In mijn laatste nieuwsbrief legde ik uit hoe de aanwezigheid van kruisreagerende koolhydraatdeterminanten (CCD) op planten- en hymenoptera-allergenen de resultaten van IgE-serologische tests kan beïnvloeden. Ik heb besloten om verder te gaan met het seizoensgebonden thema van pollen en de komende drie nieuwsbrieven te wijden aan de pollenallergenen van grassen, onkruid en bomen.
Thierry Olivry, DrVet, PhD, DipECVD, DipACVD
Onderzoekshoogleraar Immunodermatologie
NC State University College of Veterinary Medicine, Raleigh, North Carolina, Verenigde Staten
Wetenschappelijk adviseur en consultant in dermatologie en allergie
Nextmune, Stockholm, Zweden
Standpunt nummer 10
Beste lezers,
Alweer mijn 10e nieuwsbrief, de tijd vliegt!
Er is de afgelopen jaren veel gepubliceerd over de identificatie van hun moleculaire allergenen en hun kruisreactiviteiten, en ik dacht dat onze lezers geïnteresseerd zouden zijn in een update over dit onderwerp. Nu het seizoen van graspollenallergieën nadert, laten we eens kijken naar deze allergenen.
Over grassen…
Het is duidelijk dat grassen (van de familie Poaceae) bijna overal ter wereld voorkomen. In landen met een gematigd klimaat (zoals het grootste deel van Europa en Noord-Amerika) overheersen grassen van de onderfamilie Pooideae. Voor enkele vertegenwoordigers van de verschillende grassenfamilies, zie het kader aan het einde van deze nieuwsbrief.
Zoals u waarschijnlijk al weet, bloeien grassen in gematigde streken normaal gesproken tussen mei en augustus, met een piek in juni en juli. In de meest noordelijke klimaten begint het pollenseizoen uiteraard later en overlapt het met dat van sommige allergene onkruiden. In zuidelijke regio’s daarentegen begint de bestuiving eerder en valt dan samen met die van sommige laatbloeiende bomen.
In subtropische gebieden bloeien grassen van de onderfamilies Panicodieae en Chloridoideae (zie kader aan het einde) het hele jaar door.
Over graspollenallergenen
Bij mensen is de kruisreactiviteit van IgE tussen graspollenallergenen al tientallen jaren bekend, wat betekent dat sensibilisatie voor de allergenen van één grassoort waarschijnlijk sensibilisatie – en vaak klinische allergie – voor andere grassen veroorzaakt. Deze prominente kruisreactiviteit is afkomstig van gemeenschappelijke allergenen die door verschillende grassoorten worden gedeeld, vooral als ze tot dezelfde onderfamilie behoren (zie kader).
Binnen de Pooideae zijn de allergenen het best gekarakteriseerd voor timotheegras (Phleum pratense), waarvoor tien Phl p-allergenen officieel zijn erkend.
De “groep 1”-allergenen (Phl p 1 van Phleum pratense, Lol p 1 van Lolium perenne, enz.) zijn CCD-dragende eiwitten van de bèta-expansinefamilie. De allergenen van de groep 1-familie komen voor bij alle grassen en men denkt dat ze de oorzaak zijn van graspollenallergie bij mensen. Dit verklaart waarom 80 tot 90% van de menselijke patiënten met een graspollenallergie gesensibiliseerd is voor groep 1-allergenen.
Vanuit deze eerste sensibilisatie (laten we de allergenen van Phleum als belangrijkste voorbeeld van gras blijven gebruiken) zal de IgE-respons normaal gesproken overgaan op Phl p 4 (berberinebrug-enzym) en Phl p 5 (ribonuclease), vervolgens op Phl p 2 en 3 (expansine-achtige eiwitten) en tenslotte, en minder vaak, op de minder belangrijke allergenen Phl p 12 (profiline) en Phl p 7 (polcalcine).
Vreemd genoeg lijkt ribonuclease (groep 5-allergeen) niet allergeen te zijn bij subtropische grassen; het is dus vrij specifiek voor sensibilisatie voor gematigde grassen van de Pooideae-familie.
Over het algemeen hebben de pollen van subtropische grassen van de Choridoideae en Panicoideae een beperkte kruisreactiviteit met die van Pooideae-grassen, en deze kruisreactiviteit is voornamelijk te wijten aan de allergenen van groep 1 en 4.
Hoewel de bèta-expansines van groep 1 specifiek lijken te zijn voor gras – en graan – allergenen, zijn andere eiwitfamilies (bv. profilines, polcalcines, enz.) evolutionair sterk geconserveerd en als zodanig de bron van kruisreactiviteit, niet alleen tussen grassen, maar ook tussen grassen, bomen, onkruid en voedselplanten (granen, fruit)! Om dit punt te illustreren, heb ik hieronder een schema opgenomen dat een deel van de kruisreactiviteit tussen allergenenfamilies laat zien.
