La régulation de l'homéostasie intestinale est de la plus haute importance en raison de la constante exposition de l'intestin aux antigènes alimentaires et à la flore commensale. La perturbation de la flore intestinale est souvent associée à diverses maladies telles que l'allergie, l'obésité et certaines maladies inflammatoires. La plupart des individus sont tolérant aux antigènes alimentaires et ne développe pas de réponse immunitaire sauf en cas de prédisposition génétique ou d'exposition à un environnement défavorable. La réponse allergique se caractérise par la production d'IgE stimulé par les lymphocytes Th2. Les symptômes allergiques sont très variés et affectent plusieurs parties de l'organisme. La plupart des travaux de recherche se sont focalisé jusqu'à présent sur le rôle des cellules de l'immunité adaptative dans le développement de l'allergie en sous-estimant le rôle majeur des cellules épithéliales et des cellules de l'immunité innée. L'objectif de ce projet est de comprendre comment les cellules épithéliales intestinales modulent la réponse immunitaire à distance vers la muqueuse pulmonaire ou la peau après stimulation allergique. L'ingestion de l'antigène associé à l'adjuvant de la toxine cholérique permet d'étudier la réponse allergique chez l'animal. Nous avons démontré sur ce modèle animal que l'absence de la kinase inhibitrice IKKb dans la voie de signalisation du facteur de transcription NF-kB altère la composition de la flore intestinal d'une part et transforme la réponse immunitaire inflammatoire au niveau pulmonaire et de la peau grâce à la présence d'IgA et de lymphocyte Th17 d'autre part. En adéquation avec les observations cliniques rapportées chez les patients allergiques (allergies alimentaires, asthme, dermatite atopique), nos résultats identifient IKKb dans la cellule épithéliale intestinale comme cible potentielle pour traiter les allergies alimentaires. De futurs efforts devront être faits pour développer de nouvelles stratégies thérapeutiques qui considèrent la muqueuse intestinale, la production d'IgA et l'importance des bactéries commensales dans le traitement des allergies. / Immune homeostasis is of paramount importance in the gastrointestinal tract, which is constantly exposed to ingested antigens and commensal microbiota. The gut microbiota can be perturbed by endogenous or exogenous factors and it is now established that microbial dysbiosis is associated with allergy, obesity, and inflammatory diseases. Ingestion of food antigens generally fails to promote brisk immune responses but rather results in a state of immune tolerance. However, aberrant immune responses can develop in individuals with a genetic predisposition. Food allergies are generally regarded as pathologic responses to food antigens mediated by excessive Th2 responses and antigen-specific IgE antibody responses. Clinical manifestations of food allergies are very broad and symptoms can affect different organs. While past research on allergy focused on the role of cells and molecules involved in adaptive immunity, epithelial cells lining the sites of antigen entry and innate immune responses have recently emerged as important players in allergy. This project was undertaken to understand the mechanisms employed by intestinal epithelial cells (IECs) to shape immune responses to allergens and influence allergic manifestations in distant mucosal sites such as the airways or the skin. Oral administration of food antigen with cholera toxin as adjuvant in experimental animals is a well-accepted model to study allergic sensitization to food antigens. Using this model, we show that a localized impairment of the canonical NF-κB pathway through deletion of IkB kinase (IKKβ) in IECs alters the gut microbiota during oral allergic sensitization and regulates the magnitude of allergic inflammatory responses at distant sites of the airway and the skin through enhancement of IgA Abs and Th17 responses. Consistent with the clinical observations linking atopic diseases (food allergy, allergic asthma, atopic dermatitis), our results identify IKKβ in IECs as a potential therapeutic target for treatment of food allergies and subsequent disease. They also suggest that future efforts for controlling allergic responses in the airways and the skin could include strategies that use the gut microbiota and promote IgA Ab responses and prevent IL-17 responses.

Asthma, hay fever and atopic dermatitis are complex diseases. Presumably, genetic factors that protected from infectious agents in the past do promote allergic disease in the absence of infectious agents. Linkage and candidate gene studies identified common as well as disease specific genetic determinants of atopic diseases. However, a large number of chromosomal regions and candidate genes were related to asthma and associated traits. International collaborations and meta analyses appear to be mandatory to identify the major genes for asthma and atopy. Also, gene-gene and gene-environment interaction analyses are of great importance to identify genetic risk factors for allergic diseases. Birth cohorts are particularly valuable since exposure to various environmental agents have been documented since early childhood. This work summarizes genetic and epidemiologic studies of the German Multicenter Allergy Study (MAS) that contributed significantly to our understanding of the development of asthma and allergy in childhood. This work summarizes candidate and linkage studies performed in the MAS-cohort and outlines early risk factors for allergic diseases in childhood that were observed in MAS-participants.

