Verbund

ABROGATE - Neuartige Diagnose und Behandlung von Nahrungsmittelallergien

Nahrungsmittelallergien treten vermehrt auf und gehen nicht nur mit einer großen Einschränkung der Lebensqualität einher, sondern können auch lebensbedrohliche anaphylaktische Reaktionen hervorrufen. Die zuverlässige Diagnose einer allergischen Überempfindlichkeit gegenüber bestimmten Lebensmitteln ist derzeit nur mit einem aufwendigen Nahrungsmittelprovokationstest durchführbar. Hierbei werden geringe Mengen eines Allergens verabreicht, um herauszufinden, ob und wie stark die betroffene Person darauf reagiert. Außerdem gibt es bislang nur wenig Möglichkeiten zur Behandlung von Nahrungsmittelallergien. Betroffene können meist nur konsequent die Nahrungsmittel meiden, gegen die sie allergisch sind.

Ziel des ABROGATE Verbundes ist es, neuartige Lösungen zur Diagnose und Behandlung für Menschen mit allergischer Überempfindlichkeit gegen Lebensmittel zu finden. Hierzu soll in Kohortenstudien die Interaktion verschiedener allergieregulierender Faktoren, wie Umweltexposition, Barrierefunktion von Haut- und Schleimhautoberflächen, die Zusammensetzung des Mikrobioms sowie angeborene und adaptive Immunantworten analysiert werden, um Unverträglichkeitsmechanismen und neue Diagnose-Biomarker zu identifizieren. Diese Analysen erlauben außerdem eine Einteilung der betroffenen Personen in spezifische Subgruppen, sogenannte Krankheitsendotypen, was einen personalisierten Diagnose- und Behandlungsansatz ermöglichen soll. Zur Verbesserung von bestehenden Behandlungsansätzen soll in einer humanen Interventionsstudie bei Patienten mit pollenassoziiertem oralen Allergiesyndrom die Auswirkung einer probiotischen Nahrungsmittelergänzung auf den Erfolg einer Allergen-Immuntherapie untersucht werden.

Langfristig könnte durch die Ergebnisse des ABROGATE Verbundes eine endotypspezifische Diagnostik von Nahrungsmittelallergien etabliert werden, die die bestehende Diagnose durch einen Nahrungsmittelprovokationstest erweitern oder gar ersetzen könnte. Zum anderen könnte eine allergenspezifische Immuntherapie durch Erkenntnisse zum Einsatz von Probiotika weiterentwickelt werden.

Teilprojekte

Stratifizierung von Patienten mit Weizenallergie, Mechanismen und Biomarkeridentifizierung

Förderkennzeichen: 01EA2106A
Gesamte Fördersumme: 835.251 EUR
Förderzeitraum: 2021 - 2024
Projektleitung: Prof. Dr. Carsten Schmidt-Weber
Adresse: Klinikum rechts der Isar der Technischen Universität München
Ismaninger Str. 22
81675 München

Stratifizierung von Patienten mit Weizenallergie, Mechanismen und Biomarkeridentifizierung

In den letzten Jahrzehnten hat die Prävalenz allergischer Erkrankungen, einschließlich Nahrungsmittelallergien, stetig zugenommen. Nahrungsmittelallergien entstehen durch Verträglichkeitsverlust entweder im Darm oder in anderen Oberflächenorganen wie der Haut. Das Ziel von ABROGATE ist die Bekämpfung von Lebensmittelallergien basierend auf der Entwicklung neuer diagnostischer und therapeutischer Ansätze. Die anstrengungs-getriggerte Weizenanaphylaxie (WDEIA) ist eine häufige Form der IgE-vermittelten Weizenallergie. Ziel von TP3 ist es, die zugrundeliegenden Mechanismen der allergischen Sensibilisierung und die Veranlagung zu verstehen, die bei Patienten mit WDEIA zu den unterschiedlichen Immunantworten führen. Verschiedene Patientengruppen werden auf ihre Barrierefunktion in Haut und Darm, die lokale Bakterien-Besiedelung, die Aufnahme von Weizeneiweißen durch Darm und Haut und die Allergenität von Weizeneiweißen untersucht. TP5 konzentriert sich auf die Analyse von Proben aus verschiedenen Patientenkohorten dieses Konsortiums für die Entwicklung eines Serum-Biomarker-Scores zur Charakterisierung und Diagnose von Patienten mit Nahrungsmittelallergien. Bereits vorhandene Biobank-Patientenproben des Konsortiums werden auf miRNA-, Protein- und Lipidebene getestet. Die Mechanismen der einzelnen Biomarker werden untersucht, um verschiedene Nahrungsmittelallergie-assoziierte Entzündungsmuster zu differenzieren. Ziel von TP5 ist es, den Typ der Nahrungsmittelallergie mittels eines einfachen Bluttests auf die hier identifizierten Serum-Biomarker-Scores zu diagnostizieren. Um Synergien zwischen den Projektpartnern maximal nutzen zu können und optimale Kommunikationsstrukturen sowohl innerhalb des Konsortiums als auch außerhalb mit der Öffentlichkeit und Patienten zu ermöglichen, wird das ABROGATE-Projekt durch ein spezielles Teilprojekt für Management, Öffentlichkeitsarbeit und Patienteneinbindung (TP7) unterstützt.

