pmid: "37178263"
title: "O Papel das Defensinas como Alérgenos de Pólen e Alimentos."
authors: "Cosi V, Gadermaier G"
journal: "Current allergy and asthma reports"
pubdate: "2023 Jun"
doi: "10.1007/s11882-023-01080-3"
source: "PMC Full Text"

O Papel das Defensinas como Alérgenos de Pólen e Alimentos.

Autores

Cosi V, Gadermaier G

Periodico

Current allergy and asthma reports (2023 Jun)

Conteudo

O Papel das Defensinas como Alérgenos de Pólen e Alimentos
Objetivo da Revisão
As proteínas ligadas à defensina-poliprolina são alérgenos relevantes no pólen de Asteraceae. Dependendo de sua prevalência e quantidade na fonte de pólen, são alérgenos potentes, como demonstrado para o principal alérgeno do pólen de artemísia, Art v 1. Apenas algumas defensinas alergênicas foram identificadas em alimentos vegetais, como amendoim e aipo. Esta revisão fornece uma visão geral das características estruturais e imunológicas, reatividade cruzada de IgE e opções diagnósticas e terapêuticas relacionadas às defensinas alergênicas.
Descobertas Recentes
Apresentamos e revisamos criticamente a relevância alergênica das defensinas de pólen e alimentos. O recentemente identificado Api g 7 do aipo-rábano e outros alérgenos potencialmente envolvidos em alergias alimentares relacionadas ao pólen de Artemisia são discutidos e relacionados à gravidade clínica e estabilidade do alérgeno. Para especificar as alergias alimentares relacionadas ao pólen de Artemisia, propomos o termo "alergias alimentares relacionadas a defensinas" para considerar as síndromes alimentares associadas a proteínas ligadas à defensina-poliprolina.
Resumo
Há evidências crescentes de que as defensinas são as moléculas causadoras em várias alergias alimentares associadas ao pólen de artemísia. Um pequeno número de estudos mostrou reatividade cruzada de IgE de Art v 1 com defensinas de aipo-rábano, castanha-da-índia, manga e semente de girassol, enquanto a molécula alergênica subjacente permanece desconhecida em outras alergias alimentares associadas ao pólen de artemísia. Como essas alergias alimentares podem causar reações alérgicas graves, são necessárias a identificação de defensinas alimentares alergênicas e mais estudos clínicos com coortes maiores de pacientes. Isso permitirá o diagnóstico de alergia baseado em moléculas e uma melhor compreensão das alergias alimentares relacionadas a defensinas para aumentar a conscientização sobre alergias alimentares potencialmente graves devido à sensibilização primária ao pólen de Artemisia.
Introdução
Desde a identificação do principal alérgeno do pólen de artemísia, Art v 1, várias proteínas que contêm um domínio de defensina vegetal são reconhecidas como alérgenos. Essas moléculas desempenham um papel importante na alergia ao pólen, e estudos recentes sugerem seu envolvimento em alergia alimentar e de contato. Esta revisão fornece uma visão geral abrangente sobre defensinas alergênicas e, em particular, sua potencial contribuição em várias síndromes pólen-alimento.
Estrutura e Função Biológica das Defensinas Vegetais
Representação do dobramento de defensina originário de pólen, alimentos e alimentos não comestíveis. Estruturas tridimensionais de Art v 1 (PDB 2KPY), modelo de Api g 7 (gerado pelo SwissModeller usando 1BK8 como modelo) e Aes h 1 (PDB 1BK8). As folhas beta são indicadas em dourado, as hélices alfa em turquesa.
Defensinas são peptídeos antimicrobianos antigos presentes em plantas, insetos, invertebrados e humanos. Elas apresentam um padrão de expressão tecido-específico, um sinal N-terminal e uma sequência de proteína madura altamente divergente. As defensinas de plantas, também chamadas de γ-tioninas, são proteínas de 45 a 54 aminoácidos encontradas de forma ubíqua no reino vegetal, constituindo parte do sistema de defesa inato. Elas normalmente contêm oito resíduos de cisteína conservados e compartilham um padrão βαββ com folhas β antiparalelas de 3 fitas e uma α-hélice curta (Fig. 1). O motivo αβ estabilizado por pontes dissulfeto confere uma estrutura globular compacta e alta resistência a pH extremo, temperatura e digestão por proteases. A maioria das defensinas foi isolada de sementes, mas também foram encontradas em folhas, flores, raízes e caules. Mais de 2000 defensinas de plantas (IPR008176) e 1000 proteínas semelhantes a defensinas (IPR010851) estão listadas na Classificação InterPro de famílias de proteínas (https://www.ebi.ac.uk/interpro). Como não há uma distinção clara entre defensinas e proteínas semelhantes a defensinas, as proteínas que contêm qualquer um dos domínios serão denominadas defensinas ao longo desta revisão.