Notre système immunitaire a pour fonction de nous protéger des infections mais également des allergies, des cancers ou des maladies inflammatoires. Les cellules dendritiques (DC) sont au coeur de ce système en orientant les réponses immunitaires vers une voie effectrice ou tolérogène. A l’état immature, elles sont présentes, entre autres, aux interfaces avec le milieu extérieur. Elles permettent ainsi la reconnaissance des antigènes, notamment ceux présents dans le tube digestif, comme les aliments ou la flore commensale. Certaines bactéries dites probiotiques sécrètent des métabolites au cours de la fermentation définissant les produits de fermentation. Notre travail montre qu’un produit de fermentation de la souche bactérienne BbC50 (BbC50sn) activent les DC humaines grâce à sa fixation sur le récepteur TLR2 et modulent de nombreux récepteurs à leurs surfaces. Les DC ainsi maturées peuvent activer des lymphocytes T CD4+ et CD8+ et également induire des lymphocytes T régulateurs CD4+ et CD8+. / The immune system protects an organism from infections, allergy, cancer and inflammatory diseases. Dendritic cells (DC) present antigens to T cells and polarize lymphocytes toward either an effector or a tolerogenic response. In an immature state, DC are localized in mucosas at interfaces with the external environment, after receiving signals they acquire the ability to activate T cells. Thus, DC allow the recognition of antigens, present in the digestive tract, such as food or commensal flora. Some probiotic bacteria produce metabolites during fermentation defined as the fermentation products. Our work has shown that a fermentation product of the bacterial strain BbC50 (BbC50sn) activate human DC through TLR2 ligation on DC and modulate numerous receptors on their surfaces. DC activated with this fermentation product activate CD4+ and CD8+ T cells and also induce CD4+ and CD8+ regulatory T lymphocytes.

L'allergie alimentaire peut avoir des effets significatifs sur la morbidité et la qualité de vie. Il existe donc un intérêt considérable à générer de nouvelles stratégies thérapeutiques capables de réduire le risque de développer une atopie. Des études cliniques et expérimentales ont montré que l’allergie était associée à une dysbiose intestinale. Une modulation du microbiote intestinal pourrait ainsi aider à prévenir et traiter les maladies allergiques, justifiant l’utilisation rationnelle de souches probiotiques. L’objectif de mon travail a été de sélectionner au sein d’un panel de 31 souches bactériennes une ou plusieurs souche(s) probiotique(s) possédant des propriétés préventives dans l'allergie, à l'aide d'une combinaison d’approches in vitro et in vivo. Les propriétés immunomodulatrices des souches bactériennes ont été étudiées sur cellules mononucléées sanguines humaines et sur splénocytes murins orientés Th2. Les six souches qui ont induit un fort rapport IL10/IL12p70 et une faible sécrétion d'IFN-γ dans ces deux modèles cellulaires ont été testées pour leur effet protecteur dans un modèle murin d’allergie alimentaire à la β-lactoglobuline (BLG). Trois de ces six souches ont montré un effet protecteur sur l'allergie avec une diminution de la dégranulation des mastocytes et sur la sensibilisation avec une diminution des IgE et des IgG1 spécifiques de la BLG. L’étude de l'impact de ces trois souches sur l'équilibre T helper a montré qu’elles possédaient différents mécanismes d’action. Au niveau systémique, la souche LA307 s’est révélée immunosuppressive, la souche LA308 a induit un profil pro-Th1 et la souche LA305 a induit une réponse à la fois pro-Th1 et régulatrice. Au niveau iléal, l’induction de tolérance pourrait être générée par anergie pour la souche LA305 et par suppression active des réponses Th2 pour les souches LA307 et LA308. L’étude de l’impact de ces trois souches sur le microbiote ne permet pas de conclure que leur effet protecteur est lié à une modulation de la composition du microbiote. Ces résultats montrent que le criblage in vitro, basé sur les propriétés immunomodulatrices des candidats probiotiques, permet une présélection efficace avec trois des six souches sélectionnées