Identification of plantago lanceolata pollen allergens using an immunoproteomic approach

ABSTRACT

Background: Airborne Plantago pollen triggers respiratory allergies in Mediterranean countries. Objectives: We aimed to study sensitization in patients with seasonal respiratory allergy and identify proteins of Plantago lanceolata pollen that could be responsible for hypersensitivity reactions in sensitized patients. We also determined the airborne pollen concentration of Plantago species from 2004 to 2011. Methods: IgE-binding proteins were analyzed and characterized using 1D and 2D gel electrophoresis and immunoblotting with sera from individuals sensitized to P lanceolata pollen extracts, mass spectrometry analysis, and protein data mining. We used aerobiological methods to study airborne pollen. Results: P lanceolata pollen accounts for 3% of the annual pollen spectrum in the air of Porto. Of a total of 372 patients, 115 (31%) showed specific IgE levels to P lanceolata pollen extracts. All sera from P lanceolata –allergic patients recognized 8 prominent groups of IgE-reactive allergens. Separation of proteins using 2D gel electrophoresis followed by identification with mass spectrometry revealed the presence of other IgE-reactive components that could be involved in sensitization. Conclusions: We detected proteins in P lanceolata pollen extracts that, to our knowledge, have not yet been studied and could worsen sensitization to this weed pollen species. The proteins identified were involved in a variety of cellular functions. By applying 2D electrophoresis and immunoblotting with a pool of 2 sera from different P lanceolata -allergic patients, we obtained a more detailed characterization of the P lanceolata allergen profile (AU)

RESUMEN

Antecedentes El polen de Plantago provoca alergia respiratoria en los países mediterráneos. Objetivos: El objetivo de este estudio fue analizar las sensibilizaciones de pacientes con alergia estacional e identificar las proteínas de polen de Plantago lanceolata que puedan ser responsables de las reacciones de hipersensibilidad en pacientes sensibles. Adicionalmente determinamos la concentración de polen de Plantago spp en el aire, en los años 2004-2011. Métodos: Las proteínas que se unen a la IgE fueron analizadas y caracterizadas a través de electroforesis en gel 1-D y 2-D e inmunobloting con suero de pacientes sensibilizados al polen de P. lanceolata . Se analizó mediante espectrometría de masas el contenido en las proteínas y se aplicaron métodos aerobiológicos para estudiar el espectro de polen en el ambiente. Resultados: En cuanto a los resultados obtenidos, el polen de P. lanceolata representa el 3% del espectro de polen anual en la atmósfera de Oporto. De los 372 pacientes, el 31% presentaban IgE específica frente al polen de P. lanceolata. Todos los sueros de los pacientes alérgicos a P. Lanceolata reconocían los ocho grupos prominentes de alérgenos reactivos a IgE. La separación de proteínas mediante electroforesis en gel 2-D, seguida de la espectrofotometría de masas permitieron identificar en el polen la presencia de otros componentes IgE reactivos que podrían estar implicados en la sensibilización de estos pacientes. Conclusiones: En conclusión, este estudio muestra la presencia de proteínas en el polen de P. Lanceolata que hasta ahora no habían sido estudiadas y que pueden intervenir en la sensibilización a éste polen. Se detectaron proteínas involucradas en una gran variedad de funciones celulares. Mediante las técnicas aplicadas en este estudio, entre ellas el inmunobloting, nos permite realizar una detallada caracterización del perfil alergénico del polen de P. lanceolata (AU)