Nahrungsmittelallergien und nicht IgE-vermittelten Unverträglichkeiten bei Kindern im bäuerlichen Umfeld und Erwachsenen (Teilprojekte 1 und 2)

Förderkennzeichen: 01EA2106B
Gesamte Fördersumme: 559.038 EUR
Förderzeitraum: 2021 - 2024
Projektleitung: Prof. Dr. Erika von Mutius
Adresse: Helmholtz Zentrum München Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH) - IAP
Ingolstädter Landstr. 1
85764 Oberschleißheim

Nahrungsmittelallergien und nicht IgE-vermittelten Unverträglichkeiten bei Kindern im bäuerlichen Umfeld und Erwachsenen (Teilprojekte 1 und 2)

In den letzten Jahrzehnten hat die Prävalenz allergischer Erkrankungen, einschließlich Nahrungsmittelallergien, stetig zugenommen. Dabei spielen Umwelt- und Lebensstilfaktoren vor dem Hintergrund der individuellen genetischen Prädisposition eine wichtige Rolle. Gen-Umwelt-Interaktionen, die über epigenetische Mechanismen vermittelt werden, können ebenfalls zur Entstehung von Nahrungsmittelallergien beitragen. Kinder, die in bäuerlicher Umgebung aufwachsen, haben ein erheblich verringertes Risiko, an allergischen Atemwegserkrankungen wie Heuschnupfen und Asthma zu leiden. Dieser Schutz bezieht sich auf inhalative und orale Wege der mikrobiellen Exposition in Tierställen und unverarbeiteter Kuhmilch, die wiederum die mikrobielle Zusammensetzung des Nasen- und Darmmikrobioms beeinflussen und dadurch den Schutzeffekt des Bauernhofs vermitteln. Über die Risikominderung der Nahrungsmittelsensibilisierung und -allergie ist wenig bekannt. Das Ziel von Teilprojekt 1 ist deshalb, relevante Umweltexpositionen, Lebensstilfaktoren und beteiligte immunologische, genomische und genetische Mechanismen zu identifizieren, die mit Schutz vor Lebensmittelallergien und Nicht-IgE-Unverträglichkeiten bei Kindern einhergehen. Ziel von Teilprojekt 2 ist es, Umwelt- und Lebensstilfaktoren sowie genetische und epigenetische Risikovarianten im Zusammenhang mit Nahrungsmittelallergien bei Erwachsenen zu identifizieren. Die relevanten Faktoren werden mit den Ergebnissen eines doppelblinden, Placebo-kontrollierten Provokationstests zusammengeführt um neue, individualisierte Risikoprädiktionsmodelle zu entwickeln, die es erlauben Nahrungsmittelallergien von nicht immunologisch vermittelten Intoleranzen abzugrenzen. Diese Erkenntnisse können in Zukunft zur Entwicklung neuartiger Präventionsstrategien beitragen.