As defensinas de plantas podem inibir o crescimento de micróbios e, portanto, foram classificadas na família de proteínas relacionadas à patogênese (PR)-12. As defensinas são predominantemente expressas nas camadas celulares periféricas, de acordo com seu papel como primeira linha de defesa contra patógenos de plantas. A interação de defensinas com carga positiva com membranas microbianas com carga negativa pode aumentar a permeabilidade da membrana, potencialmente levando ao vazamento celular e à morte. O motivo central (GXCX3-9C) formado entre as fitas β2 e β3 tem sido proposto como conferidor de atividade antimicrobiana. Além de suas propriedades predominantemente antifúngicas e, em menor grau, antibacterianas, as defensinas também respondem ao estresse e estão envolvidas na regulação do crescimento vegetal e em processos de desenvolvimento. Para aumentar a resistência a patógenos, defensinas heterólogas foram superexpressas em tomates, arroz, batatas e outras plantas transgênicas. No entanto, o fato de que as defensinas podem ser alérgenos levanta preocupações sobre sua introdução em alimentos geneticamente modificados.
Proteínas Alergênicas que Contêm um Domínio de Defensina
Alérgenos que contêm um domínio de defensina
Alergênico Nome latino Nome comum Família de plantas Descrição bioquímica Via de exposição PM (kDa) Art v 1 Artemisia vulgaris Artemísia Asteraceae DPLP, O-glic Vias aéreas 24–28 Art ab 1 Artemisia absinthium Absinto Asteraceae DPLP, O-glic Vias aéreas 24–26 Art an 1 Artemisia annua Artemísia doce Asteraceae DPLP, O-glic Vias aéreas 24–26 Art an 1 Artemisia annua Artemísia doce Asteraceae DPLP, O-glic Vias aéreas 28 Art ar 1 Artemisia argyi Artemísia-argí Asteraceae DPLP, O-glic Vias aéreas 28 Art c 1 Artemisia californica Sálvia-da-Califórnia Asteraceae DPLP, O-glic Vias aéreas 24–26 Art ca 1 Artemisia capillaris Artemísia-capilar Asteraceae DPLP, O-glic Vias aéreas 28 Art f 1 Artemisia frigida Artemísia-frigida Asteraceae DPLP, O-glic Vias aéreas 24–26 Art gm 1 Artemisia gmelinii Artemísia-de-Gmelin Asteraceae DPLP, O-glic Vias aéreas 28 Art la 1 Artemisia lavandulifolia Artemísia-de-folhas-de-lavanda Asteraceae DPLP, O-glic Vias aéreas 28 Art l 1 Artemisia ludoviciana Artemísia-ludoviciana Asteraceae DPLP, O-glic Vias aéreas 24–26 Art si 1 Artemisia sieversiana Artemísia-de-Sievers Asteraceae DPLP, O-glic Vias aéreas 28 Art t 1 Artemisia tridentata Artemísia-tridentada Asteraceae DPLP, O-glic Vias aéreas 24–26 Amb a 4 Ambrosia artemisiifolia Ambrósia Asteraceae DPLP, O-glic Vias aéreas 28–30 Par h 1 Parthenium hysterophorus Artemísia-histerófora Asteraceae DPLP, O-glic.? Vias aéreas 24 Ara h 12 Arachis hypogaea Amendoim Fabaceae Defensina Ingestão 8 Ara h 13 Arachis hypogaea Amendoim Fabaceae Defensina Ingestão 8 Api g 7 Apium graveolens Aipo Apiaceae Defensina Ingestão 16 Gly m 2 Glycine max Soja Fabaceae Defensina Vias aéreas, ingestão? 8 Aes h 1 Aesculus hippocastanum Castanha-da-índia Sapindaceae Defensina Contato, ingestão? 10
DPLP proteína ligada a defensina-poliprolina, O-glic. a proteína natural é O-glicosilada, PM peso molecular aparente da proteína natural em eletroforese desnaturante e redutora em gel
Alinhamento de sequência e matriz de identidade do domínio defensina de alérgenos de pólen e alimentos. Epítopos de células B (vermelho) e epítopos de células T (verde) de Art v 1 e aminoácidos conservados são indicados, resíduos de cisteína conservados são destacados em amarelo, e pontes dissulfeto são indicadas por barras. Folhas-beta são apresentadas em dourado, hélices alfa em azul. A matriz de identidade de sequência foi gerada pelo Clustal 2.1
Além da onipresença das defensinas no reino vegetal, apenas 20 são oficialmente reconhecidas como alérgenos pelo subcomitê de nomenclatura de alérgenos da WHO/IUIS. Art v 1, o primeiro representante alergênico, foi identificado como uma proteína ligada a defensina-poliprolina (DPLP) no pólen de artemísia (Artemisia vulgaris). Alérgenos que compartilham essa arquitetura foram posteriormente descritos no pólen de ambrósia e artemísia-histerófora (Parthenium hysterophorus). Defensinas alergênicas sem fusão C-terminal foram descobertas em poucas fontes alimentares, como amendoim, aipo, soja e castanha-da-índia (Tabela 1 e Fig. 2).
Proteínas Ligadas a Defensina-Poliprolina Alergênicas no Pólen
Defensinas alergênicas ligadas a uma região rica em poliprolina apresentam uma estrutura típica de “cabeça” e “cauda” estendida e foram até agora identificadas exclusivamente em alguns pólens de ervas daninhas da família Asteraceae (Tabela 1). Devido às mudanças climáticas, estações de polinização prolongadas, resposta antimicrobiana e ao estresse aumentadas, a expressão dessas defensinas pode aumentar nas plantas. O domínio globular N-terminal da defensina está ligado a uma estrutura helicoidal esquerda rica em poliprolina C-terminal com O-glicosilações. A região flexível rica em prolina pode variar em sua carga líquida e pode atuar como uma âncora na parede celular da planta. Em eletroforese em gel, DPLPs naturais aparecem em torno de 24–30 kDa, enquanto a massa derivada de espectrometria de massa, incluindo glicanos, é de cerca de 13–19 kDa. O Art v 1 recombinante não glicosilado migra consistentemente a 19 kDa em eletroforese em gel; sua massa medida e calculada é, no entanto, de 10,8 kDa. Essa migração incomum em eletroforese em gel é provavelmente atribuível à região desestruturada rica em poliprolina.