ayant un effet protecteur in vivo. / Food allergy can have significant effects on morbidity and quality of life. There, the generation of efficient approaches to reduce the risk of developing food allergy is of considerable interest. Clinical and experimental studies have shown the association of allergy with intestinal dysbiosis. Thus, a modulation of the gut microbiota may contribute to the prevention and management of allergic diseases. This notion supports the use of probiotics.The aim of my study was to select, among a panel of 31 bacterial strains, probiotic strains with preventive properties in allergy using a combination of in vitro and in vivo approaches. Immunomodulatory properties of strains were studied on human blood mononuclear cells and on Th2 skewed splenocytes. The six strains inducing a high IL10/IL12p70 ratio and a low secretion of IFN-γ on both cellular models were tested for their protective impact in a murine model of food allergy to β-lactoglobulin (BLG). Three out of six strains showed a protective impact on sensitization with a decrease in allergen specific IgE and on allergy with a decrease in mast cell degranulation. The study of the impact on the T-helper balance for these 3 strains showed that they had different mechanisms of action. At the systemic level, LA307 strain proved to be immunosuppressive, LA308 strain induced a pro-Th1 profile and LA305 strain induced both, a pro-Th1 and a regulatory profile. At the ileal level, tolerance induction resulted from anergy for LA305 strain and from active suppression of Th2 responses for LA307 and LA308 strains. This study does not enable to conclude about the relationship between the protective impact of these 3 strains and the modulation of the composition of microbiota. These results reveal that the in vitro screening, based on immunomodulatory properties of candidate probiotics, allow an efficient pre-selection with three out of the six selected strains showing an in vivo protective impact.

Die Erkrankungen des atopischen Formenkreises sind durch eine hypererge Immunreaktion auf harmlose Umwelt-Antigene gekennzeichnet und umfassen u.a. die klinischen Bilder der allergischen Rhinokonjunktivitis, des allergischen Asthmas und der atopischen Dermatitis. Die Pathogenese atopischer Krankheiten ist zwar noch nicht hinreichend aufgeklärt, aber man schreibt der Regulation des IgE bei der Entstehung und Erhaltung dieser Krankheiten eine zentrale Rolle zu. Auf der Suche nach potentiellen anti-allergischen Therapeutika wurde in dieser Arbeit erstmalig der Einfluß von 1alpha,25-Dihydroxyvitamin-D3 (VD) und dem niedrigkalzämischen Derivat EB1089 in vitro auf die IgE-Produktion humaner B-Zellen gesunder Spender untersucht, die zuvor mit anti-CD40+IL-4 stimuliert wurden, wodurch der Isotypenklassenwechsel nativer B-Zellen nach IgE resultierte. Das Steroidhormon VD ist für die Kalziumhämostase essentiell, jedoch sind die immunregulatorischen Funktionen des VD noch relativ unerforscht. Die Experimente dieser Arbeit zeigen eine starke, dosisabhängige Hemmung der IgE-Produktion in diesem Modell, die spezifisch von VD und dem Derivat EB1089 vermittelt wird. Auch bei PBMC atopischer Spender konnte die basale IgE-Produktion mit VD dosisabhängig signifikant gehemmt werden. Eine mögliche Proliferationshemmung, die diese Wirkung erklären könnte, konnte ausgeschlossen werden. Die Messung der Produktion der anderen Immunglobulinklassen (Ig) IgA, IgG und IgM bestätigte, daß die Zellviabilität und die Ig-Produktion außer der von IgE durch VD und EB1089 in diesem Modell nur wenig beeinflußt wird. Diese Beobachtungen weisen auf eine selektive, spezifische Inhibition der IgE-Synthese durch das Molekül aus der Familie der Steroidhormone hin. Auf der Suche nach möglichen indirekten Mechanismen der IgE-Regulation, die die VD-vermittelte Inhibition der IgE-Synthese erklären könnten, wurde der Einfluß von VD auf die Expression der kostimulatorischen Faktoren der IgE-Produktion CD23 (Fc(-RII), CD54 (ICAM-1) und CD86 (B7.2) sowie auf die Sekretion der Zytokine, IL-6, sCD23 und IFN-gamma untersucht. Die Ergebnisse dieser Arbeit deuteten jedoch nicht auf