Stratifizierung von Patienten mit Weizenallergie (Teilprojekt 3)

Förderkennzeichen: 01EA2106C
Gesamte Fördersumme: 93.162 EUR
Förderzeitraum: 2021 - 2024
Projektleitung: Prof. Dr. Katharina Scherf
Adresse: Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Angewandte Biowissenschaften, Abteilung Bioaktive und Funktionelle Lebensmittelinhaltsstoffe
Adenauerring 20a
76131 Karlsruhe

Stratifizierung von Patienten mit Weizenallergie (Teilprojekt 3)

Die anstrengungs-getriggerte Weizenanaphylaxie (WDEIA) ist eine häufige Form der IgE-vermittelten Weizenallergie. Nahrungsmittelallergien entstehen durch Verträglichkeitsverlust entweder im Darm oder in der Haut. Wir können WDEIA-Patienten einteilen in jene, die ihre Sensibilisierung im Darm (WDEIADarm) und in solche, die sie über die Haut erworben haben (WDEIAHaut). Letztere zeichnen sich durch ein besonderes Sensibilisierungsprofil aus. Ziel ist es, die zugrundeliegenden Mechanismen der allergischen Sensibilisierung und die Veranlagung zu verstehen, die bei Patienten mit WDEIA zu den unterschiedlichen Immunantworten führen. Zu diesem Zweck werden Patienten in vier Personengruppen eingeteilt: 1) allergische WDEIADarm; 2) allergische WDEIAHaut; 3) Nicht-Allergische mit Sensibilisierung (IgE); und 4) Nicht-Allergische ohne Sensibilisierung. Diese Gruppen werden auf ihre Barrierefunktion in Haut und Darm, die lokale Bakterien-Besiedelung, die Aufnahme von Weizeneiweißen durch Darm und Haut und die Allergenität von Weizeneiweißen weiter untersucht. Vom KIT werden hierzu gut definierte und charakterisierte Weizeneiweißfraktionen isoliert und zur Verfügung gestellt, um die jeweils am stärksten allergen wirkenden Fraktionen zu identifizieren. Dies wird ergänzt durch die Bestimmung der Weizenallergene in biologische Proben, um die Barrierefunktion des Darms bzw. der Haut und deren Veränderung zu vergleichen. In enger Kooperation mit den Verbundpartnern werden Proben zur Erkennung von Biomarkern (Teilprojekt 5) und individuelle Bakterienbesiedlung (Teilprojekt 6) gewonnen und die Ergebnisse mit denen von Teilprojekt 1 und Teilprojekt 2 verglichen. Gemeinsam wird nach Hinweisen für die Veranlagung und Widerstandsfähigkeit gegenüber Nahrungsmittelallergien gesucht, die es ermöglichen, gefährdete Personen und Vorbeugungsmöglichkeiten besser zu erkennen.

Sublinguale spezifische Immuntherapie für birkenpollenassoziierte Nahrungsmittelallergien (TP 4)

Förderkennzeichen: 01EA2106D
Gesamte Fördersumme: 395.400 EUR
Förderzeitraum: 2021 - 2024
Projektleitung: PD Dr. Adam Chaker
Adresse: Klinikum rechts der Isar der Technischen Universität München, HNO-Klinik und Zentrum für Allergie und Umwelt
Ismaninger Str. 22
81675 München

Sublinguale spezifische Immuntherapie für birkenpollenassoziierte Nahrungsmittelallergien (TP 4)

ABROGATE untersucht genetische und umweltbezogene Einflüsse auf Lebensmittelallergien und berücksichtigt hierbei insbesondere die Rolle des Mikrobioms. Die Birkenpollenassoziierte Lebensmittelallergie (englisch: Pollen Food Syndrome, PFS) ist die häufigste Lebensmittelallergie und betrifft ca. 70 % aller Birkenpollenallergiker in Europa. Während für Heuschnupfen und Asthma die spezifische Allergen-Immuntherapie (früher Hyposensibilisierung) durch stetige Optimierungen etabliert und gut belegt ist, fehlt für die Lebensmittelallergie bisher eine derartige kausale, wirksame und sekundär präventive Therapieform. In diesem Teilprojekt 4 sollen die avisierten Grundlagenerkenntnisse aus ABROGATE in einem translationalen Ansatz in eine realisierbare klinische Anwendung überführt werden und in einer doppelblind-placebokontrollierten Therapiestudie der Effekt einer probiotischen Mikrobiomintervention während einer spezifischen Immuntherapie bei Patienten mit PFS untersucht werden. Neben patientenbezogenen Ergebnismaßen, Symptomen und krankheitsassoziierter Lebensqualität werden zudem epitheliale Grenzflächen, das Immunsystem und das Darmmikrobiom der Studienteilnehmer sowie minimal-invasive Biomarker im Konsortium untersucht. Diagnostische Provokationstestungen auch in angrenzenden Indikationen erlauben einen Abgleich mit anderen Teilprojekten innerhalb ABROGATE. Dieses Projekt ist daher zugleich translationale klinische Referenz- und Biomarkerstudie und ermöglicht multiple Vernetzungssynergien im Konsortium.