Art v 1 do Pólen de Artemísia e Homólogos

A artemísia (Artemisia vulgaris) é uma erva daninha alergênica da família Asteraceae que floresce no final do verão e outono. As espécies de Artemisia são fontes relevantes de alérgenos na Ásia, Europa e América do Norte, com frequências de sensibilização de até 41% entre pacientes alérgicos a pólen. O Art v 1 é o principal alérgeno do pólen de artemísia e o alérgeno mais bem descrito com uma arquitetura DPLP. Ele consiste em um domínio de defensina de 55 aminoácidos ligado a uma região rica em prolina de 53 aminoácidos contendo várias repetições (Ser/Ala)(Pro)2–4. O Art v 1 natural isolado do pólen é uma mistura complexa de diferentes isoalérgenos e variantes de glicosilação com uma massa molecular medida entre 12,9 e 16,3 kDa. O enovelamento de defensina estabilizado por cisteína confere altíssima estabilidade ao tratamento térmico e ácido [••]. A estrutura de RMN em solução do Art v 1 (PDB 2KPY) confirma o padrão de pontes dissulfeto das defensinas (Fig. 1). Enquanto o C-terminal é flexível, a região de transição (Art v 157–70) é parcialmente organizada e interage com o domínio da defensina. Dois novos tipos de O-glicosilações específicas de plantas ligadas à hidroxiprolina, consistindo em um grande arabinogalactano e β-arabinofuranoses únicas, mas adjacentes, foram descritos na região rica em prolina. O Art v 1 tem uma carga líquida básica em contraste com outros DPLPs. Até o momento, alérgenos altamente homólogos com 94–99% de identidade de sequência (localizados principalmente na região da poliprolina) e padrões de glicosilação variáveis foram descritos em 14 espécies de Artemisia.
Art v 1 e seus homólogos são responsáveis por até 95% da reatividade de IgE em pacientes alérgicos ao pólen de Artemisia. A maioria dos epítopos conformacionais de IgE é estabelecida no domínio defensina e perdida com a ruptura das pontes dissulfeto [•]. Utilizando soro humano, foram mapeados resíduos de interação que estabelecem dois epítopos de ligação à IgE. Esses epítopos estão localizados na defensina de Art v 1 e no domínio de transição. Um estudo recente confirma a natureza conformacional dos epítopos de IgE [•]. Curiosamente, a ligação da IgE de pacientes pôde ser bloqueada com anticorpos IgG de coelho levantados contra a região C-terminal, sugerindo um epítopo conformacional adicional na região rica em prolina. Como parte da região C-terminal interage com o domínio defensina, os autores sugerem que a ligação do anticorpo de coelho à região poliprolina pode ter impedido a ligação da IgE humana aos seus epítopos conhecidos devido a impedimento estérico. Peptídeos de Art v 1 sem estrutura tridimensional não mostraram reatividade de IgE, o que, juntamente com o novo epítopo, poderia auxiliar no desenvolvimento de uma vacina molecular de epítopos de células B [•]. Além disso, IgE direcionada contra arabinosídeos isolados de Art v 1 é detectável em alguns pacientes; no entanto, sua atividade biológica em ensaios de liberação de mediadores parece limitada.
A resposta de células T de Art v 1, extensivamente estudada, revelou, em contraste com outros alérgenos, um único epítopo de célula T imunodominante, Art v 1_{25–36}. Além disso, a alergia ao pólen de artemísia é restrita pela expressão de HLA-DRB1*01 em pacientes alérgicos ao pólen de artemísia. Uma linhagem de células T Jurkat expressando o receptor humano específico para o epítopo de célula T imunodominante de Art v 1 mostrou reatividade cruzada com alérgenos de outras espécies de Artemisia, mas não com os homólogos de ambrosia e tanácia [••,].
Amb a 4 do pólen de ambrosia
O pólen de ambrosia (Ambrosia artemisiifolia) é uma importante fonte de alérgenos na América do Norte, Europa e partes da Ásia. Entre pacientes alérgicos a pólen, a sensibilização à ambrosia pode chegar a 54%. A maior parte da reatividade de IgE, no entanto, é direcionada contra a pectato liase Amb a 1. Em contraste, uma alergenicidade moderada é atribuída à Amb a 4, uma DPLP que predomina em resíduos de glicina e prolina, os quais contribuem para a carga líquida ácida da molécula. A parte C-terminal glicosilada apresenta arabinogalactanas ligadas à hidroxiprolina, embora o nível de resíduos β-arabinosídeos de ligação à IgE seja menor em comparação com Art v 1. Várias isoformas de Amb a 4 foram determinadas, dando origem a diferentes porções de glicanos de cerca de 6 kDa. A frequência de ligação à IgE à Amb a 4 foi de ~20% em pacientes alérgicos à ambrosia, mas maior em populações co-sensibilizadas ao artemísio. Entre pacientes alérgicos a ervas daninhas, a reatividade positiva de IgE à Amb a 4 foi de 42% (Áustria), 39% (Canadá) e 25% (Coreia) e tipicamente associada à sensibilização à Art v 1 [••]. Quarenta e dois por cento dos pacientes positivos para Art v 1 também reagiram à Amb a 4. No entanto, 10% dos pacientes negativos para Art v 1 apresentaram IgE específica para Amb a 4, indicando alguns epítopos únicos para ambos os alérgenos.

Par h 1 do Pólen de Losna
O pólen de losna (Parthenium hysterophorus) apresentou resultado positivo no teste de puntura cutânea em pacientes com polinose outonal dos EUA e pacientes com dermatite atópica da Índia. A DPLP Par h 1 foi identificada por espectrometria de massa do pólen e a sequência obtida por clonagem de cDNA. A proteína apresenta maior identidade de sequência com Amb a 4, também apresentando carga líquida ácida. Entre pacientes austríacos alérgicos a pólen de ervas daninhas e indivíduos indianos reativos à losna, foi demonstrada uma prevalência de sensibilização de 60% e 40%, respectivamente. Em coortes testadas de pacientes alérgicos a ervas daninhas, a reatividade de IgE à Par h 1 foi de 47% (Áustria), 42% (Canadá) e 29% (Coreia) e associada à Art v 1 [••].

Defensinas Alergênicas em Fontes Alimentares Vegetais
Em alimentos vegetais e sementes de castanha-da-índia, um número limitado de defensinas alergênicas foi descrito (Tabela 1, Fig. 2). Em contraste com os alérgenos polínicos, esses representantes consistem apenas em um domínio de defensina. Como essas moléculas são difíceis de extrair das respectivas fontes naturais, o número e a relevância clínica das defensinas alergênicas podem atualmente estar subestimados.