eine Beteiligung der genannten Faktoren an der Regulation der VD-vermittelten Hemmung der IgE-Produktion hin. Diese in vitro Arbeit stellt einen wichtigen Hinweis auf eine potentielle Nutzung von VD in der anti-allergischen Therapie dar, jedoch deutet die beobachtete Hemmung der IgE-Synthese von PBMC atopischer Spender darauf hin, daß auch in vivo die IgE-Synthese gehemmt werden kann. Es sind daher weitere Studien des Signalweges des VD auf molekularer Ebene, sowie in vivo Versuche notwendig, um zu klären, ob VD selbst oder ein möglichst nicht-kalzitropes VD-Derivat mit ausgeprägten immunologischen Eigenschaften für die anti-allergische Therapie geeignet ist. / Atopic diseases are characterized by a hyperergic immunoreaction towards harmless environmental antigens, expressed by the clinical phenotype of allergic rhinitis, allergic asthma and atopic dermatitis. Even though the pathogenesis of atopic diseases are not completely clear, the regulation of IgE plays a crucial role in the development and maintenance of these disorders. In search of new potentially anti-allergic drugs, the effect of 1alpha,25-Dihydroxyvitamin-D3 (VD) and the low-calcemic synthetic analogue EB1089 was determined in anti-CD40+Il-4-mediated IgE-production by B-cells of healthy donors in vitro. The essential role of VD in calcium hemostasis is well understood, but the immunoregulatory functions of the hormone are still quite unclear. The present data show for the first time, that VD and the analogue EB1089 mediate a strong, dose-dependent inhibition of IgE-synthesis. In PBMC of atopic donors, the baseline IgE-production was also significantly inhibited by VD. Anti-CD40+IL-4-mediated proliferation of B-cells in the presence of VD was only modestly modulated, as well as the production of the other immunoglobulin-isotypes IgA, IgG and IgM. Taken together these data suggest a specific and selective inhibition of IgE-synthesis by VD and EB1089. In order to explore possible mechanisms of VD induced IgE-inibition, the expression of CD23 (Fc(-RII), CD54 (ICAM-1) and CD86 (B7.2) on anti-CD+IL-4 stimulated B-cells was determined as well as IL-6, sCD23 und IFN-gamma. However, none of these molecules were significantly modulated in the presence of VD. Taken together, these in vitro experiments suggest a potential role of VD as a new anti-allergic drug, which is underlined by the observed inhibition of IgE-production by PBMC in allergic donors.

Aktuelle Studien legen nahe, dass ein niedriger Vitamin D-Status assoziiert mit steigenden Breitengraden, mit dem Auftreten von Autoantikörpern und damit einhergehenden Autoimmunerkrankungen positiv korreliert. Trifft UV-B-Strahlung auf die Haut, entsteht aus 7-Dehydrocholesterol nach enzymatischen Prozessen in Leber und Niere, die bioaktive Form von Vitamin D, 1α,25-Dihydroxyvitamin D3 (Calcitriol). Den finalen Stoffwechselschritt katalysiert die 1α-Hydroxylase CYP27B1. Die biologische Wirkung von Calcitriol wird über dessen Bindung an den nukleären Vitamin D-Rezeptor vermittelt, was letztlich zur Transkription der Zielgene führt. Die T-Zell-abhängige Sensibilisierung von Vitamin D-defizienten Cyp27b1-KO- und Wildtyp-Tieren mit Ovalbumin zeigte verstärkte humorale Immunantworten mit erhöhten Konzentrationen von Gesamt- sowie spezifischem IgG1, IgE und IgA bei den Cyp27b1-KO-Mäusen. Die Untersuchung der Leukopoese der Cyp27b1-KO-Tiere zeigte, dass die untersuchten lymphatischen Organe verminderte Gesamtzellzahlen gegenüber Wildtyp-Tieren aufwiesen. Die Präsenz und Verteilung in den jeweiligen Zellkompartimenten offenbarte keine wesentlichen Abweichungen zwischen Cyp27b1-KO- und Wildtyp-Mäusen. In einem Krankheitsmodell mit dem Helminthen Heligmosomoides polygyrus bakeri fielen die Cyp27b1-KO-Tiere durch dem Wildtyp gegenüber erhöhten Gesamt- sowie spezifischen IgE-Werten auf. Zwischen beiden Genotypen zeigten sich keine Unterschiede bei parasitologischen Parametern wie der Wurmlast, der Eianzahl pro Gramm Faeces sowie der Fekundität. Die Ergebnisse dieser Arbeit bestätigen, dass endogen-produziertes Vitamin D einen Einfluss auf die Funktionsweise von Lymphozyten hat. Dies äußert sich in