Mikrobiom-Signaturen für die diagnostische und therapeutische Anwendung bei Lebensmittelallergien (Teilprojekt 6)

Förderkennzeichen: 01EA2106E
Gesamte Fördersumme: 395.696 EUR
Förderzeitraum: 2021 - 2024
Projektleitung: Prof. Dr. Dirk Haller
Adresse: Technische Universität München, TUM School of LIFE Sciences, Lehrstuhl für Ernährung und Immunologie
Gregor-Mendel-Str. 2
85354 Freising

Mikrobiom-Signaturen für die diagnostische und therapeutische Anwendung bei Lebensmittelallergien (Teilprojekt 6)

In diesem Teilprojekt sollen mikrobielle Risikosignaturen identifiziert werden, die im Zusammenhang mit Nahrungsmittelallergien stehen. Zunächst werden bereits bestehende Bakterienprofile aus einer prospektiven Kohorte (KORA) stratifiziert, die sich auf Personen mit (Lebensmittel-)Allergien konzentriert, und mit einer Kontrollpopulation (Teilprojekt 2) verglichen. In dieser Population werden Stuhlproben von Probanden mit und ohne nahrungsmittelspezifische Sensibilisierung analysiert, um deren bakterielle Zusammensetzung und Funktionalität zu charakterisieren. In einem weiteren Schritt wird das Darmmikrobiom in einer spezifischen Patientenkohorte mit einer definierten Nahrungsmittelallergie, der weizenabhängigen Belastungsinduzierten Anaphylaxie (WDEIA), charakterisiert. Dieser Ansatz wird einen spezifischeren Einblick in prognostische oder diagnostische mikrobielle Signaturen für Nahrungsmittelallergien geben. Mittels Shotgun-Metagenomanalyse wird versucht, relevante funktionelle Signaturen zu identifizieren, die den Übergang zwischen sensibilisierten und allergischen Personen spezifizieren (Teilprojekt 3). Um die Dynamik der Adaptation des Darmmikrobioms als Reaktion auf die Immuntherapie besser zu verstehen, werden longitudinal gesammelte Stuhlproben nach oraler Birken-Immuntherapie analysiert (Teilprojekt 4). Ziel ist es, Mikrobiomsignaturen für die diagnostische Profilierung von Lebensmittelallergien zu identifizieren und zu validieren und eine Grundlage für die Auswahl spezifischer Bakterienarten oder -konsortien zu erarbeiten, die für eine therapeutische Intervention bei sensibilisierten und/oder allergischen Individuen geeignet sind.

Nahrungsmittelallergie und nicht IgE-vermittelte Nahrungsmittelintoleranz in einer populationsbasierten Kohorte (Teilprojekt 2)

Förderkennzeichen: 01EA2106F
Gesamte Fördersumme: 208.386 EUR
Förderzeitraum: 2021 - 2024
Projektleitung: Prof. Dr. Claudia Traidl-Hoffmann
Adresse: Universitätsklinikum Augsburg
Stenglinstr. 2
86156 Augsburg

Nahrungsmittelallergie und nicht IgE-vermittelte Nahrungsmittelintoleranz in einer populationsbasierten Kohorte (Teilprojekt 2)

