Development of a cell-based assay of the elicitation of the allergic reaction. Assessment of the allergenicity of milk and peanut proteins and of the effects of heat treatments on the allergenitcity of Ara h 1.
DEVELOPPEMENT D'UN MODELE CELLULAIRE DE DECLENCHEMENT DE LA REACTION ALLERGIQUE. APPLICATIONS A L'ETUDE DES ALLERGENES DU LAIT ET DE L'ARACHIDE, ET EVALUATION DE L'EFFET DE TRAITEMENTS THERMIQUES SUR L'ALLERGENICITE DE Ara h 1.
Résumé
IgE-mediated food allergies to peanut and milk represent a major health issue particularly in children. Cross linking of specific IgE bound on basophils and mast cells by the allergen is a critical step for the elicitation of an allergic reaction. A cell-based assay has been developed to analyse the capacity of an allergen to induce the mediator release by those cells when interacting with IgE bound on their membrane. The assay uses cell line RBL SX-38 developed by JP Kinet derived from rat mast cells engineered to express the human high affinity receptor for IgE. The development of the assay in a 96-well format has required the optimization of various parameters involved in both the cell sensitization step using IgE from peanut allergic patients and the cell activation step by the corresponding allergen. This test has confirmed the degranulation potential of all milk and peanut proteins, and in particular of milk casein and peanut 2S albumins, Ara h 2 and Ara h 6, corroborating the available clinical observations. In the frame of the European program EuroPrevall, we have evaluated the impact of thermal treatments on allergenicity of Ara h 1. Our results have shown that allergenicity of Ara h 1 is decreased when the purified protein is heated in solution, but is increased during roasting of peanut because of interactions between Ara h 1 and food matrix constituents. This cell-based test thus demonstrated to be a relevant tool to study the biological consequences of the interactions between allergens and IgE. It makes possible to better understand the relationship between the structure of a food protein and its allergenicty and, hopefully, to assess the allergenicity of new foods without requiring provocation tests on patients.
Les allergies alimentaires à l'arachide et au lait posent un problème majeur de santé publique, en particulier chez les enfants. Nous avons développé un modèle cellulaire de dégranulation, afin d'analyser si la liaison d'un allergène à ses IgE spécifiques, mesurée in vitro, a bien la capacité de déclencher la phase effectrice de la réaction allergique. Ce modèle repose sur l'utilisation de la lignée cellulaire RBL SX-38 développée par JP Kinet, mastocytes de rat immortalisés et modifiés pour exprimer le récepteur de haute affinité aux IgE humaines. Le développement de ce modèle pour son utilisation en microplaques de 96 puits a consisté notamment en l'optimisation de différents paramètres critiques pour la réalisation des 2 phases du test : la phase de sensibilisation des cellules par les IgE de patients allergiques et la phase de déclenchement par les allergènes auxquels le patient est sensibilisé. Ce modèle a permis de montrer l'importance des caséines et des albumines 2S (Ara h 2 et Ara h 6) dans cette étape clé de la réaction allergique au lait et à l'arachide, confirmant les observations sérologiques et cliniques disponibles. L'effet de traitements thermiques sur l'allergénicité d'un allergène majeur de l'arachide (Ara h 1), a été évalué dans le cadre du programme européen EuroPrevall. Les résultats obtenus montrent la diminution de la réactivité d'Ara h 1 après chauffage de la protéine isolée en solution. Par contre, la même protéine préparée et purifiée à partir d'arachide grillée présente une forte réactivité. Ces résultats suggèrent qu'un traitement à température élevée de la graine entraine une augmentation de l'allergénicité de Ara h 1 du fait de ses interactions avec les autres constituants de la graine. Le modèle cellulaire de dégranulation développé apparaît être un outil pertinent pour l'étude de la fonctionnalité biologique de l'interaction allergène-IgE, permettant une meilleure compréhension de la relation entre la structure d'une protéine alimentaire et son allergénicité, voire une évaluation du risque allergique des aliments ne nécessitant pas d'essais cliniques systématiques.