Pflanzliche Allergene: Gebundene Lipide verstärken Immunreaktion

Warum reagieren manche Menschen stärker auf pflanzliche Lebensmittel als andere? Wie eine neue Studie zeigt, können an Allergene gebundenen Lipide die Aktivierung allergierelevanter Immunzellen verstärken und die Intensität der Reaktion beeinflussen.

Von Nahrungsmittelallergien sind in Deutschland über drei Millionen Menschen betroffen. Dabei können bereits kleinste Mengen bestimmter Lebensmittel starke Reaktionen auslösen: von Hautsymptomen über Atembeschwerden bis hin zu lebensbedrohlicher Anaphylaxie. Auffällig ist dabei, dass die Schwere der Reaktionen zwischen den Betroffenen stark variiert.

Im Mittelpunkt der Studie von Prof. Uta Jappe, Dr. Jochen Behrends und Prof. Andra Schromm stand ein identifiziertes neues und bislang wenig charakterisiertes Lipidtransferprotein (LTP) aus der gelben Lupine (Lupinus luteus). Die Ergebnisse der Studie hat das Forschungsteam in „Scientific Reports“ veröffentlicht.

Lupinen immer öfter als Proteinquelle in pflanzlichen Lebensmitteln

LTPs gehören zu den wichtigsten Auslösern schwerer pflanzlicher Nahrungsmittelallergien. Die Allergene kommen unter anderem in Erdnüssen, Lupinensamen und verschiedenen Früchten vor. Besonders Lupinensamen gewinnen dabei zunehmend an Bedeutung, da sie immer häufiger als pflanzliche Proteinquelle in Lebensmitteln eingesetzt werden, etwa in Backwaren, Fleischersatzprodukten oder glutenfreien Erzeugnissen. Was LTPs zu zunehmend häufigeren Auslösern starker allergischer Reaktionen macht, war bislang jedoch nur unvollständig verstanden.

Das Forschungsteam des Forschungszentrums Borstel, Leibniz Lungenzentrum (FZB) konnte nun zeigen, dass das untersuchte Lupinen-LTP gezielt bestimmte Lipide bindet und transportiert. Durch diese Bindung verändert sich die Wechselwirkung des Allergens mit Zellmembranen, wodurch allergierelevante Immunzellen besonders effektiv aktiviert werden. Betroffen sind vor allem Basophile, die bei allergischen Reaktionen Histamin und andere Entzündungsmediatoren freisetzen.

Lipide beeinflussen die allergene Wirkung von LTPs

Besonders interessant war die Beobachtung, dass das Lupinen-LTP eine ausgeprägte Wechselwirkung mit Phosphatidylglycerol zeigte. Dieses Lipid kommt nicht nur in Pflanzen vor, sondern ist auch ein wichtiger Bestandteil bakterieller Zellmembranen im Darmmikrobiom sowie des Lungensurfactants.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass solche Lipide die allergene Wirkung von LTPs beeinflussen könnten und eröffnen neue Perspektiven für das Verständnis von Faktoren, die die Stärke allergischer Reaktionen mitbestimmen. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass die allergene Wirkung pflanzlicher Proteine nicht allein durch ihre Eiweißstruktur bestimmt wird“, erklärt Jappe. „Auch die von ihnen gebundenen Lipide können erheblich dazu beitragen, wie stark das Immunsystem reagiert.“

Bewertung pflanzlicher Allergene verbessern

Die Arbeit entstand in enger interdisziplinärer Zusammenarbeit der Forschungsgruppe Klinische und Molekulare Allergologie (Jappe), der Forschungsgruppe Immunbiophysik (Schromm) und dem Bereich Wissenschaft und Technologie, Fluoreszenz-Zytometrie (Behrends) am FZB. Durch die Kombination ihrer Fachgebiete konnten die beteiligten Wissenschaftlerinnen die Wechselwirkungen zwischen Allergen, Lipiden und Immunzellen erstmals funktionell untersuchen.

Die Erkenntnisse könnten nach Einschätzung der Studienautoren langfristig dazu beitragen, Risikopatientinnen und -patienten besser zu identifizieren und die Bewertung pflanzlicher Allergene zu verbessern. Angesichts der zunehmenden Verwendung von Lupinen als pflanzliche Proteinquelle in Lebensmitteln gewinnen solche Erkenntnisse zusätzlich an Bedeutung.