dc.contributor.author
Sievers, Steven
dc.date.accessioned
2018-06-07T21:11:47Z
dc.date.available
2016-12-02T11:13:32.000Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/7520
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-11719
dc.description.abstract
Food allergy is a severe disease with increasing prevalence. Until now, no
single laboratory parameter was identified that could prove the diagnosis of
food allergy nor predict its course. This may be due to insufficient test
systems with natural extracts. Component-resolved diagnostics tests for single
allergenic components and tries to relate them to the disease. Recombinant
proteins have become alternatives to native components which may be impure. On
the other hand, recombinant proteins may be misfolded and lack functionality.
Therefore, both need to be compared in parallel. In pediatric populations,
where patient material is limited, the application of microarrayed disgnostics
is the matter of choice. The most common microarray, the ImmunoCAP ISAC,
provides several food allergens that can be tested for. On the other hand,
this microarray is only semiquantitative, lacks sensitivity as well as
reproducibility, and only detects one class of immunoglobulins. In this study,
an alternative to ISAC was used, the copoly(DMA-NAS-MAPS) silicon chip which
was reported to be more sensitive and robust. The performance of this
microarray was assessed by assaying a large number of well-described sera to
native and recombinant components of cow’s milk and hen’s egg. IgE and IgG 4 ,
which may be involved in tolerance development, were detected in parallel from
one drop of blood. The silicon microarray was sensitive and showed a broad
working range for hen’s egg comparable to ImmunoCAP. For cow’s milk it was
less sensitive, and the working range for IgG 4 may be limited at higher
concentrations. In the lower range, its intra and inter assay variance was
better compared to ISAC. Native components were found to correlate better with
quantitative and semiquantitative results than recombinant variants. The exact
reason for this result could not be determined. However, the silicon
microarray is a semiquantitative assay and a good alternative to ISAC. Another
important disease in childhood is food allergy to ingested wheat. The
diagnosis of wheat allergy is still difficult, because wheat-specific IgE,
determined in blood, does not correlate well with clinical symptoms.
Component-resolved diagnostics by means of qualitative immunoblots was applied
to compare wheat allergic and tolerant individuals in their IgE-recognition
pattern to water and salt soluble proteins and to water-insoluble proteins
which may be underrepresented in commercial test systems. A broad spectrum of
protein bands in both protein fractions was detected, and some were
identified, but no differences in the pattern between WA and WT individuals
was found. The significance of ω5-gliadin, which is reported to be a specific
marker of wheat allergy, could not be confirmed. The benefit of component-
resolved diagnostics in the workup of wheat allergy is therefore questionable.
de
dc.description.abstract
Die Nahrungsmittelallergie ist eine ernsthafte Erkrankung mit zunehmender
Prävalenz. Bis dato wurde kein einzelner Laborparameter identifiziert, der die
Diagnose belegen und den Verlauf vorhersagen könnte. Ein Grund dafür könnten
unzulängliche Testsysteme mit natürlichen Extrakten sein. Komponenten-basierte
Diagnostik testet auf einzelne allergene Bestandteile (Komponenten) und
versucht, diese mit der Erkrankung in Beziehung zu setzen. Rekombinante
Proteine sind dabei Alternativen im Vergleich zu nativen Proteinen, die
verunreinigt sein können. Auf der anderen Seite können rekombinante Proteine
fehlgefaltet und somit funktionslos sein. Daher müssen beide parallel
verglichen werden. In pädiatrischen Populationen ist Patientenmaterial
begrenzt und die Anwendung von miniaturisierter Diagnostik auf Microarrays die
Methode der Wahl. Am weitesten verbreitet ist der ImmunoCAP ISAC, der mehrere
Nahrungsmittelallergene zur Testung bereitstellt. Andererseits ist dieser
Microarray nur semiquantitativ, es fehlt ihm an Sensitivität und
Reproduzierbarkeit und er detektiert nur je eine Klasse von Immunglobulinen.
In dieser Arbeit wurde daher alternativ der copoly(DMA-NAS-MAPS) Siliziumchip
verwendet, der zuvor als robuster und sensitiver beschrieben wurde. Die
Leistungsfähigkeit dieses Microarrays wurde ermittelt, indem eine Vielzahl gut
beschriebener Seren an nativen und rekombinanten Komponenten aus Kuhmilch und
Hühnerei erprobt wurden. IgE und IgG 4, welches in der Toleranzentwicklung
involviert sein könnte, wurden parallel in einem Tropfen Blutflüssigkeit
bestimmt. Der Silizium-Microarray war sensitiv und zeigte einen breiten
Arbeitsbereich für Hühnerei vergleichbar mit dem ImmunoCAP, der quantitativen
Routineplatform. Für Kuhmilch war er weniger sensitiv. Der Arbeitsbereich für
IgG 4 dürfte bei höheren Konzentrationen begrenzt sein. Im unteren Bereich
waren intra- und inter-Assay-Varianz besser als beim ImmunoCAP ISAC. Native
Komponenten korrelierten besser mit quantitativen und semiquantitativen
Ergebnissen als die rekombinanten Varianten. Der genaue Grund für diesen
Befund konnte nicht bestimmt werden. Nichtsdestotrotz ist der Silizium-
Microarray ein semiquantitativer Assay und eine gute Alternative zum ISAC.
Eine andere wichtige Nahrungsmittelallergie im Kindesalter ist die gegen
Weizen. Die Diagnose Weizenallergie ist immer noch schwierig zu stellen, da
das im Blut bestimmte Weizen-spezifische IgE nicht gut mit der klinischen
Symptomatik korreliert. Komponenten-basierte Diagnostik auf Basis von
qualitativen Immunoblots wurde angewendet, um Weizen-allergische und Weizen-
tolerante Patienten in ihren IgE-Erkennungsmustern auf wasser- und
salzlösliche sowie wasser-unlösliche Proteine zu vergleichen, zudem letztere
in kommerziellen Testsystemen unterrepräsentiert sein könnten. Es wurde ein
breites Spektrum an Proteinbanden in beiden Fraktionen ermittelt. Einige
Proteine wurden identifiziert, jedoch wurden keine Unterschiede im
Erkennungsmuster zwischen Weizen-allergischen und Weizen-toleranten Patienten
gefunden. Die Bedeutung von ω5-gliadin, das ein spezifischer Marker der
Weizenallergie sein soll, konnte nicht bestätigt werden. Der Nutzen
Komponenten-basierter Diagnostik in der Abklärung der Weizenallergie ist somit
fraglich.
de
dc.format.extent
XI, 212 Seiten
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Component-resolved diagnostics of food-allergy
dc.contributor.firstReferee
Frau Prof. Dr. med. Kirsten Beyer
dc.contributor.furtherReferee
Herr Prof. Dr. rer. nat. Matthias Melzig
dc.date.accepted
2016-10-24
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000103639-3
dc.title.translated
Komponenten-basierte Diagnostik bei der Nahrungsmittelallergie
de
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
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FUDISS_thesis_000000103639
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000020521
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