T-Zellreaktivität und HLA-DR-Bindung des Latexallergens Hev b 1

Zusammenfassung:

Hev b 1 ist das erste molekularbiologisch charakterisierte Latexallergen. Es hat sowohl für Patienten mit Spina bifida als auch für Beschäftigte im Gesundheitswesen allergenes Potenzial. Im Rahmen der vorliegenden Untersuchungen verglichen wir die zellulären Antworten in den zwei Kollektiven latexallergischer Patienten (Spina bifida-Patienten versus Beschäftigte im Gesundheitswesen) gegenüber dem nativen Hev b 1 und überprüften die Reaktivität von rekombinant hergestelltem Hev b 1. Letzteres ist ein Fusionsprotein bestehend aus Maltosebindeprotein und rHev b 1 (MBP-rHev b 1). Hev b 1 induzierte dosisabhängig in peripheren mononukleären Blutzellen (PBMC) von mehr als 50 % der Latexallergiker (n = 20) aus dem Gesundheitswesen und von 92 % der latexallergischen Patienten mit Spina bifida (n = 13) eine signifikante Proliferationsantwort unabhängig von der Höhe des Hev b 1-spezifischen IgEs im Serum. MBP-rHev b 1 erwies sich ebenso wie natives Hev b 1 in den meisten Fällen als guter Induktor der Proliferationsantwort. Das T-Zellepitop-Mapping mit neun überlappenden Peptiden ergab, dass die gesamte Proteinsequenz immunogen ist, allerdings mit unterschiedlichen Intensitäten. 75 % der PBMC reagierten mit dem Peptid 91 - 109. Unter Verwendung stringenter Bedingungen für die Aminosäurezusammensetzung der Ankerpositionen P1, P4, P6 und P9 wurde ein HLA-DR4Dw4(DRB1*0401)-Bindemotiv in der Region 102 - 110 im Hev b 1 vorhergesagt. Die Region 102 - 110 stellt eine Teilsequenz des experimentell ermittelten T-Zellepitops 91 - 109 dar. Durch Bindungsstudien der Hev b 1-Peptide an das isolierte HLA-DRB1*0401 konnte gezeigt werden, dass das Peptid 91 - 109 zu den drei Hev b 1-Peptiden gehört, die sehr gut an HLA-DRB1*0401 binden. Die Vorinkubation mit anti-HLA-DR inhibierte in PBMC von neun der zehn Patienten die rHev b 1-induzierte Proliferation. Anti-HLA-DQ bzw. -HLA-DP-Vorinkubationen führten ebenfalls zu einer Inhibition der Proliferationsantwort, so dass für die Antigenpräsentation der meisten untersuchten Latexallergiker auch HLA-DQ bzw. -DP von Bedeutung sind. Die Untersuchungen belegten, dass das Hev b 1-Peptid 91 - 109 ein T-Zellepitop mit guter Bindung an isoliertes HLA-DRB1*0401 ist. Da die Hev b 1-Antwort auch HLA-DR abhängig ist, spielt dieses Epitop bei der Allergieauslösung möglicherweise eine entscheidende Rolle. Für zukünftige immuntherapeutische Ansätze könnten diese Befunde von praktischer Bedeutung sein.

Hev b 1 is the first molecular-biochemically well-characterized allergen in natural rubber latex. It has a high allergenic potential not only for patients with spina bifida (Sb), but also for health care workers (HCWs). In this study we investigated the cellular proliferation responses induced by both native and recombinantly produced Hev b 1 in two groups of subjects (spina bifida patients and HCWs). The recombinant Hev b 1 (MBP-rHev b 1) was produced as a fusion protein with a maltose-binding-protein (MBP). Our results demonstrate that peripheral blood mononuclear cells (PBMC) of more than 50 % of latex-allergic HCWs (n = 20) and of about 92 % of Sb-patients with latex allergy (n = 13) responsed to purified native Hev b 1 and to MBP-rHev b 1 as well. The proliferation responses were independent of their Hev b 1-specific IgE levels in sera. By using synthetic peptides covering the whole Hev b 1-sequence, we also defined regions in the Hev b 1-molecule which were able to induce PBMC proliferation responses in the majority of latex-allergic individuals. The peptide with the amino acid sequence 91 - 109 was found to be an immunodominant region containing a predicted HLA-DR4Dw4(DRB1*0401) binding motif. The peptide with the sequence of the region 91 - 109 showed a strong binding reactivity to the isolated HLA-DRB1*0401-molecule and could induce proliferation PBMC responses in 75 % of the patients' PBMC (n = 20). Inhibition experiments with anti-HLA-DR showed that in 90 % of the cases the MBP-rHev b 1-induced proliferation responses could be inhibited by the anti-HLA-DR antibodies with inhibition rates from 45 % to 75 %. In addition, using anti-HLA-DQ and -DP antibodies, the proliferation responses could also be inhibited in 80 % and 60 % of the cases respectively, indicating that these HLA proteins may also be involved in the antigen presentation process. Our data indicate that the Hev b 1-peptide 91 - 109 is a T-cell epitope and is able to bind to the isolated HLA-DRB1*0401-molecule according to the predicted HLA-DR4Dw4(DRB1*0401) binding motif in this amino acid sequence (102 - 110). The ability to define “immunodominant” and “disease-related” T-cell-reactive regions could be of practical value in the future for designing of immunotherapeutics.

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