ALLA RICERCA DELLA MELA
CHE NON DA’ ALLERGIA
Stefano Tartarini
Dipartimento di Scienze Agrarie
Alma Mater Studiorum - Università di Bologna
2° Congresso Regionale SIAIP Emilia Romagna
“Quando il bambino è allergico: la pratica pediatrica orientata dalla medicina scientifica è il
supporto alla famiglia e alla Scuola per ottimizzare la qualità di vita e l’ambiente in cui vive”
Bologna, 27 febbraio 2015
La mela e l’allergenicita’
• Mela: tra i frutti che più frequentemente causano reazioni allergiche
(www.foodallergyitalia.org)
• Due modelli di diffusione allergia alla mela in Europa:
1) Nord e Centro Europa
-
più frequente (2% della popolazione)
reattività crociata con polline di betulla (Bet v1)
sindrome orale-allergica (OAS)
1) Area Mediterranea
-
meno frequente
non associata a polline
allergeni stabili alla proteolisi e resistenti a trattamenti termici
sindrome gastro-intestinale
Gli allergeni della mela
ALLERGENI DELLA MELA
Mal d 1
Mal d 2
Mal d 3
PROTEINE PR (PATHOGENESIS RELATED)
PROTEINE VEGETALI CHE SI ACCUMULANO O SI ESPRIMONO IN
RISPOSTA ALL’ATTACCO DI PATOGENI O IN CONDIZIONI DI STRESS
Mal d 4
PROFILINE
PROTEINE CHE
LEGANO L’ACTINA
(Mills et al., 2003)
Biodiversita’ delle mele
Mele diverse hanno un diverso potenziale allergenico
Studi sugli allergeni della mela
Analisi dell’allergenicità di diversi genotipi di melo attraverso
“Prick-to-prick skin-prick tests”
Prick-to-prick skin-prick tests
(Bolhaar et al., 2006)
Prick-to-prick skin-prick tests
(Vlieg-Boestra et al., 2011)
Single-blind Oral Food Challenge (SBFC)
Sintomi soggettivi mediante
“Visual Analogue Scale” (VAS)
Van der Maas and Schenk, 2009 Development
of a protocol that allows safe consumption of the
hypoallergenic apple cv. Santana
Acta Hort 841:240-252
(Vlieg-Boestra et al., 2011)
Prick-to-prick skin-prick tests
Analisi dell’allergenicità di diversi frutti di melo
Allergenicità polpa
Allergenicità buccia
(Ricci et al., 2010)
Studi sugli allergeni della mela
Localizzazione tissutale: immuno-tissue printing
Mal d 1
Mal d 2
Mal d 3
ctrl = negative control was
incubated with conjugated
second step antibody only.
GD = Golden Delicious, GS
= Granny Smith, IR =
Idared, RD = Red Delicious.
(Marzban et al., 2005)
ALLA RICERCA DELLA MELA
CHE NON DA’ ALLERGIA
Utilizzo di strumenti genetici, genomici,
trascrittomici e proteomici per la
caratterizzazione delle proteine
allergeniche della mela
Identificazione sequenze allergeni
Allergeni della mela
Mal d 1, Mal d 2, Mal d 3 e Mal d 4
sono famiglie geniche complesse
(Velasco et al., 2010)
Approccio genomico
Localizzazione Mal d 1 nel genoma del melo:
- diversi cromosomi (1, 4, 6, 13 e 16)
- organizzazione in cluster
(Pagliarani et al., 2012)
Approccio genomico
Famiglia genica Mal d 1
Almeno 31 isoforme di Mal d 1
Varianti alleliche in cv. diverse
Quali geni sono responsabili dell’allergenicità?
Approccio
trascrittomico
Studi espressione genica
(Real Time PCR) in
diversi genotipi e tessuti
della mela
Alta variabilità di
espressione
Ipotesi: diverso
coinvolgimento
nell’allergia
(Pagliarani et al., 2013)
Approccio proteomico
 Clonaggio diversi geni Mal d 1 in vettori
di espressione
Mal d 1.02, 1.03, 1.06, 1.07, 1.13, Mal d
2.01, Mal d 3.01, 3.04, 3N, Mal d 4.03
 Produzione di proteine ricombinanti
Mal d 1 in E. coli
 Purificazione e separazione proteine
 Analisi immunologica con sieri di
pazienti
Approccio proteomico
Siero di paziente allergico
Siero di paziente non allergico
L’analisi delle proteine Mal d 1, 2, 3 e 4 con sieri di
pazienti pediatrici allergici mostra un segnale
maggiore rispetto ai controlli negativi
Approccio biotecnologico
Silenziamento genico di specifiche proteine Mal d 1
Trasformazione genetica in vitro di piantine di melo (cv. Elstar)
Piantine di melo trasformate
geneticamente
Diminuzione allergenicità delle piantine
di melo geneticamente trasformate
(Gilissen et al., 2005)
Conclusioni
 Variabilità genetica della specie MELO
 identificazione di genotipi ipoallergenici
 Diversa localizzazione degli allergeni nella mela
 diversa modalità di consumo in f (tipo di allergia)
Es. Mal d 3 localizzato nella buccia  sbucciare frutto per
allergia di tipo “mediterraneo” (da verificare)
 Messa a punto di strumenti per l’identificazione dei
determinanti dell’allergenicità
 genomici, trascrittomici e proteomici
Conclusioni
 Verificare l’influenza delle tecniche di coltivazione e
conservazione dei frutti sull’allergenicità
 Identificazioni delle migliori tecniche per diminuire il
potenziale allergenico
 Produrre nuove varietà migliorate
 dettagliate analisi nelle genebank di melo alla ricerca
di mele NON allergeniche (per specifici allergeni )
 costituzione di nuove varietà ipoallergeniche mediante
miglioramento genetico tradizionale
 Sviluppare nuovi prodotti biotecnologici (futuro)
 silenziamento mirato di specifici allergeni
Conclusioni
Importanza di approcci interdisciplinari per
ottenere mele ipo-allergeniche
Variabilità pianta – Variabilità pazienti
Ringraziamenti
DIMEC: Ricci G., Masi M., Belotti T., Dondi A.,
Giannetti A., Calamelli E.
BiGeA: Del Duca S., Serafini Fracassini D., Iorio A.R.
DipSA: Pagliarani G., Paris R., Savazzini F., Dondini L.
Delledonne M., Venturini L.
Botton A., Vegro M.
Van de Weg E., Arens P.