verstärkten IgE-abhängigen Immunantworten bei Cyp27b1-KO-Tieren. In einem Parasiteninfektionsmodell wurden erneut verstärkte IgE-Antworten beobachtet, jedoch waren keine pathophysiologischen Konsequenzen in Bezug auf die Wurmabwehr nachweisbar. / Current studies demonstrate that low vitamin D levels associated with higher latitudes correlate with the occurrence of autoantibodies and linked diseases. Following UV-B radiation of the skin, numerous enzymatic reactions in liver and kidneys causes 7-dehydrocholesterol to turn into the bioactive 1α,25-dihydroxyvitamin D3 (calcitriol). The final and crucial step is thereby performed by the enzyme CYP27B1, an 1α-hydroxylase. The effect of calcitriol is mediated through binding to the vitamin D receptor, resulting in the transcription of target genes. T cell-dependent sensitization of Cyp27b1-wildtype and Cyp27b1-KO mice with ovalbumin revealed an increased humoral immune response in Cyp27b1-KO mice reflected by elevated concentrations of total and specific IgG1, IgE and IgA. Analysis of the leukopoiesis showed a diminished total cell count in bone marrow, thymus, spleen and peritoneal cavity in Cyp27b1-KO compared to Cyp27b1-wildtype mice. However, appearance and distribution of the analyzed cell compartments were comparable. A disease model using the intestinal nematode Heligmosomoides polygyrus bakeri demonstrated enhanced secretion of total and specific IgE in Cyp27b1-KO mice, which confirmed our previous findings. However, this showed no effect on parasite rejection, as seen in comparable results for worm burden, eggs per gram faeces and fecundity of female worms in Cyp27b1-wildtype and Cyp27b1-KO mice. Our work verified the role of endogenous vitamin D for lymphocyte development revealed by increased IgE-dependent immune responses in Cyp27b1-KO mice. Infection with H.p. bakeri confirmed enhanced IgE-responses, however, these results revealed no benefit in parasite clearance.

Der globale Prävalenzanstieg allergischer Erkrankungen wird mit der westlichen Ernährung und einem sich ändernden Fettsäurespektrum assoziiert. Die omega-3 Fettsäure Docosahexaensäure (DHA) wurde bereits bei verschiedenen chronisch-entzündlichen Erkrankungen erfolgreich therapeutisch eingesetzt. Die dabei zugrunde liegenden Wirkmechanismen sind jedoch nicht vollständig geklärt. Deshalb wurde hier der molekulare Mechanismus der DHA-vermittelten Hemmung der IgE-Produktion in humanen B-Zellen sowie der verminderten Differenzierung IgE-produzierender Plasmazellen in vitro untersucht. Analysen der beteiligten Signaltransduktionswege offenbarten eine Reduktion der IL-4-abhängigen STAT6-Phosphorylierung und der CD40-vermittelten NFkappaB-Translokation, was zu einer Inhibition des IgE-Klassenwechsels auf dem Niveau des epsilon-Keimbahntranskriptes sowie der Aktivierungsinduzierten Desaminase führte. Weiterhin wurde in einer randomisierten, kontrollierten Doppelblindstudie die Supplementierung mit hochdosierter DHA bei Patienten mit atopischem Ekzem hinsichtlich klinischer und immunologischer Parameter geprüft. Dabei führte DHA zu einer Reduktion des Schweregrades der Erkrankung und zu einer verminderten IgE-Produktion anti-CD40/IL 4-stimulierter Blutzellen ohne Beeinflussung des Serum-IgE-Spiegels. Schließlich wurden die lokalen Prozesse nach DHA-Verabreichung in einem Mausmodell für proteininduzierte Dermatitis analysiert. Dabei war die Reduktion der klinischen Ekzemausprägung mit der verminderten Zahl dermaler CD8+ T-Zellen verbunden. Andere histologische Parameter und das Serum-IgE blieben jedoch unbeeinflusst. Durch die Fähigkeit von DHA, in den IgE-Klassenwechsel in B-Zellen einzugreifen, stellt die Supplementierung mit DHA somit eine mögliche präventive Maßnahme gegen allergische Erkrankungen dar. Ebenso ist DHA in der Lage, den Schweregrad des atopischen Ekzems durch die positive Beeinflussung lokaler inflammatorischer Prozesse signifikant zu verbessern. / The prevalence of allergic diseases has increased worldwide. Westernised diet with its changing polyunsaturated fatty acid (PUFA) proportions is considered to contribute to this development. The omega-3 PUFA Docosahexaenoic acid (DHA) has been reported to be antiinflammatory, but its way of action is not completely understood. Initially, the molecular mechanisms of DHA impact on IgE production in human B cells were examined in vitro. Thereby, DHA inhibited IgE production and the differentiation of IgE secreting cells. This was mediated through direct inhibition of the immunoglobulin isotype switching process by decreasing epsilon germline transcript and activation induced desaminase transcription. Analysis of involved signalling pathways revealed an inhibition of IL-4 driven STAT6 phosphorylation and a reduced NFkappaB translocation into nucleus upon CD40 ligation. Next, in a randomised, double bind, controlled clinical study the efficacy of high-dose DHA supplementation in atopic eczema was determined by investigating the impact on clinical and immunological parameters. In the DHA, but not in control group a clinical improvement of atopic eczema and a reduction of CD40/IL-4 mediated IgE synthesis of peripheral blood cells were observed whereas serum IgE levels remained unchanged. Finally, in a mouse model the impact of oral DHA application on allergen induced dermatitis as well as the underlying local mechanisms were investigated. Thereby, the DHA mediated reduction of clinical skin score was associated with decreased dermal CD8+ T cell numbers, whereas other histological parameters or serum IgE values were not affected. In summary the results indicate that dietary DHA may be effective in prevention of allergic diseases by interference with the IgE switching process and improve the clinical outcome of atopic eczema by its positive impact on local inflammatory processes.

Chez des patients allergiques, il est possible de retrouver dans leur sérum desanticorps spécifiques du médicament (IgE) et dans leur sang des lymphocytes T spécifiquesdu médicament. La présence de LT spécifiques du médicament chez des patients allergiquessuggère la présentation du médicament par des cellules présentatrices d’antigène telles queles cellules dendritiques.Nous nous sommes alors intéressés à mieux comprendre l’implication deslymphocytes T et des cellules dendritiques dans le développement des allergies auxantibiotiques comme la pénicilline G (ou Benzyl-Pénicilline) ou le sulfaméthoxazole.Ce travail de thèse a permis: i) de démontrer la présence de lymphocytes Tspécifiques de la pénicilline G dans le sang périphérique de donneurs non allergiques à unefréquence mesurable, ii) de développer deux approches expérimentales et de modélisationpour l’identification des épitopes potentiellement présentés aux lymphocytes T et iii)d’étudier l’effet des médicaments sur les cellules dendritiques.Les perspectives de ce travail sont de mieux comprendre les mécanismes impliquésdans les allergies médicamenteuses au niveau des lymphocytes T et des cellules dendritiqueset de développer des tests de prédiction du « potentiel allergique » des médicaments, afinde mieux prédire les allergies médicamenteuses lors du développement des médicaments. / In allergic patients, antibodies like IgE or T-lymphocytes specific for the drugimplicated can be detected and measured. Presence of T-lymphocytes specific for the drugin allergic patients suggested the presentation of the culprit drug to T-lymphocytes byantigen presenting cells like dendritic cells.We were interested in better understanding the implication of T-lymphocytes anddendritic cells in the development of antibiotics allergies such as penicillin G (or Benzyl-Penicillin) or sulfamethoxazole.The results obtained in this work allowed us: i) to demonstrate the presence ofbenzyl-penicillin-specific T cells in the peripheral blood of non-allergic donors, at adetectable frequency; ii) to develop two approaches: one experimental and one usingmodelisation for the identification of epitopes potentially presented to T-lymphocytes andiii) to study the effect of drugs on DC.The perspectives of this research work are to better understand the mechanismsimplicated in drug allergies and to develop predictive tests for “drug allergic potential", inorder to be able to better predict drug allergies during drug development.