Ara h 12 e Ara h 13 do Amendoim
A alergia ao amendoim (Arachis hypogaea) é a principal causa de reações anafiláticas fatais em todo o mundo, com uma prevalência global de sensibilização de 1–2% e tendências crescentes. Além dos principais alérgenos, três defensinas foram identificadas em amendoins torrados [•]. Os alérgenos naturais foram purificados em uma fração usando extração lipofílica com clorofórmio/metanol e suas sequências confirmadas por espectrometria de massas. Como apresentavam apenas 43–45% de identidade de sequência, foram denominados Ara h 12 e Ara h 13. As defensinas do amendoim, com massa de ~5 kDa, migram a 8 kDa em condições redutoras na eletroforese em gel, enquanto aparecem como três bandas separadas em condições não redutoras. Três dos onze soros de pacientes mostraram forte reatividade de IgE a todas as defensinas do amendoim e três apresentaram reação mais fraca e divergente em imunoblots não redutores. Imunoblots de IgE em condições redutoras não mostraram sinais, sugerindo que as pontes dissulfeto são críticas para a formação de epítopos. As defensinas do amendoim demonstraram atividade antifúngica ao inibir o crescimento de Cladosporium e Alternaria.
Api g 7 do Aipo-rábano
Apium graveolens é consumido mundialmente como vegetal fresco, mas também é frequentemente incluído em misturas de especiarias. Pode desencadear reações alérgicas graves e, portanto, sua declaração é obrigatória na UE. Tanto os talos quanto o tubérculo (aipo-rábano) são frequentemente consumidos, mas diferem na distribuição de alérgenos. O Api g 7, uma nova defensina do aipo-rábano, foi obtido por clonagem de cDNA e sua presença foi confirmada em extrato de aipo-rábano [••]. O Api g 7 foi produzido de forma recombinante, demonstrando uma massa de 11 kDa enquanto migra a 16 kDa em eletroforese em gel redutor. Todos os oito soros de pacientes alérgicos ao aipo-rábano mostraram reatividade de IgE contra Api g 7 e também testaram positivo para Art v 1. Usando ensaios de liberação de mediadores, a alergenicidade do Api g 7 foi investigada, mostrando até 60% da liberação máxima de mediadores em comparação com 70% induzida pelo Art v 1. A defensina do aipo-rábano é altamente estável ao calor, pois começou a desnaturar a 74 °C e tem uma temperatura de fusão calculada de 100 °C. Curiosamente, o diagnóstico de alergia usando extrato de aipo perdeu 5/8 pacientes reativos ao Api g 7, sugerindo uma sub-representação da defensina no extrato e/ou métodos de extração insuficientes.
Gly m 2 da Soja
Gly m 2 da casca da soja (Glycine max) foi identificada em 1997 e associada a sintomas respiratórios em trabalhadores de campo espanhóis expostos à planta. O alérgeno purificado de 8 kDa foi reconhecido por cinco soros de pacientes asmáticos. A identificação da sequência do alérgeno está limitada aos primeiros 17 aminoácidos determinados por degradação de Edman. Gly m 2 compartilha alta similaridade de sequência com Ara h 12, mas não foi investigada posteriormente.
Aes h 1 da Semente de Castanha-da-Índia
A castanha-da-índia, Aesculus hippocastanum, é uma árvore difundida por toda a Europa e em parques ao redor do mundo. Embora frequentemente consumida por cavalos e veados, as sementes da castanha-da-índia também são utilizadas em produtos cosméticos/medicinais e suplementos dietéticos para humanos. No entanto, sintomas alérgicos raros, mas clinicamente confirmados, à castanha-da-índia ao manusear as sementes foram observados (Cosi et al., manuscrito em preparação). Após a purificação de uma proteína IgE-reativa migrando a 10 kDa em eletroforese em gel, a proteína foi identificada como proteína antimicrobiana 1 de Aesculus hippocastanum (AhAMP1) e oficialmente denominada Aes h 1. A estrutura tridimensional de Aes h 1 (PDB 1BK8) demonstra similaridade com o domínio defensina do principal alérgeno do pólen de artemísia, Art v 1 (Fig. 1). A proteína tem massa de 5,8 kDa e migra a 10 kDa em eletroforese em gel redutor. Entre os indivíduos que testaram positivo com sementes de castanha-da-índia em testes prick-to-prick, todos reagiram a Aes h 1 em ELISA.
Reatividade Cruzada de IgE de Defensinas no Pólen
Extensa reatividade cruzada de IgE foi demonstrada para isoalérgenos altamente homólogos de espécies de Artemisia. Homólogos de ambrosia e artemísia-dos-jardins mostraram uma inibição cruzada considerável, porém dependente do paciente e geograficamente adaptada, com Art v 1 [••]. Enquanto pacientes alérgicos a ervas daninhas do Canadá mostraram reatividade semelhante às defensinas do pólen de artemísia, ambrosia e artemísia-dos-jardins, pacientes coreanos reagiram predominantemente apenas a Art v 1. Embora Art v 1 pareça ser o alérgeno mais relevante nesta família de proteínas, Amb a 4 e Par h 1 possuem alguns epítopos únicos que não são compartilhados com Art v 1. A imunogenicidade geral mais forte de Art v 1 pode ser atribuída à sua abundância no pólen, mas também à maior estabilidade do domínio defensina imunologicamente relevante durante o processamento endolisossômico [••]. No pólen de girassol, uma proteína de 34 kDa denominada Hel a 1 (nenhuma sequência disponível) foi reconhecida pela IgE de pacientes trabalhadores de girassol alérgicos ao pólen de artemísia. Anticorpos específicos para Art v 1 confirmaram a presença de uma proteína de reatividade cruzada no pólen de girassol.
Reatividade Cruzada de IgE de Defensinas de Pólen e Alimentos Vegetais
A avaliação da reatividade cruzada de IgE baseada em moléculas entre defensinas de pólen e alimentos vegetais está atualmente disponível apenas para Art v 1 e defensinas de aipo-rábano e castanha-da-índia, compartilhando 63% e 57% de identidade de sequência, respectivamente (Figs. 1 e 2) [••]. Api g 7 é de grande interesse, pois foi testada positiva em oito pacientes alérgicos a aipo-rábano com sintomas clínicos. Notavelmente, apenas três desses pacientes testaram positivo para extrato de aipo, e nenhuma correlação entre Api g 7 e o extrato de aipo-rábano foi observada. Em contraste, uma forte correlação foi encontrada para a reatividade de Api g 7 e Art v 1. Em ensaios de inibição cruzada por ELISA, Art v 1 foi capaz de abolir completamente a ligação de IgE a Api g 7 em três soros testados. Por outro lado, Api g 7 inibiu apenas parcialmente a ligação de IgE a Art v 1 imobilizado, indicando que os pacientes foram primariamente sensibilizados a Art v 1 [••].
Dados semelhantes foram obtidos para Art v 1 e defensina de semente de castanha-da-índia em uma coorte de indivíduos sensibilizados a Aes h 1 (Cosi et al., manuscrito em preparação). Embora a reatividade de IgE a Aes h 1 não tenha se correlacionado com o extrato de semente de castanha-da-índia, foi observada uma alta correlação com Art v 1. A inibição cruzada de IgE mostrou que Aes h 1 imobilizado poderia ser eficientemente inibido por Art v 1, enquanto isso foi apenas parcialmente alcançado ao usar Aes h 1 para bloquear a ligação de IgE a Art v 1. Esses dados também sugerem que Art v 1 atua como sensibilizador primário. Como as sementes de castanha-da-índia são usadas na medicina tradicional, produtos farmacêuticos e cosméticos, e suplementos alimentares, essa reatividade cruzada é de alta relevância para pacientes alérgicos ao pólen de artemísia.

