Die molekulare Allergologie ist ein hochmoderner Ansatz zum Nachweis von Sensibilisierungen, bei dem konkrete Einzelallergenkomponenten zur Bestimmung des allergensspezifischen IgE anstelle der traditionell verwendeten Allergenextrakte verwendet werden. Bei den molekularen Komponenten handelt es sich um rekombinante Proteine, die ein höheres Maß an Standardisierung als Allergenextrakte bieten und eine genauere Identifizierung von IgE-Sensibilisierungen ermöglichen.

DAS PROBLEM

Traditionell wird bei Allergietests in der Tiermedizin ein Allergenextrakt auf eine ELISA-Platte gegeben, um das Serum zu inkubieren, und dann ein Reagenz verabreicht, das Immunglobin E (IgE) erkennt. Die daraus resultierende Farbreaktion zeigt an, wie viel IgE vorhanden ist. Diese Technik, die von veterinärmedizinischen Labors in der ganzen Welt verwendet wird, hat sich seit Jahrzehnten nicht verändert.

Die Ergebnisse können jedoch je nach verwendetem Extrakt beträchtlich schwanken, und es kann zu falsch-negativen Ergebnissen kommen, wenn die klinisch relevanten Proteinallergenkonzentrationen nicht ausreichen. Der Haushaltsstaubmilbenextrakt, ein häufiges Allergen bei Haustieren, wird beispielsweise durch Zerkleinern der Milbe, Hinzufügen von Lösungsmitteln zur Freisetzung der allergenen Proteine und Reinigen derselben hergestellt.

Die Hausstaubmilbe enthält mehr als 10.000 Proteine, aber nur etwa 40, die eine allergische Reaktion auslösen, werden erkannt. Das bedeutet, dass bei der Auswertung eines Extrakts nur ein geringer Prozentsatz der allergieauslösenden Proteine messbar ist, insbesondere wenn das Haustier einen niedrigen IgE-Spiegel gegen ein bestimmtes Allergen aufweist. Dies kann leicht zu einem falsch negativen Ergebnis führen. Außerdem können die Extrakte nicht nur von Labor zu Labor, sondern auch von Allergen zu Allergen variieren, so dass die Ergebnisse schwer reproduzierbar sind.

DIE LÖSUNG

Um präzisere und aussagekräftigere Informationen zu erhalten, werden Tests benötigt, die jedes einzelne allergene Protein identifizieren. Anstatt auf die Hausstaubmilbe (oder ein bestimmtes Allergen) als Ganzes zu testen, werden Techniken benötigt, mit denen diejenigen spezifischen Proteine ermittelt werden können, die eine allergische Reaktion auslösen. Humanmediziner nutzen die molekulare Allergologie, um genau diejenigen Allergene zu bestimmen, die Probleme verursachen, damit sie ihren Patienten eine bessere Behandlung bieten können.
Macro Array Diagnostics hat den Allergy Explorer (ALEX) auf den Markt gebracht, der auf der Grundlage eines Testpanels aus Allergenextrakten und molekularen Allergenen ein Sensibilisierungsprofil für Menschen erstellt. Seit der Gründung im Jahr 2016 hat das Unternehmen zwei Generationen des ALEX vorgestellt und bietet damit ein Panel, das nahezu 100 % der weltweit relevanten Allergene abdeckt. Es hat auch den Food Xplorer (FOX) entwickelt, um IgG-vermittelte Nahrungsmittelunverträglichkeiten zu erkennen.

DIE INNOVATION

Nachdem ich selbst von Allergien betroffen war und mit Hilfe der molekularen Allergologie getestet wurde, war ich der Meinung, dass diese Technologie für die Veterinärmedizin von großem Nutzen sein könnte.

Dies führte zu einer Partnerschaft zwischen Nextmune und Macro Array Diagnostics, um den Pet Allergy Xplorer (PAX) zu entwickeln, den ersten kommerziellen serologischen IgE-spezifischen Test, der Allergenextrakte und molekulare Komponenten verwendet, um festzustellen, welche Allergene Haustiere betreffen.
Die Vorteile umfassen:

• Verbesserte Reproduzierbarkeit – Ein hochmoderner Roboter setzt jeden ELISA-Testarray zusammen und bietet eine einheitliche Produktionsmethode, die die derzeitige Reproduzierbarkeit der ELISA-Plattenherstellung übertrifft. Darüber hinaus wird ein Standardisierungsverfahren zur Herstellung der Allergenextrakte verwendet, was die Reproduzierbarkeit verbessert.
• Erhöhte Datenmenge – Übliche Allergietests über Serum liefern etwa 90 Ergebnisse, und intradermale Tests liefern etwa 60 bis 80 Ergebnisse. Die PAX-Kartusche kann 300 Positionen erfassen - 100 davon sind Extrakte und 200 sind molekulare Komponenten.
• Automatisierte Technologie – Während des gesamten Prozesses werden Roboter eingesetzt, was menschliche Fehler verringert. Die Microarray-Punkte werden bei der Plattenherstellung von einem Roboter verteilt. Außerdem pipettiert ein Roboter das Serum während des Testdurchlaufs. In die PAX-Kartusche sind Kontrollen eingebaut, um sicherzustellen, dass die Probe genügend IgE für den Test enthält. Diese Kontrollen zeigen auch an, ob die Kartusche richtig verwendet wird.
• Optimierte Behandlung – Die genaueren und sensitiveren Ergebnisse, die PAX liefert, erhöhen die Chancen auf eine effiziente Hyposensibilisierungstherapie, die dem Tier mehr Linderung verschafft.
• Verbesserte Erkennung von Kreuzreaktivität – Die Verwendung von Allergenextrakten und molekularen Komponenten in einem Test hilft, allergene Kreuzreaktionen zu erkennen.
• Abgeklärte Mehrfachsensibilisierung – Wenn multiple Allergene eine Reaktion auslösen, hilft PAX bei der Identifizierung der Hauptverantwortlichen.
• Individualisierte Ergebnisse – Die Ergebnisse, die dem Tierarzt übermittelt werden, sind spezifisch für die Region, in der das Tier lebt, sowie für die Tierart.
• Verbesserte Messgenauigkeit – PAX verwendet einen einzigen gut charakterisierten monoklonalen Anti-IgE-Antikörper zum Nachweis von Tier-IgE und gewährleistet damit eine Nachweisgrenze. PAX verwendet außerdem eine Technologie zur Blockierung kreuzreaktiver Kohlenhydrat-Determinanten (CCD). In manchen Fällen binden sich CCDs an IgE-Rezeptoren, was zu falsch positiven Ergebnissen führt. Die PAX-Technologie verwendet einen Blocker, der diese Bindung blockiert. Allergietests, die keine CCD-Blocker verwenden, identifizieren zahlreiche Allergene, von denen viele klinisch nicht relevant sind. Mit dieser Technologie wird sichergestellt, dass nur die relevanten Allergene identifiziert werden, um Missverständnisse zu vermeiden.
• Permanente Entwicklung – Die Kartuschen enthalten derzeit die allergenen Bestandteile und Extrakte, die nach dem aktuellen Stand der Forschung klinisch relevant sind. Im Zuge der Datenerhebung durch Tests könnten weitere allergene Komponenten entdeckt werden. Wenn beispielsweise ein Extrakt weiterhin positiv ist, während die einzelnen molekularen Komponenten negativ sind, muss ermittelt werden, ob eine weitere, nicht identifizierte Komponente vorhanden ist oder eine Kreuzreaktivität vorliegt. Diese Daten werden uns helfen, Moleküle zu charakterisieren, die in zukünftigen Versionen berücksichtigt werden sollten, was die Forschung auf dem Gebiet der Haustierallergien revolutionieren wird.

Nextmune ist das einzige tiermedizinische Diagnostiklabor, das derzeit die molekulare Allergologie einsetzt. Dieser Test der nächsten Generation wird es Tierärzten ermöglichen, allergische Haustiere noch genauer und zuverlässiger zu diagnostizieren, um Behandlungsstrategien zu optimieren. Die erste Markteinführung für Hunde ist für Januar 2023 geplant, gefolgt von Tests für Katzen und Pferde.

Thierry Olivry, DrVet, PhD, DipECVD, DipACVD, Wissenschaftlicher Berater und Projektleiter
Dr. Olivry ist Absolvent der Universität von Toulouse, Frankreich. Er absolvierte eine Fachtierarztausbildung in der Dermatologie und promovierte in vergleichender Pathologie an der UC Davis und ist Diplomate von ACVD und ECVD. Dr. Olivry verbrachte den größten Teil seiner Karriere als klinisch-wissenschaftlicher Mitarbeiter an der NC State University, wo er allergische und autoimmune Hauterkrankungen erforschte, und lebt jetzt in Riga, Lettland.