Anhand der Daten aus der "Multizentrische Allergie Studie" (MAS) wird der natürliche Verlauf allergischer Erkrankungen und die Zusammenhänge unterschiedlicher Expositionen auf die Entwicklung von Allergien zu untersucht, um daraus verbesserte therapeutische und präventive Maßnahmen ableiten zu können. Methode MAS ist eine prospektive multizentrische Geburtskohortenstudie. 1990 wurden in fünf deutschen Städten 1314 Neugeborenen und deren Familien eingeschlossen (499 Atopie-Risikokinder und 815 zufällig ausgewählte Kinder ohne Atopierisiko). Symptome und Erkrankungen, die Lebenssituation der Familie, Risikofaktoren und Labordaten wurden jährlich über 7 Jahre erhoben. Die Datenanalyse erfolgte mittels multivariater Regressionsmodelle. Ergebnisse und Fazit Für das Serum-Gesamt-IgE wurden populationsbasierte Perzentilen für die ersten sechs Lebensjahre berechnet, die als "Normwerte-Tabellen" interpretiert werden können. Eine allergische Sensibilisierung entwickelt sich hauptsächlich während der ersten Lebensjahre. Am frühesten bilden sich Sensibilisierungen gegen Nahrungsmittelallergene aus, nach dem dritten Geburtstag überwiegen Sensibilisierungen gegen Inhalationsallergene mit Prävalenzen von 10% bis 20%. Als signifikante Risikofaktoren für eine Sensibilisierung erwiesen sich die Exposition gegenüber Umwelt(schad)stoffen wie dem Tabakrauch (OR=2,3), latexhaltigen Materialien in Krankenhäusern (OR=2,4) und verschiedenen Allergenen. Der stärkste Zusammenhang zeigte sich zwischen einer Exposition mit Innenraumallergenen und einer Sensibilisierung gegen diese Allergentypen. Weitere Risikofaktoren waren die Bereitschaft des Organismus, sehr früh in den ersten 2 Lebensjahren erhöhte Niveaus von IgE im Serum auszubilden, und eine atopische Prädisposition. Als wichtigste Risikofaktoren für die Entwicklung einer allergischen Rhinitis erwiesen sich das männliche Geschlecht (OR=2,4), keine weiteren Geschwister (OR=2,0), eine Sensibilisierung gegen Nahrungsmittel (OR=3,3), eine atopischen Dermatitis (OR=2,5) und eine atopische Familienanamnese (OR=3,0). Die prädiktive Wertigkeit einzelner Faktoren wurde gegeneinander abgegrenzt und das Atopierisiko bei unterschiedlichem Auftreten einzelner Prädiktoren berechnet. Trotz der guten prädiktiven Eigenschaften der Prädiktoren "hohes spezifisches IgE gegen Hühnerei" oder "dauerhafter Nachweis von IgE gegen Nahrungsmittel im Kleinkindalter" bedeutet die Verwendung dieser Parameter, dass eine Prädiktion frühestens 1-2 Jahre nach Geburt und erst nach wiederholter Bestimmung der IgE-Antikörper möglich ist. Auch wenn weiterhin Forschungsbedarf zur Allergieprävention besteht und die Wirksamkeit von einigen präventiven Maßnahmen noch systematisch evaluiert werden muss, sind auf einzelnen Feldern konkrete Handlungsanweisungen zur Prävention möglich. / Using data from the German Multicenter Allergy Study (MAS), we investigated the natural course of atopic diseases and the relationship of varied exposures to the development of allergies in order to develop more effective therapeutic and preventative treatment strategies. Methods The MAS is a prospective multicenter birth cohort study. In the year 1990, a total of 1314 newborns and their families from five German cities were included in the study, including 499 infants at high risk for atopy and 815 randomly selected infants with no known risk factors for atopy. Over a period of seven years, data was collected annually regarding symptoms, illnesses, family living situation and environment, risk factors, and laboratory tests. For data analysis we used multivariate regression models. Results and Conclusions From birth to the age of six, total serum IgE levels were calculated annually as population-based percentiles, and can thus be interpreted as a table of standard values. Allergic sensitization generally occurred within the first few years of life. Sensitization to food allergens occurred earliest, whereas sensitization to aeroallergens predominated after the age of three (with a prevalence of 10-20%). Significant risk factors for allergic sensitization included exposure to environmental pollutants/substances such as tobacco smoke (OR=2.3) or latex-containing medical products (OR=2.4). With regard to the relationship between exposure and subsequent sensitization to a specific allergen, the strongest correlation was observed with indoor allergens. Other risk factors included the early development of elevated serum IgE levels within the first year of life and an atopic predisposition. The most important risk factor for the development of allergic rhinitis was male gender (OR=2.4), no siblings (OR=2.0), sensitization to a food allergen (OR=3.3), atopic dermatitis (OR=2.5), and a family history of allergic disease (OR=3.0). The predictive value of individual factors was determined and the risk of developing atopic diseases calculated for individual predictors. In spite of the good predictive qualities of the factors " high values of specific IgE to hen's egg" and "long-lasting sensitization to food allergens during infancy", reliable prediction using these parameters can only be made 1-2 years after birth at the earliest and following a repeated measurement of IgE antibodies. There is still need for further research in allergy prevention, and the effectiveness of a number of preventative measures has yet to be evaluated in a systematic manner. Nevertheless, the results of this and other studies can already help physicians develop clearer, evidence-based strategies in the prevention of allergic disease.

