Evaluation du risque allergénique des protéines de graines de tournesol

Allergy risk assessment of sunflower seed proteins

• Auteur / Autrice : Jihana Achour
• Direction : Stéphane Hazebrouck
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Immunologie
• Date : Soutenance le 14/12/2020
• Etablissement(s) : Université Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Médicament, toxicologie, chimie, imageries (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Médicaments et technologies pour la santé (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2020-....)
• Jury : Président / Présidente : Claire Gaudichon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Claire Gaudichon, Joana Vitte, Saadia Kerdine-Römer, Gabriel Mazzucchelli, Christophe Junot, Olivier Galet
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Joana Vitte, Saadia Kerdine-Römer

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéines végétales

Graines

Immunoglobuline E

Tournesol

Allergènes

Mots clés libres

Allergène

Tournesol

IgE

Albumines 2S

NsLTP

Réactivité croisée

Souris

Allergen

Sunflower

IgE

2S-Albumin

NsLTP

Cross-Reactivity

Mice

Résumé

Dans le contexte de la gestion durable des ressources alimentaires, des sources protéiques alternatives aux protéines animales sont recherchées. Les protéines de la graine de tournesol (GT) pourraient être ainsi valorisées dans l'alimentation humaine. Bien que les cas d'allergie aux protéines de GT sont rares, il est nécessaire d'évaluer le potentiel allergénique des protéines de GT. Actuellement, la protéine de transfert de lipides non spécifiques (nsLTP) Hel a 3 est la seule officiellement reconnue en tant qu'allergène alimentaire. Au sein des onze albumines 2S identifiées dans la GT, seule SFA-8 a été étudiée mais son potentiel allergénique n'est pas encore clairement établi. Dans le cadre du projet PRODIAL, diverses globulines 11S, albumines 2S et nsLTP ont été isolées en combinant différentes méthodes de précipitation sélective et de chromatographies. Leurs potentiels de sensibilisation ont ensuite été comparés dans un modèle de souris BALB/c sensibilisées, par voie orale, à différents isolats protéiques. Si l'allergénicité de SFA-8 et de Hel a 3 a été confirmée, celle des albumines 2S SESA2-1 et SESA20-2 apparaît supérieure. De plus, du fait de structures similaires, la réponse IgE observée contre SFA-8 est principalement due à la réactivité croisée avec les autres SESA. En parallèle, les protéines purifiées de GT nous ont permis de caractériser les réponses IgE spécifiques dans les sérums de patients allergiques aux protéines de GT (n=19). Les patients allergiques sont ainsi tous sensibilisés à Hel a 3 et/ou à des albumines 2S de GT. Une immunoréactivité croisée est également observée entre les différentes albumines 2S de GT mais aussi entre Hel a 3 et des nsLTP provenant d'autres sources végétales telles que Ara h 9 (arachide) ou Pru p 3 (pêche). Par contre, un tel phénomène n'est pas mis en évidence entre les albumines 2S de GT et d'arachide. Par ailleurs, les études de digestion gastro-intestinale in vitro démontrent une résistance à la protéolyse faible pour les globulines 11S et forte pour les albumines 2S et Hel a 3, qui conservent dès lors leur immunoréactivité IgE. Ces données sont corroborées par des études in vivo où une immunoréactivité liée à ces allergènes est détectée dans des prélèvements jéjunaux et iléaux réalisés chez des volontaires sains ayant consommé des biscuits enrichis en protéines de GT. Le potentiel allergénique des protéines de GT apparaît donc essentiellement porté par les albumines 2S et les nsLTP.

Sunflower seed (SFS) protein is a good candidate to diversify protein sources for sustainable human consumption. Although food allergy to SFS is rare, the allergenic risk of SFS ingredients still needs to be assessed. To date, only the non-specific lipid transfer-protein (nsLTP) Hel a 3 was recognized as a food allergen. Out of the eleven seed storage 2S-albumins (SESA) evidenced in SFS, only SFA-8 allergenicity has been investigated but its actual potency still needs to be established. In the frame of the PRODIAL project, the most abundant 11S-globulins, 2S-albumins and nsLTP from SFS were purified through a combination of selective precipitation and chromatographic methods. Their sensitization potencies were then compared in BALB/c mice orally sensitized to SFS isolates. Allergenicity of SFA-8 and Hel-a-3 was confirmed but mice were also highly sensitized to other SESA such as SESA2-1 or SESA20-2. Because of structural similarities between SFS 2S-albumins, IgE-reactivity of SFA-8 was mostly due to cross-reactivity with other SESA. In parallel, the panel of purified SFS protein was used to characterize specific IgE responses in sera from SFS-allergic patients (n=19). In this study group, all patients were sensitized to Hel a 3 and/or SESA. High IgE cross-reactivity between SESA was again evidenced. IgE cross-reactivity also occurred between Hel a 3 and other nsLTP such as Ara h 9 (peanut) or Pru p 3 (peach). In contrast, no IgE cross-reactivity was detected between SFS and peanut 2S-albumins. Furthermore, 11S-globulins were rapidly degraded during in vitro gastro-duodenal digestion. In contrast, Hel a 3 and SESA were highly resistant to proteolysis and gastro-duodenal digestion did not affect their IgE-reactivity. Accordingly, immunoreactive SFS proteins were detected in jejunal and ileal contents from healthy volunteers who ingested cookies enriched in SFS proteins. The allergenic potential of SFS proteins appeared then to be mainly supported by 2S-albumins and nsLTP.