust und Durchfall. Dagegen zeigten die vorbehandelten Tiere keine Symptome – sie waren durch die „Impfung“ geschützt. Wurden die Tiere jedoch statt mit dem Fusionsprotein mit Ovalbumin oder Flagellin allein oder nicht fusioniertem Flagellin plus Ovalbumin in einer Mixtur vorbehandelt, blieb der Schutzeffekt aus. „Damit konnten wir nachweisen, dass Flagellin die Immunantwort in die gewünschte Richtung verschiebt, dies aber nur möglich ist, wenn es direkt an das Allergen gekoppelt wird“, erläutert Schülke die Ergebnisse.

Auch erste Ansätze, das Fusionsprotein zur Behandlung einer bestehenden Allergie einzusetzen, verliefen erfolgversprechend. Die Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts arbeiten aktuell an weiteren Studien, um die Wirksamkeit zu verbessern und den zugrunde liegenden Mechanismus aufzuklären. Fusionsproteine aus Flagellin und Allergen sind nach Einschätzung der Forscher vielversprechende Kandidaten zur Behandlung von Patienten mit IgE-vermittelten Allergien.

„Die Ergebnisse dieses Forschungsprojektes sind für unser Haus in doppelter Hinsicht spannend – zum einen können sich daraus neue Therapieoptionen in der Allergologie ergeben, zum anderen könnten Flagelline als Wirkverstärker von Impfstoffen für die Zulassung und damit für unsere Regulatoren wichtig werden. Die Verknüpfung von Grundlagenforschung und Regulation ist uns darum ein so großes Anliegen“, betont Prof. Stefan Vieths, Vizepräsident des Paul-Ehrlich-Instituts.

Schülke S, Burggraf M et al.: A fusion protein of flagellin and ovalbumin suppresses the TH2 response and prevents murine intestinal allergy.
J Allergy Clin Immunol 2011; published online 29 August 2011

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