KORA FF4 ist eine große, populationsbasierte Kohorte (n=2279), aus der mehrere Jahrzehnte Gesundheits- und Krankheitsgeschichte, Daten zu Umwelt- und Lebensstilfaktoren, (epi-)genomweite Daten und das Darmmikrobiom zur Verfügung stehen. Es wird eine groß angelegte Meta-Analyse genomweiter Assoziationsstudien zu Nahrungsmittelallergien durchgeführt, um neue genetische Risikovarianten zu identifizieren (AP1). Darüber hinaus werden spezifische Veränderungen im Methylom, die mit Nahrungsmittelallergien assoziiert sind, anhand wiederholter Messungen in Leukozyten identifiziert. Epidemiologische Studien werden häufig durch eine hohe Prävalenz selbst wahrgenommener Nahrungsmittelallergien erschwert. In AP2 wird daher das spezifische Serum IgE-Profil derjenigen KORA Teilnehmer, die Nahrungsmittelallergien angegeben hatten, bestimmt, und eine Teilstichprobe wird eingeladen, an einer doppelblinden, placebokontrollierten Nahrungsmittelprovokation teilzunehmen. Das Serum wird vor und nach der Provokation einer Metabolom-, miRNA- und Zytokinanalyse unterzogen. Eine Stuhlprobe ebenfalls wird zu Beginn der Studie und nach Provokation gewonnen und für die Mikrobiomanalyse aufbereitet. In AP3 werden die Ergebnisse aus den APs 1+2 integriert: Ziel ist es, eine molekulare und metabolische Signatur von Nahrungsmittelallergien zu identifizieren, um Einblicke in die Pathophysiologie zu gewinnen und Nahrungsmittelallergien von überlappenden Entitäten wie anderen Erkrankungen des Atopiespektrums und nicht IgE-vermittelten Nahrungsmittelunverträglichkeiten zu unterscheiden. Übergeordnetes Ziel des Teilprojekts ist es, die individualisierte Vorhersage von Nahrungsmittelallergien und allergischer Multimorbidität bei Erwachsenen auf der Grundlage von polygenen Risikoscores, epigenetischen Modifikationen sowie Umwelt- und Lebensstilfaktoren zu verbessern und neue, individualisierte Risiko-prädiktionsmodelle zu entwickeln.

Öffentlichkeitsarbeit und Patienteneinbindung (Teilprojekt 7)

Förderkennzeichen: 01EA2106G
Gesamte Fördersumme: 59.225 EUR
Förderzeitraum: 2021 - 2024
Projektleitung: Dipl. Oec. troph. Sonja Lämmel
Adresse: Deutscher Allergie- und Asthmabund e.V.
An der Eickesmühle 15-19
41238 Mönchengladbach

Öffentlichkeitsarbeit und Patienteneinbindung (Teilprojekt 7)

Das Ziel von ABROGATE ist die Bekämpfung von Lebensmittelallergien basierend auf der Entwicklung neuer diagnostischer und therapeutischer Ansätze. Das ABROGATE-Konsortium besteht aus neun Projektpartnern und verfügt über robuste und einzigartige Ressourcen, bevölkerungsrepräsentative und krankheitsspezifische Kohorten mit einer Fülle von Metainformationen. Fundierte epidemiologische Studien, hypothesengenerierende Ansätze und detaillierte molekulare und funktionelle Analysen sowie Interventionsstudien werden in der Entwicklung dieser neuen diagnostischen und therapeutischen Ansätze eingesetzt. Aus diesem Grund werden die Projektpartner über ihre Teilprojekte hinaus eng verzahnt miteinander kooperieren. Um Synergien zwischen den Projektpartnern maximal nutzen zu können und optimale Kommunikationsstrukturen sowohl innerhalb des Konsortiums als auch außerhalb mit der Öffentlichkeit und Patienten zu ermöglichen, wird das ABROGATE-Projekt durch ein spezielles Teilprojekt für Management, Öffentlichkeitsarbeit und Patienteneinbindung (Teilprojekt 7) unterstützt. Zur Patienteneinbindung werden Fragebögen entwickelt, um nach spezifischer Rückmeldung der Patienten eventuelle Anpassungen oder Verbesserungen in verschiedenen Teilprojekten des ABROGATE-Konsortium zu ermöglichen, sowie um die Ergebnisse und den Erfolg der Studien aus Sicht der Patienten zu evaluieren. Die Kommunikation der Forschungsergebnisse an die breite Öffentlichkeit wird unter anderem durch die Erstellung einer Website, auf der Befragungsergebnisse und relevante Resultate aller Projektpartner vorgestellt werden, ermöglicht.