Fachbereich 05 - Medizinische Fakultät
Institut für Medizinische Physik und Biophysik
Elektronenmikroskopie und Analytik

Elektronenmikroskopische Untersuchungen an Allergenen

1. Elektronenmikroskopische Untersuchungen zum "Oralen Allergie-Syndrom" (OAS). Es ist seit längerem bekannt, daß Pollenallergiker im Sinne einer pollenassoziierten Nahrungsmittelallergie auf bestimmte pflanzliche Lebensmittel überempfindlich reagieren. So zeigen z.B. Baumpollenallergiker häufig allergische Symptome bei dem Verzehr von rohem Stein- oder Kernobst. Bei unseren Experimenten wurde ein bislang noch nicht genauer definiertes OAS untersucht, bei dem Gräserpollenallergiker auf andere taxonomisch nicht verwandten Pollenarten sowie auf verschiedene pflanzliche Lebensmitteln allergisch reagieren. Mit Hilfe der Immungold-Transmissionselektronenmikroskopie konnte gezeigt werden, daß dem Lieschgraspollenallergen Phl p 4 ähnliche Epitope sowohl in Baum- und Beifußpollen, als auch in Gemüse (Karotte, Sellerie), im Obst (Äpfel) sowie in Nüssen (Erdnuß) lokalisierbar sind. Allerdings finden sich die kreuzreagierenden allergenen Strukturen bei den verschiedenen Pollenarten fast ausschließlich in der Zellwand, während sie bei den pflanzlichen Lebensmitteln im Cytoplasma zu finden sind. Damit ist die strukturelle Grundlage für das neue OAS auf immuncytochemischer Ebene nachgewiesen.

2. Untersuchungen zur Allergenbelastung der Luft durch Freisetzung allergenhaltiger Cytoplasmapartikel bei Gräserpollen. In Fortsetzung der Experimente an Pollenkörnern des Grases Lolium perenne aus den vorhergehenden Jahren wurde ein Sreening der Familie der Süßgräser (Poaceae, früher: Gramineae) hinsichtlich ihres Verhaltens bei Hydratisierung mit Regenwasser durchgeführt. Dazu wurden repräsentative Vertreter der Poaceae in Gestalt weit verbreiteter Weide- und Rasengräser (Phleum, Poa, Alopecurus, Arrhenaria) sowie wichtiger Getreidearten (Roggen, Weizen, Mais) auf ihr Verhalten bei Benetzung mit Regenwasser untersucht. Mit Hilfe der Rasterelektronenmikroskopie konnte gezeigt werden, daß alle vorgenannten Poaceae bei Kontakt mit Regenwasser ihr Cytoplasma aufgrund eines osmotischen Schocks nach außen entleeren. Immunogold-rasterelektronenmikroskopisch wurden wichtige Allergene in den ausgestoßenen Cytoplasmapartikeln nachgewiesen. Diese Experimente legen nahe, daß vermutlich alle Vertreter der Poaceae diesem Mechanismus der Allergenfreisetzung bei Kontakt mit Regenwasser unterliegen und damit in bislang nicht bekanntem Maße zur Belastung der Umwelt mit staubförmigen Allergenpartikeln beitragen. Für den Pollenwarndienst bedeutet dies, daß nicht nur die intakten Pollenkörner, sondern auch die allergenhaltigen Partikel im Mikrometer- und Submikrometerbereich bei der Vorhersage zu berücksichtigen sind.

Drittmittelgeber:

Austrian Science Fund, Austrian Federal Ministry for Education, Science and Culture, Pharmacia Diagnostics

Beteiligte Wissenschaftler:

Prof. Dr. M. Grote (Leiter), Prof. Dr. R. Reichelt, Prof. Dr. R. Wiermann (Institut für Botanik und Botanischer Garten), Dr. R. Valenta (Institut f. Allgem. u. Experim. Pathol., AKH, Univ. Wien, Österreich)

Veröffentlichungen:

Grote, M., Stumvoll, S., Reichelt, R., Lidholm, J., Valenta, R. Identification of an allergen related to Phl p 4, a major Timothy grass pollen allergen, in pollens, vegetables, and fruits by immunogold electron microscopy. Biol. Chem. 383(2002)141-145.

Grote, M., Vrtala, S., Niederberger, V., Wiermann, R., Valenta, R., Reichelt, R. Release of allergen-bearing cytoplasm from hydrated pollen: A mechnism common to a variety of grass (Poaceae) species revealed by electron microscopy. J. Allergy Clin. Immunol. 108(2001)109-115.