Além disso, dois relatos de caso sobre alergia a manga e semente de girassol merecem menção, pois os pacientes apresentaram alta reatividade ao extrato de pólen de artemísia e a Art v 1. Experimentos de inibição com extratos de manga ou semente de girassol demonstraram inibição da ligação de IgE a Art v 1 [•, ].

Existe uma Ligação entre Defensinas e Reações Alérgicas Graves, Incluindo Anafilaxia?
A identificação do alérgeno subjacente nas síndromes alimentares associadas à artemísia é de alta relevância, pois em muitos casos são observadas alergias alimentares graves, incluindo anafilaxia. A reatividade de IgE a Ara h 12/13 foi observada predominantemente em pacientes com reações anafiláticas ao amendoim [•]. Entre crianças chinesas sensibilizadas a pólen com anafilaxia alimentar, 93,5% eram sensibilizadas ao pólen de artemísia, com níveis de IgE significativamente mais altos em comparação com pólen de ambrosia e bétula. Outro estudo também demonstrou frequências muito altas de sensibilização ao pólen de artemísia em pacientes chineses com anafilaxia a frutas, vegetais, leguminosas e especiarias. No entanto, ambos os estudos carecem de análises baseadas em moléculas, e assim o papel potencial das defensinas permanece a ser determinado. Um relato de caso de um paciente alérgico ao pólen de artemísia com anafilaxia a manga indicou um alérgeno de manga com 13 kDa. Analogamente, uma proteína de 12 kDa no alho foi responsável por reações anafiláticas ao consumo de alho. Como a análise baseada em moléculas usando alérgenos purificados não foi realizada nesses estudos, a reatividade cruzada com proteínas de transferência de lipídios não pode ser totalmente descartada. No entanto, um estudo posterior revelou que um homólogo de Art v 1 em manga parece estar envolvido na reação anafilática [•].