Legenda:
allergenen in vetgedrukte letters zijn belangrijke allergenen voor mensen (d.w.z. herkend door > 50% van de patiënten die gesensibiliseerd zijn voor de allergeenbron). Vakken met dezelfde kleur vertegenwoordigen eiwitten van dezelfde familie. Bèta-expansines zijn groen; profilines zijn bruin en polcalcines roze (naar Matricardi et al., EAACI Molecular Allergology Users’ Guide. Pediatric Allergy and Immunology, 2016).
Basiskennis van moleculaire allergenenfamilies is belangrijk voor allergologen om kruisreactiviteiten te begrijpen en uit te leggen aan hun patiënten. Bovendien hebben recente studies aangetoond dat de sensibilisatie van menselijke patiënten voor specifieke allergenenfamilies de evolutie van hun ziekte en symptomen weerspiegelt. De verwerving van sensibilisatie voor Phl p 5, bovenop die voor Phl p 1, duidt bijvoorbeeld vaak op ernstigere klinische symptomen en de waarschijnlijke overgang van allergische rhinitis naar astma. Evenzo wordt sensibilisatie voor de profiline van Phl p 12 vaak geassocieerd met een oraal allergiesyndroom voor fruit en groenten (bv. appel, selderij, enz.).
En honden die gevoelig zijn voor grassen?
Al tientallen jaren merken dierenartsen ook op dat honden zelden positieve intradermale reacties of specifieke IgE in serum hebben voor slechts één grasextract. In plaats daarvan is er vaak co-reactiviteit met meerdere grassoorten uit dezelfde of verschillende onderfamilies, of zelfs gelijktijdige co-sensibilisatie voor boom- of onkruidpollen. Documentatie over deze associatie is hier te vinden.
Twintig jaar geleden had ik toegang tot gegevens van duizenden honden waarbij specifieke IgE-niveaus van verschillende grassoorten werden gecorreleerd met de IgE-niveaus van andere geteste grassen. De co-reactiviteit – op gelijke niveaus – tussen de grassen was opmerkelijk! Een hond met een bepaald niveau van specifieke IgE tegen veldbeemdgras (Festuca pratensis) had bijvoorbeeld vaak hetzelfde IgE-niveau tegen timotheegras en andere grassen!
Helaas heeft geen van de tot nu toe gepubliceerde studies ons in staat gesteld om onderscheid te maken of honden co-gesensibiliseerd waren tegen elke grassoort, of dat we gewoon te maken hadden met een diepe kruisreactiviteit tussen de eiwitallergenen (zoals gezien bij mensen) of tussen de gedeelde CCD’s (zie onze vorige nieuwsbrief).
Helaas lijkt de moleculaire identificatie van graspollenallergenen bij honden momenteel beperkt te zijn tot één artikel (hier). In deze studie karakteriseerden Dr. Martins en zijn collega’s de IgE-respons bij 16 honden met positieve intradermale reacties op kropaar (Dactylis glomerata) en timotheegras (Phleum pratense). Deze studie toonde aan dat de sensibilisatieprofielen varieerden tussen honden, waarbij sommige slechts één allergeen herkenden, terwijl anderen IgE hadden die gericht waren op meerdere eiwitten. Hoewel de allergenen niet werden gekarakteriseerd door middel van massaspectrometrie, lijkt het, gezien de frequentie van allergeenherkenning, hun iso-elektrische punten en molecuulgewicht, redelijk om aan te nemen dat de belangrijkste graspollenallergenen voor honden waarschijnlijk zeer vergelijkbaar zijn met die van mensen (allergenen van groep 1, 2, 4 en 5). Bovendien suggereert de schijnbare gelijkenis tussen de meeste allergenen van Dactylis en Phleum een waarschijnlijke kruisreactiviteit tussen beide, maar er zijn allergenen die uniek lijken te zijn voor één grassoort.
Klinische consequenties
Bij mensen zijn graspollenallergenen zeer kruisreactief, vooral tussen grassen van dezelfde onderfamilie; de beschikbare gegevens suggereren dat een soortgelijk fenomeen waarschijnlijk bestaat bij honden. Wanneer men meerdere sensibilisaties voor graspollen aantreft bij serologische (na CCD-blokkering, uiteraard) of intradermale tests, lijkt het logisch om voor immunotherapie slechts één of twee vertegenwoordigers van elk van de drie onderfamilies te kiezen (afhankelijk van de meest waarschijnlijke blootstelling). Hopelijk zullen toekomstige studies de graspollenallergenen bij honden en katten volledig karakteriseren, zodat clinici eindelijk hulpmiddelen hebben om allergenen voor immunotherapie beter te selecteren op basis van hun kruisreactiviteitspotentieel.
Hoogachtend,
Kader: grassenfamilies en enkele van hun vertegenwoordigers