Les effets anti-allergiques des bactéries lactiques sont suggérés par plusieurs études épidémiologiques, des essais cliniques et des modèles expérimentaux d’allergie. Cependant, les propriétés immunomodulatrices des bactéries lactiques sont sous-exploitées par les stratégies vaccinales développées pour combattre l’allergie et les mécanismes empruntés par ces bactéries pour moduler l’allergie restent peu caractérisés. Dès lors, nous avons caractérisé les propriétés immunomodulatrices qu’exerce Lactobacillus plantarum NCIMB8826, une bactérie lactique modèle, sur la cellule dendritique étant donné le rôle déterminant de cette cellule sur la réponse allergique. Nous montrons que L. plantarum induit une forte sécrétion d’IL-12 p40, d’IL-12 p70, de TNF-a mais une faible production d’IL-10. Cette faculté à induire la sécrétion de cytokines polarisantes dépend de TLR2, de TLR9, de MyD88, de NF-kB, des MAPKs (en particulier JNK, p38 et ERK 1/2), de la composition de l’acide lipotéichoïque de L. plantarum et de CD14. Nous montrons aussi que l’ADN génomique de L. plantarum est un agoniste de TLR9 et que CD14 et CD36 facilitent la liaison de la cellule dendritique avec L. plantarum. Ensuite, nous avons évalué le potentiel vaccinal d’une coadministration L. plantarum + Der p 1 dans un modèle murin d’allergie à Der p 1. Cette formulation vaccinale prévient la production d’IgE Der p 1-spécifique et atténue l’éosinophilie pulmonaire tout en stimulant une forte production d’anticorps IgG2a Der p 1-spécifiques et d’IFN-g par les cellules spléniques. Ces effets bénéfiques nous ont conduit à élaborer une bactérie lactique recombinante dérivée de L. plantarum produisant Der p 1 pour la vaccination contre l’allergie aux acariens. La forme antigénique que nous avons réussi à faire produire par L. plantarum correspond à une protéine de fusion entre la Maltose Binding Protein de E. coli et ProDer p 1 (le zymogène de Der p 1), la présence de ce partenaire de fusion étant indispensable à la production de ProDer p 1. En prophylaxie, la vaccination par cette bactérie recombinante prévient la production d’anticorps IgE-Der p 1-spécifiques et stimule la production d’anticorps IgG2a spécifiques, reproduisant les effets de la coadministration L. plantarum + Der p 1. Elle réduit de manière drastique la production d’IL-5 des cellules spléniques et des cellules ganglionnaires médiastinales et prévient l’éosinophilie pulmonaire mais n’a pas d’effet sur l’hyperréactivité bronchique. Der p 1 étant un des allergènes d’acarien les plus immunodominants, cet ensemble de données montre donc que cette bactérie recombinante constitue un vaccin prophylactique prometteur pour la prévention de l’allergie aux acariens. Des résultats préliminaires obtenus à partir de cellules dendritiques humaines et lymphocytes T autologues montrent la forte capacité de cette bactérie recombinante à induire le développement d’une réponse Th1 fortement polarisée (production d’IFN-g en l’absence de production d’IL-4 et d’IL-5), ce qui suggère que l’utilisation de cette bactérie recombinante pourrait être envisagée pour le traitement de l’allergie chez l’homme.