Defensinas como Alérgeno Culpado Faltante em Síndromes Alimentares Associadas ao Pólen de Artemísia e Alergias de Contato?
Até agora, são descritas quatro síndromes alimentares associadas ao pólen de artemísia, que são (i) síndrome aipo–artemísia–especiaria, (ii) associação artemísia–camomila, (iii) síndrome artemísia–mostarda e (iv) associação artemísia–pêssego. Para as duas últimas síndromes, foi sugerido um envolvimento de proteínas de transferência de lipídios. O possível envolvimento das defensinas nas duas primeiras síndromes é discutido abaixo.
A síndrome aipo–artemísia–especiarias descreve a associação clínica entre o pólen de artemísia e a alergia alimentar a vegetais e especiarias da família botânica Apiaceae e Umbelliferae. Inclui reações adversas a aipo, cenoura, salsa, sementes de erva-doce, sementes de cominho, sementes de coentro, sementes de anis e, posteriormente, também inclui páprica, pimenta-do-reino, cebola e alho. No entanto, as moléculas alergênicas subjacentes não puderam ser identificadas de forma inequívoca. Pacientes alérgicos ao aipo com alergia ao pólen de artemísia frequentemente apresentam reatividade IgE mais forte ao extrato de aipo aquecido. Isso contrastou com a descoberta de que pacientes com alergia a aipo e bétula apresentam reatividade baixa ou nula ao aipo aquecido devido à baixa estabilidade térmica do Api g 1 envolvido. Esses achados sugerem fortemente o envolvimento de um alérgeno altamente estável e com reatividade cruzada, e o recentemente identificado Api g 7 do aipo-rábano pode preencher esses critérios. Em linha com a termoestabilidade das defensinas, o Api g 7 demonstra um ponto de fusão de 100 °C [••]. Embora a evidência atual seja apoiada por um número limitado de pacientes, o Api g 7 pode ser o elo perdido na síndrome aipo–artemísia devido à sua similaridade estrutural com Art v 1 e à reatividade cruzada IgE demonstrada.
Entre 15 pacientes com reações alérgicas após o consumo de chá de camomila, 12 estavam ligados à alergia ao pólen de artemísia, descrevendo a associação artemísia–camomila. Por outro lado, entre 24 pacientes alérgicos à artemísia, 86% apresentaram teste cutâneo por puntura positivo e 62% apresentaram sintomas de alergia oral ao teste com camomila. Um estudo de caso posterior mostrou uma associação entre anafilaxia ao chá de camomila e sensibilização a Art v 1.
Além disso, casos de reações alérgicas, incluindo anafilaxia a mel artesanal, foram relatados em pacientes sensibilizados ao pólen de artemísia, sugerindo componentes com reatividade cruzada no mel, mas mais provavelmente uma contaminação do mel com pólen de Artemisia. Como Art v 1, que não foi testado neste caso, é uma molécula altamente estável, pode também estar envolvida nos sintomas relacionados a alimentos. No entanto, o envolvimento de proteínas de transferência de lipídios não pode ser totalmente descartado, embora Pru p 3 tenha testado negativo.
Com base em nossos dados não publicados sobre a reatividade cruzada IgE de Art v 1 e Aes h 1, estendemos o leque de alergias associadas à artemísia à castanha-da-índia, pertencente à família Sapindaceae. A manga pertence à família Anacardiaceae e, portanto, não deve ser incluída na síndrome aipo–artemísia–especiarias, pois pode apresentar uma síndrome pólen-alimento independente [•]. A reatividade cruzada IgE de defensinas do amendoim e da soja com DPLP do pólen não foi testada até o momento. A identidade da sequência com Art v 1 é relativamente baixa (< 32%) e, portanto, potencialmente insuficiente para reatividade cruzada considerável. Apesar de uma relevância alergênica menor de Amb a 4, também pode valer a pena testar a reatividade cruzada IgE relacionada a alimentos, especialmente em pacientes altamente expostos ao pólen de ambrósia.
As Defensinas São Sub-representadas, Mas Alérgenos Alimentares Altamente Relevantes?
Há evidências crescentes de que as defensinas podem estar envolvidas em síndromes alimentares relacionadas ao pólen de artemísia. Embora grandes quantidades de proteína do Art v 1 natural possam ser obtidas, a descoberta e purificação de defensinas alimentares parecem mais desafiadoras. Embora a expressão de defensinas possa variar em resposta aos níveis de estresse da planta e à exposição a patógenos, também parece provável que os protocolos de extração aquosa tipicamente utilizados sejam insuficientes para um diagnóstico preciso de alergia. Particularmente, a extração de sementes e tubérculos pode ser dificultada por efeitos de matriz e pela presença de glicanos, polifenóis ou alto teor de lipídios [•, ••]. Além disso, o uso de eletroforese em gel padrão sob condições redutoras geralmente desorganiza os epítopos conformacionais das defensinas e, assim, dificulta o reconhecimento pelas IgE dos pacientes. Isso pode explicar por que apenas poucas defensinas alergênicas de alimentos foram identificadas e caracterizadas. No entanto, uma vez identificadas, podem ser produzidas como proteínas recombinantes, caracterizadas e usadas para o diagnóstico de alergia baseado em moléculas. O papel das defensinas nas síndromes alimentares de pólen pode, portanto, ser subestimado, uma vez que tipicamente as proteínas de transferência de lipídios são consideradas primeiro quando sintomas graves e alérgenos estáveis são observados.

Opções Diagnósticas

O diagnóstico baseado em extratos de alergia ao pólen envolvendo DPLP é limitado, pois, além do Art v 1, as defensinas não constituem componentes principais dos respectivos extratos. Além disso, pacientes alérgicos a ervas daninhas são tipicamente polissensibilizados, e apenas o diagnóstico baseado em moléculas permite a discriminação da alergia ao pólen de ervas daninhas relacionada ao Amb a 1. Na clínica, o diagnóstico baseado em moléculas de Art v 1 está disponível como alérgeno natural purificado (ImmunoCAP IgE simplex e multiplex) ou recombinante (ALEX IgE multiplex). O Amb a 4 recombinante purificado está disponível no formato multiplex ALEX.

Com relação às defensinas em alimentos de origem vegetal, esses alérgenos parecem sub-representados nos extratos aquosos tipicamente usados para diagnóstico [••]. Curiosamente, os testes prick-to-prick usando frutas e vegetais frescos geralmente permitem monitorar uma reação; no entanto, isso pode nem sempre estar ligado às defensinas. Por outro lado, alergias alimentares com alérgenos culpados incertos estão frequentemente associadas à sensibilização ao Art v 1 [•, ]. Há uma necessidade urgente de identificação e produção recombinante de defensinas alergênicas adicionais em alimentos comestíveis, especialmente de fontes que desencadeiam alergias alimentares graves. Atualmente, Art v 1 e Amb a 4 poderiam ser usados como marcadores substitutos para alergias alimentares com eliciador incerto.

Opções Terapêuticas
Em relação à imunoterapia alérgeno-específica, extratos de Artemisia spp. representam predominantemente um agente terapêutico comumente usado para o tratamento de alergia ao pólen de ervas daninhas relacionada a defensinas. Amb a 4 — em contraste com Art v 1 — é um alérgeno menor com quantidade limitada no extrato de ambrósia que frequentemente reage de forma cruzada com Art v 1. No entanto, parece haver um pequeno subgrupo de pacientes com IgE para epítopos únicos de Amb a 4, pois parecem estar primariamente sensibilizados à defensina da ambrósia. Para esses pacientes, a imunoterapia com extrato de ambrósia contendo Amb a 4 seria favorável [••]. Para possíveis novas opções de tratamento, variantes hipoalergênicas de Art v 1 foram geradas ao visar a estrutura estabilizada por pontes dissulfeto. Em um modelo murino, nanopartículas semelhantes a vírus com Art v 1 encapsulado foram hipoalergênicas e bem-sucedidas no tratamento preventivo. Um estudo também mostrou que o adjuvante é relevante para um resultado bem-sucedido na imunoterapia alérgeno-específica em camundongos. Alergias alimentares envolvendo defensinas não foram investigadas em protocolos de imunoterapia oral. A evitação do alimento causador e o uso de adrenalina para casos graves são geralmente recomendados.

