Wenn die Mahlzeit lebensgefährlich wird

LIH-Wissenschaftler liefern richtungsweisende Erkenntnisse über wenig beachtete Fleischallergien

• Translationale und klinische Immunologie
• Molekulare und Translationale Allergologie
• Abteilung für Infektion und Immunität

Das α-Gal-Syndrom ist eine allergische Reaktion auf Fleischbestandteile, die immer noch nicht zuverlässig definiert ist. In dem Bestreben, Licht in diese schlecht verstandene Krankheit zu bringen, durchbricht ein LIH-Forscherteam unter der Leitung von Dr. Christiane Hilger die Stereotypen in der Allergologie und legt Beweise für allergische Kohlenhydratauslöser vor, die unabhängig vom Trägermolekül agieren.

Die so genannte „Rotes-Fleisch-Allergie“, medizinisch als α-Gal-Syndrom bezeichnet, ist eine potenziell lebensbedrohliche allergische Reaktion, die nach dem Verzehr von rotem Fleisch oder anderen von Säugetieren stammenden Produkten auftritt. Die Diagnose des α-Gal-Syndroms wird häufig nach wiederholten allergischen Episoden gestellt, die meist mehrere Stunden nach einer Mahlzeit auftreten.  Man geht davon aus, dass das Syndrom auf den Biss einer Zecke zurückgeht, welche α-Gal – eine bestimmte Art von Zucker, auch α-Gal-Kohlenhydrat genannt – auf den Patienten überträgt, was zur Entwicklung einer Allergie gegen rotes Fleisch führt. Wenn die Patientinnen und Patienten mit dem Kohlenhydrat in Fleischprodukten in Berührung kommen, reagieren sie, als ob sie einem Eindringling ausgesetzt wären, was zu regelrechten allergischen Episoden führt. Für das α-Gal-Syndrom gibt es derzeit keine andere Behandlung als den Verzicht auf Fleischerzeugnisse, was durch das Vorhandensein von Tierderivaten in einigen Arzneimitteln wie Krebsmedikamenten, Drogen oder Impfstoffen noch erschwert wird.

Die subkutane oder intravenöse Verabreichung von α-Gal-haltigen Produkten an einen Patienten, der von dem Syndrom betroffen ist, führt zu einer sofortigen allergischen Reaktion. Interessanterweise tritt die allergische Reaktion bei oraler Aufnahme von Fleischprodukten jedoch nicht sofort auf, sondern erst 2-8 Stunden nach dem Verzehr des Fleischprodukts. Die Logik legt nahe, dass der Verdauungsprozess bei dieser beobachteten Verzögerung eine wichtige Rolle spielt, wobei Betroffene dem Allergen erst dann ausgesetzt sind, wenn das Fleisch aufgespalten und durch die Wände des Verdauungstrakts absorbiert wird. Mehrere Fleischproteine, die α-Gal in sich tragen, wurden zuvor vom Team von Dr. Christiane Hilger, Gruppenleiterin der Gruppe Molekulare und Translationale Allergologie am Luxembourg Institute of Health (LIH), identifiziert. Die bisher vorherrschenden Theorien brachten die Verzögerung allergischer Reaktionen mit in Fleischfetten oder Lipiden enthaltenem α-Gal in Verbindung, da diese am längsten für die Verdauung brauchen, aber es fehlte an experimentellen Beweisen. In einer kürzlich durchgeführten Studie untersuchte Christiane Hilger, ob auch Lipidbestandteile des Fleisches die für das α-Gal-Syndrom charakteristische verzögerte allergische Reaktion hervorrufen könnten, und welcher Bestandteil – Fleischproteine oder Fleischfette – in seiner allergenen Potenz überwiegt.

In einem ersten Schritt verwendete das Team hochgereinigte Proteine und Lipide, die α-Gal in sich tragen. Beide Arten von Molekülen konnten stark an Antikörper von Patienten mit α-Gal-Syndrom andocken und waren in der Lage, menschliche Zellen zu stimulieren und damit eine allergische Reaktion zu imitieren. Diese Ergebnisse bestätigten, dass das Kohlenhydrat α-Gal eine allergische Reaktion auslösen kann, unabhängig vom Trägermolekül.

In einem zweiten Schritt untersuchten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler natürliche Nahrungsquellen, indem Proteine und Lipide aus Schweine- und Rindfleisch extrahiert wurden. Um die allergische Reaktion auf diese Protein- und Lipidextrakte zu messen, verwendete das Team von Christiane Hilger Blut von am α-Gal-Syndrom erkrankten Patienten, das die Antikörper enthält, die an α-Gal andocken, sowie die Zellen, die eine allergische Reaktion auslösen könnten. Der durch die einzelnen Extrakte ausgelöste allergische Stimulus wurde dann mit Hilfe von Markern zur Messung der allergischen Reaktion bewertet. Diese mit dem Blut von Allergikern untersuchten Reaktionen zeigten, dass Fleischproteine, die α-Gal tragen, eine stärkere Rolle bei der Auslösung der allergischen Reaktion spielen als Fleischfette. Dabei wurde u.a. festgestellt, dass Rind- und Schweinefleischproteine mehr α-Gal enthalten als die Fettbestandteile.

Das Team simulierte auch eine Magen- und Darmverdauung von Fleischproteinen und zeigte, dass α-Gal-haltige Proteine die Magenverdauung überleben und lange Zeit stabil bleiben. Anders als bisher angenommen, deuten ihre Ergebnisse darauf hin, dass α-Gal-tragende Proteine den Verdauungsprozess lange genug überleben, um bei der Aufnahme im Darm verzögerte Reaktionen auszulösen.

Diese Ergebnisse eröffnen ein grundliegend besseres Verständnis der Allergenität von Kohlenhydraten, die im Gegensatz zu Allergien gegen Proteine derzeit nicht sehr gut erforscht ist.

Unsere Erkenntnisse haben die Allergologie einen Schritt weitergebracht. Sie zeigen, dass eine allergische Reaktion durch α-Gal ausgelöst werden kann, egal in welchem Teil des Fleisches es sich befindet. Der wichtigste Faktor ist die Häufigkeit und Stabilität des Kohlenhydrats, unabhängig davon, ob es von einem Lipid oder einem Protein getragen wird

so Neera Chakrapani, Doktorandin und Erstautorin der Studie.

„Diese Art von Erkenntnissen sind nicht nur entscheidend, um die relevanten Auslösermoleküle beim α-Gal-Syndrom zu identifizieren und geeignete diagnostische Tests zu entwickeln; sie helfen uns auch, eine Art von allergischer Reaktion besser zu verstehen, über die wir erst noch mehr erfahren müssen“, ergänzt Christiane Hilger.

Die Ergebnisse wurden in „The Journal of Allergy and Clinical Immunology“, einer führenden Fachzeitschrift für Allergie und Immunologie, unter dem Titel „α-Gal present on both glycolipids and glycoproteins contributes to the immune response in meat-allergic patients“ veröffentlicht.

Finanzierung und Kooperationen:

Die Forschungsarbeiten wurden in Zusammenarbeit mit der Universität Tübingen, dem Centre Hospitalier Luxembourg, dem Luxembourg Institute of Science and Technology, der University of Southern Denmark und der Technischen Universität München durchgeführt. Die Arbeit wurde mit einer bilateralen Finanzierung durch den Fonds National de la Recherche (FNR), Projekt C17/BM/11656090, und die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), Projekte FI2226/2-1, BI696/12-1, SFB1335 P17 und SFB1371 P06, unterstützt.