Abstract (deu)
Mit Hilfe der Gentechnik ist es möglich gezielte Erbinformationen in Nutzpflanzen zu ändern. In der australischen CSIRO Plant Industrie wurde die genetisch veränderte Nutzpflanze (Pisum sativum) entwickelt. Wissenschaftliche Ergebnisse zeigten, dass das Protein α-Amylase-Inhibitor (AAI) vorkommend in Bohnen, Pflanzen vor schädlichen Käfern beschützt. Insbesondere in Entwicklungsländern gehört die grüne Erbse zu einer der wichtigsten Nahrungsbestandteile. Durch den jährlichen Befall von Rüsselkäfern auf die Samen, haben australische Wissenschaftler das AAI Gen auf Erbsen übertragen, um sie vor Insektenbefall zu schützen. Wissenschaftliche Arbeiten zeigten, dass aufgrund der Unempfindlichkeit gegen Schädlinge, die transgene Erbse einen deutlich höheren Ertrag erbracht hat. Dennoch erweckt der Verzehr von GMO in uns Menschen Unbehagen, da man sich die Frage stellt, ob sie eine auf die Gesundheit schädigende Wirkung haben könnte. Es könnten neue Toxine oder Allergene im Lebensmittel entstehen. Prescott et. al. publizierte im Jahr 2005 eine wissenschaftliche Arbeit, die besagt, dass der Verzehr von transgenen Erbsen eine allergische Reaktion bei Mäusen hervorruft bzw. Mäusen mit bereits bestehender allergischer Erkrankung zu Ovalbumin es zu einer Verschlimmerung der Erkrankung kommt. Diese wissenschaftliche Beobachtung wurde durch unterschiedliche Glykosylierung der nativen und transgenen AAI Proteine erklärt. Als Kontrolle wurde Pinto verwendet anstatt Tendergreen Bohne von der das natürliche Protein stammt. Unser Interesse bestand in der Verifizierung dieser Beobachtung. Wir führten Experimente mit reinen AAI Proteinen, extrahiert von der natürlichen Tendergreen und Pinto Bohne sowie von der transgenen Erbse durch. Unsere Studie weist darauf hin, dass bei beiden das natürliche und transgene Protein eine immunologische Reaktion hervorrufen kann, wenn man es in Mäusen intraperitoneal injiziert. Die Mäuse weisen aber auch eine allergische asthmatische Reaktion auf, nachdem die Proteine intranasal verabreicht wurden. Um den allergischen Effekt durch orale Konsumierung zu analysieren, wurden Mäusen Samenbrei von Tendergreen und Pinto Bohnen sowie naive und transgene Erbsen gefüttert. Wir beobachteten, dass beide Bohnenarten, Tendergreen und Pinto, eine allergische Reaktion hervorrufen kann. Das Füttern von natürlichen und transgenen Erbsen an Mäusen zeigte Unterschiede in der Th2 Immunantwort. Sie haben inflammatorische Zellen in den Atemwegen und in der Lunge und eine niedrige AAI-spezifische Antikörperproduktion.
Pea Lectin ist ein wichtiger Bestand der Erbsen mit 38-54% Aminosäure strukturähnlichen Aufbau wie AAI Protein. Wir untersuchten die Kreuzreaktion zwischen AAI Protein und Pea Lectin, und fanden heraus, dass es zu Pea Lectin ein wesentlich höherer IgG1 Antikörper produziert wird. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass nicht unbedingt oder nur zum Teil das AAI Protein eine Rolle in der Immunantwort spielen könnte. Des Weiteren waren wir auch daran interessiert, ob transgene modifizierte Nutzpflanzen eine Verschlimmerung auf bereits bestehende allergische asthmatische Krankheiten haben könnte. Mäuse wurden mit Ovalbumin immunisiert und während der Immunisierungszeit mit Samenbrei gefüttert, um die akute allergische Reaktion zu messen, oder die Tiere wurden nach der letzten Ovalbumin Verabreichung ein Monat Ruhepause gegeben, um sich zu erholen und erst danach wurden sie mit Samenbrei gefüttert (Exacerbation). In der Exacerbation konnten wir gleichermaßen starke Entzündungen in der Lunge und in den Atemwegen beobachten. Hingegen im akuten Fall zeigten Mäuse, die mit GM Erbsen gefüttert wurden, eine schwerere Lungenentzündung und erhöhte Schleimsekretion im Vergleich zu den Mäusen, die mit natürlichen Samen gefüttert wurden. Wir beobachteten einen Anstieg der OVA-spezifischen Antikörper-Produktion.
Um in Erfahrung zu bringen wie GMO auf das menschliche Immunsystem wirkt, führten wir das Human-SCID Mausmodel ein. Wir transplantierten mononukläre Zellen des peripheren Blutes (PBMC) von luminosen allergischen Patienten oder aber von gesunden Spendern in SCID Mäusen, welche keine T- und B- Zellen besitzen. Sie wurden danach zwanghaft mit Samenbrei gefüttert. Human-SCID Mäuse zeigten eine allergische Reaktion, aber die Unterscheidung zwischen gesunden und allergischen SCID-Mäusen war nicht beobachtbar.
Unsere Studie zeigt, dass naives und transgenes AAI Protein bei Mäusen eine allergische Reaktion hervorruft. Allerdings konnten wir keinen Unterschied zwischen naiven und transgenen AAI Protein beobachten. Diese Ergebnisse haben wichtige Auswirkungen im Zusammenhang mit Tests neuer Proteine an Tiermodellen. Dennoch sind für die Risikobewertung weitere Studien notwendig.