Conclusão
Por décadas, os sintomas alimentares associados ao pólen de artemísia foram clinicamente reconhecidos, mas as moléculas causadoras não foram elucidadas. Estudos recentes sugerem que as defensinas podem estar envolvidas nessas síndromes, levando a reações alérgicas graves. Parece razoável que Art v 1 e alérgenos altamente homólogos em mais de 350 espécies de Artemisia sejam responsáveis pela sensibilização primária devido à sua alta abundância. O estresse climático e patogênico pode aumentar a expressão de defensinas, potencialmente levando a mais sensibilizações e reações alérgicas.

Dentro da família Asteraceae, a reatividade cruzada de IgE da artemísia com ambrósia, tanaceto, girassol e camomila foi observada em graus variados. Até agora, alergias alimentares e de contato relacionadas a Art v 1 foram relatadas em pacientes alérgicos a aipo-rábano, semente de castanha-da-índia, manga e semente de girassol. Em contraste com outras síndromes de pólen alimentar, a reatividade cruzada com Art v 1 não se limita a famílias de plantas específicas, mas sim à estrutura tridimensional altamente conservada. Para distinguir de outras síndromes de pólen alimentar associadas à artemísia, propomos o novo termo "alergia alimentar relacionada a defensinas". Diante das reações alérgicas graves, a identificação de outras defensinas alergênicas é urgentemente necessária. Isso permitirá o diagnóstico molecular de alergia com proteínas recombinantes para fornecer uma melhor compreensão das alergias alimentares relacionadas a defensinas e conscientização para uma recomendação aprimorada aos pacientes.

Nota do Editor
A Springer Nature permanece neutra em relação a reivindicações jurisdicionais em mapas publicados e afiliações institucionais.

Financiamento
Financiamento de acesso aberto fornecido pela Universidade Paris Lodron de Salzburgo.

