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Title
Analyse von Proteinen in Birkensaft: Nachweis von Allergenen mit Fokus auf dem Birkenpollen-Hauptallergen Bet v 1
Additional Titles
Analysis of Proteins in Birch Juice: Detection of Allergens with focus on the Major Birch Pollen Allergen Bet v 1
AuthorBraun, Natalie
Thesis advisorMitterer, Gerfried
Published2018
Date of SubmissionJune 2018
LanguageGerman
Document typeBachelor Thesis
Keywords (DE)Birkenpollenallergie / Prävention der Birkenpollenallergie / Birkensaft / Birkensaftproteine / Allergene in Birkensaft / Bet v 1
Keywords (EN)Birch Pollen Allergy / Prevention of Birch Pollen Allergy / Birch Juice / Birch Juice Proteins / Allergens in Birch Juice / Bet v 1
Restriction-Information
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Classification
Abstract (German)

Die Birkenpollenallergie ist eine weit verbreitete allergische Erkrankung, die zur allergischen Rhinitis und Konjunktivitis, aber auch zu Asthma bronchiale führen kann. Es handelt sich dabei um eine Immunglobulin E-vermittelte Immunreaktion vom Soforttyp. Das Hauptallergen ist das Protein Bet v 1. Derzeit besteht keine Möglichkeit zur Prävention von Pollenallergien. Im Forschungsbereich der Nahrungsmittelallergien haben in jüngster Zeit diverse Studien neue Hinweise zur Allergieprävention geliefert, indem frühzeitig allergene Nahrungsmittel zugeführt und dadurch die Inzidenz dieser Allergien gesenkt werden konnte. Dieses Prinzip beruht auf der Induktion von oraler Toleranz, die auch vor Sensibilisierung über andere Organe als den Gastrointestinaltrakt schützen kann. Bezüglich der Birkenpollenallergie haben wir uns die Frage gestellt, ob durch das Trinken von Birkensaft eine Prävention möglich wäre. Bisher sind keine wissenschaftlichen Analysen zu Allergenen in Birkensaft beschrieben worden.

Das Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit war, Proteine in Birkensaft zu detektieren, deren allergene Eigenschaften zu analysieren sowie den Proteingehalt von Birkensaft zu bestimmen. Da Birkensaft eine sehr geringe Proteinkonzentration aufwies (734 mg/l), wurden die Proteine zunächst mittels Dialyse und Lyophilisation oder Proteinfällung konzentriert und von anderen Substanzen isoliert. Anschließend wurden die Methoden Natriumdodecylsulfat-Polyacrylamidgelelektrophorese (SDS-PAGE) mit Proteinfärbung sowie Größenausschluss-Chromatographie zur biochemischen und molekularen Analyse der Proteine angewandt. Die immunologische Analyse erfolgte mittels Western Blot und Basophilenaktivierungstest.

Trotz der geringen Gesamtproteinkonzentration konnten mehrere, verschieden große Proteine im Birkensaft detektiert werden, von denen mindestens ein Protein mit einer Molekülmasse von 30-35 kDa allergene Eigenschaften aufweist. Das Hauptallergen der Birkenpollen, Bet v 1, konnte mit den hier angewendeten Methoden nicht nachgewiesen werden. Wie das Immunsystem des Gastrointestinaltrakts auf die Allergene reagiert und ob orale Toleranz induziert werden könnte, kann anhand dieser Studie noch nicht beantwortet werden.

Abstract (English)

Birch pollen allergy is a prevalent allergic disorder which causes allergic rhinitis, conjunctivitis and mild bronchial asthma. It is an immunoglobulin E-depended immune reaction of the immediate type. The major allergen of birch pollen is the protein Bet v 1. Currently, there is no possibility to prevent pollen allergies. However, in the research area of food allergy recent studies have shown a decreasing incidence of food allergy after early introduction of the respective allergenic food. This process is based on the induction of oral tolerance, which also protects from subsequent sensitization through other organs than the gastrointestinal tract. We speculated that birch juice might be used to prevent birch pollen allergy. However, until now no scientific analyses of allergens in birch juice have been published.

The aim of this bachelor thesis was to detect proteins in birch juice, to analyse their allergenic properties and to determine the protein content of birch juice. As the protein concentration of birch juice is very low (734 mg/l), the proteins had to be concentrated by dialysis and lyophilisation or by protein precipitation. Thereafter, sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE), protein staining and size-exclusion-chromatography were applied to study the biochemical and molecular properties of the proteins. Immunological analyses were performed by western blot and basophil activating test.

Several proteins of different sizes were detected in birch juice, of which at least one protein of 30-35 kDa showed allergenic properties. The birch pollen major allergen Bet v 1 was not detected by the methods using in this study. In which way the immune system of the gastrointestinal tract reacts to the allergens and if oral tolerance might be inducted by birch juice cannot be answered by this study.