Conformidade com Padrões Éticos
Conflito de Interesses
V. Cosi não tem nada a declarar. G. Gadermaier relata honorários pessoais da COMPARE, honorários pessoais da Bencard, fora do trabalho submetido.
Direitos Humanos e Animais e Consentimento Informado
Todos os estudos/experimentos relatados envolvendo sujeitos humanos ou animais realizados pelos autores estavam de acordo com os padrões éticos do comitê de pesquisa institucional e/ou nacional e com a Declaração de Helsinki de 1964 e suas emendas posteriores ou padrões éticos comparáveis.
Referências
Artigos de particular interesse, publicados recentemente, foram destacados como: • De importância •• De grande importância
Defensinas vegetais
Mapeando as interações entre um alérgeno principal de pólen e anticorpos IgE humanos
A estrutura tridimensional em solução da proteína antimicrobiana 1 de Aesculus hippocastanum determinada por ressonância magnética nuclear de 1H
Defensinas – componentes do sistema imunológico inato em plantas
Sher Khan R, et al. Defensinas vegetais: tipos, mecanismo de ação e perspectivas da engenharia genética para maior resistência a doenças em plantas. 3 Biotech. 2019;9(5):192.
Propriedades de ligação à membrana de defensinas vegetais
Assinaturas multidimensionais em peptídeos antimicrobianos
Carvalho Ade O, Gomes VM. Defensinas vegetais e peptídeos semelhantes a defensinas - atividades biológicas e aplicações biotecnológicas. Curr Pharm Des. 2011;17(38):4270–93.
O uso de peptídeos antimicrobianos vegetais versáteis no agronegócio e na saúde humana
Dramburg S, et al. Guia do Usuário de Alergologia Molecular da EAACI 2.0. Pediatr Allergy Immunol 2023;34:S28:e13854.
Os efeitos das mudanças climáticas na alergia respiratória e asma induzidas por alérgenos de pólen e mofo
Mudanças climáticas e futura alergia ao pólen na Europa
Um novo alérgeno de ambrosia (Ambrosia artemisiifolia) com homologia ao art v 1 de artemísia
Dois novos tipos de O-glicanos no alérgeno de pólen de artemísia Art v 1 e seu papel na ligação de anticorpos
Art v 1, o principal alérgeno do pólen de artemísia, é uma glicoproteína modular com um domínio semelhante a defensina e um domínio rico em hidroxiprolina
Hastes de poliprolina II glicosiladas com dobras como motivo estrutural em glicoproteínas vegetais ricas em hidroxiprolina
Anderegg WRL, et al. As mudanças climáticas antropogênicas estão piorando as estações de pólen na América do Norte. Proc Natl Acad Sci USA. 2021;118(7).
•• Pablos I, et al. Estruturas de epítopos distintos de proteínas semelhantes a defensinas ligadas a regiões ricas em prolina dão origem a diferenças em sua atividade alergênica. Allergy. 2018;73(2):431–441. Defensinas de artemísia, ambrosia e tanaceto demonstram imunogenicidade distinta e padrão de reatividade cruzada de IgE em três coortes de pacientes. Art v 1 demonstra o maior potencial alergênico, enquanto Amb a 4 também é responsável pela sensibilização primária em alguns pacientes com alta exposição ao pólen de ambrosia.
Variação nas potências de ligação de IgE de sete espécies de Artemisia dependendo do conteúdo de alérgenos principais
Pablos I, et al. Alergenicidade semelhante a diferentes espécies de Artemisia é consequência de moléculas altamente reativas cruzadas semelhantes a Art v 1. Medicina (Kaunas). 2019;55(8).
Alergia ao pólen de Artemisia na China: diagnóstico por componentes revela que pacientes com asma alérgica apresentam sensibilização significativa a múltiplos alérgenos
Reconhecimento imunológico de novas isoformas e domínios do principal alérgeno do pólen de artemísia, Art v 1
Direcionamento da dobra estabilizada por cisteína do Art v 1 para imunoterapia da alergia ao pólen de Artemisia
• Zabel M, et al. Os epítopos de IgE do Art v 1 de pacientes e camundongos humanizados são conformacionais. J Allergy Clin Immunol. 2022;150(4):920–930. O estudo relata um novo epítopo de ligação de anticorpos na região rica em poliprolina do Art v 1, que pode ser útil no projeto de vacinas de epítopos de células B.
Epítopos de carboidratos atualmente reconhecidos como alvos de anticorpos IgE
A resposta de células T ao Art v 1, o principal alérgeno do pólen de artemísia, é dominada por um epítopo
A apresentação de antígeno do epítopo imunodominante de células T do principal alérgeno do pólen de artemísia, Art v 1, está associada à expressão de HLA-DRB1 *01
Análise molecular e funcional do receptor de antígeno de linfócitos T auxiliares específicos para Art v 1
Estudo de teste cutâneo GA(2)LEN II: relevância clínica de sensibilizações a alérgenos inalantes na Europa
Perfil proteômico da erva-de-santa-maria (febre-febril), uma fonte negligenciada de alérgenos polínicos
A biologia funcional dos alérgenos do amendoim e possíveis ligações com sua alergenicidade
• Petersen A, et al. Defensinas do amendoim: novos alérgenos isolados de extrato lipofílico de amendoim. J Allergy Clin Immunol. 2015;136(5):1295–301 e1–5. As defensinas do amendoim Ara h 12 e Ara h 13 mostraram ligação de IgE predominantemente em pacientes alérgicos ao amendoim com reações graves. Foi demonstrada atividade antifúngica distinta, mas nenhuma atividade antibacteriana, para as defensinas do amendoim.
Relevância alergênica de proteínas de transferência de lipídios inespecíficas 2: identificação e caracterização do Api g 6 de aipo-tuberosa como representante de uma nova família de proteínas de ligação a IgE
•• Wangorsch A, et al. Identificação de uma defensina como novo alérgeno na raiz de aipo: Api g 7 como um elo perdido no diagnóstico da alergia ao aipo? Allergy. 2021. Este é o primeiro estudo publicado confirmando a reatividade cruzada de IgE entre Art v 1 e uma defensina alimentar em pacientes alérgicos ao aipo-rábano. Api g 7 é útil para o diagnóstico de alergia e pode ser a molécula causadora envolvida na síndrome aipo-artemísia-especiarias.
Codina R, et al. Purificação e caracterização de um alérgeno da casca de soja responsável pelos surtos de asma em Barcelona. II. Purificação e sequenciamento do alérgeno Gly m 2. Clin Exp Allergy. 1997;27(4):424–30.
Sensibilização ao pólen de girassol: apenas uma alergia ocupacional?
Papel do arcabouço polipeptídico e modificações pós-traducionais na reatividade cruzada do Art v 1, o principal alérgeno do pólen de artemísia
• Ukleja-Sokolowska N, et al. Reação anafilática em paciente alérgico a manga. Allergy Asthma Clin Immunol, 2018;14:78. Relato de caso de reação anafilática após consumo de manga associada à sensibilização ao Art v 1, demonstrada por testes de inibição.
Alergia à semente de girassol
Anafilaxia em crianças chinesas com sensibilização a pólen: desencadeadores, apresentação clínica e manejo agudo
Anafilaxia à manga e reatividade cruzada com pólen de Artemisia vulgaris
Reação anafilática ao alho jovem
Alergia à mostarda confirmada por desafios alimentares duplo-cegos controlados por placebo: características clínicas e reatividade cruzada com pólen de artemísia e alimentos de origem vegetal
A proteína de transferência de lipídios do repolho Bra o 3 é um alérgeno importante responsável pela reatividade cruzada entre alimentos vegetais e pólen
Síndromes pólen-alimento associadas à polinose por ervas daninhas: uma atualização do ponto de vista molecular
Reatividade cruzada entre aeroalérgenos e alérgenos alimentares
Gao ZS, et al. Alergia ao pêssego na China: um papel dominante da proteína de transferência de lipídios do pólen de artemísia como sensibilizador primário. J Allergy Clin Immunol. 2013;131(1):224–6 e1–3.
Wuthrich B, Hofer T. [Alergia alimentar: a síndrome aipo-artemísia-especiarias. Associação com alergia à manga?]. Dtsch Med Wochenschr. 1984;109(25):981–6.
Leitner A, et al. Alérgenos em pimenta e páprica. Investigação imunológica da síndrome aipo-bétula-artemísia-especiarias. Allergy. 1998;53(1):36–41.
Alergia alimentar e sensibilização por IgE causadas por especiarias: dados do CICBAA (com base em 589 casos de alergia alimentar)
Alergia a especiarias em pacientes sensíveis ao aipo
A reatividade cruzada de IgE entre pólen de bétula, pólen de artemísia e aipo deve-se a pelo menos três alérgenos de reação cruzada distintos: investigação por immunoblot da síndrome bétula-artemísia-aipo
Alergia ao aipo associada à polinose por bétula e artemísia
Influência do processamento de alimentos na alergenicidade do aipo: DBPCFC com especiaria de aipo e aipo cozido em pacientes com alergia ao aipo
Um caso de reação anafilática ao chá de camomila em um paciente com polinose por artemísia
Conjugação do alérgeno de artemísia tipo selvagem e hipoalergênico Art v 1 à flagelina induz IL-10-DC e suprime respostas TH2 específicas ao alérgeno in vivo
Prevenção de alergia por nanopartículas semelhantes a vírus (VNP) que entregam versões protegidas de alérgenos principais em um modelo murino humanizado de alergia
Uma vacina recombinante à base de proteína Art v 1 adjuvada com pólen de Artemisia vulgaris trata rinite alérgica e asma brônquica usando regimes de imunoterapia ultrarrápida pré e co-sazonal em camundongos sensibilizados