Université Paris XII VAL DE MARNE Année 2004/ , Avenue du Général de Gaulle Créteil Institut Universitaire Professionnalisé Maîtrise

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1 Université Paris XII VAL DE MARNE Année 2004/ , Avenue du Général de Gaulle Créteil Institut Universitaire Professionnalisé Maîtrise Sécurité des Aliments LES ALLERGIES ALIMENTAIRES : LES OGM Elodie BRETON Gwladys ROYER

2 Université Paris XII VAL DE MARNE Année 2004/ , Avenue du Général de Gaulle Créteil Institut Universitaire Professionnalisé Maîtrise Sécurité des Aliments LES ALLERGIES ALIMENTAIRES : LES OGM Elodie BRETON Gwladys ROYER

3 RESUME Les allergies alimentaires, réactions immunitaires, sont dues à l absorption d un allergène (protéine d un aliment) reconnu comme tel par le système immunitaire de l organisme. Elles peuvent engendrer des réactions plus ou moins importantes selon les individus et l allergène en lui même. Ces allergènes sont très variés, parmis eux se classent les protéines recombinantes qui, lorsqu elles sont incluses dans un organisme hôte, forment un Organisme Génétiquement Modifié (OGM). Le potentiel allergénique de ces protéines est évalué par plusieurs tests et leur commercialisation éventuelle est soumise à une réglementation stricte notamment au niveau de l étiquetage contenant des OGM et de la traçabilité de ces derniers. Mots clés : Allergies alimentaires Réactions immunitaires Allergène Protéines recombinantes Organisme Génétiquement Modifié Potentiel allergénique Évalué Réglementation stricte Étiquetage Traçabilité

4 Sommaire Introduction Les allergies alimentaires Définitions Classification des allergènes Les aliments allergisants Les allergènes des aliments Contamination croisée Épidémiologie de l allergie alimentaire Fréquences des allergies alimentaires En fonction de l âge En fonction des allergènes En fonction des organes En fonction des mécanismes Mécanisme Symptômes Diagnostic L histoire clinique L enquête alimentaire Les prick-tests cutanés Les patch-tests Le dosage des IgE spécifiques Le régime d éviction d épreuve Le test de provocation labial (TPL) Le test de provocation orale (TPO) D autres tests La prévention Les traitements Le traitement curatif Le traitement symptomatique La prévention Les perspectives thérapeutiques Allergènes de type Organismes Génétiquement Modifiés Définition Les protéines recombinantes potentiellement allergéniques Le transgène code un allergène connu Transgène et bouleversement métabolique de l organisme hôte Transgène : moyen de diminuer l allergénicité d un aliment? Evaluation du potentiel allergénique des protéines recombinantes La source de la protéine transgénique La détermination du degré d homologie en acides aminés avec les allergènes connus La réactivité par test immunologique utilisant des sérums d individus présentant des allergies connues au produit source Le test in vitro Le test in vivo Le degré de résistance à la digestion par la pepsine Modèle animal Conclusion sur le risque allergénique des OGM Réglementation Réglementation vis à vis des OGM Réglementation pour les allergènes Réglementation OGM/allergènes Conclusion... 25

5 Introduction L incidence des allergies alimentaires est en constante et inquiétante croissance. Des études récentes montrent que les allergies alimentaires concernent plus de 3% de la population générale. Ce chiffre peut paraître faible au regard du nombre d allergènes potentiels, mais c est une fraction non négligeable de la population qui est ainsi touchée. Elle constitue un groupe à risque important, d autant que la gravité des accidents observés est, elle-même, en augmentation. Le nombre de chocs anaphylactiques répertoriés comme étant consécutifs à une allergie alimentaire a été multiplié par cinq en dix ans. Beaucoup d entre eux sont maintenant mortels, notamment ceux provoqués par l ingestion de produits dérivés de l arachide. L allergie alimentaire est devenue un des aspects les plus graves et préoccupants de la toxicologie alimentaire. De plus, avec l industrialisation alimentaire, le risque de consommer un allergène masqué sont importants. Le nombre d aliments incriminés est lui aussi en augmentation, certainement en liaison avec la diversification des habitudes alimentaires et avec le développement des allergies respiratoires dues aux pollens. Des phénomènes de réactivité croisée entre allergènes de différentes origines apparaissent, dus à des fragments de molécules présentant des propriétés immunologiques et des caractéristiques de structure voisines. Les aliments nouveaux apparaissent comme des allergènes potentiels ; de nouvelles techniques de production ou de transformation, notamment la production de protéines recombinantes par transfert de gènes, peuvent faire apparaître ou rendre biodisponibles des structures immunoréactives ou entraîner des surexpositions à des substances déjà réactives. Dans une première partie, nous étudierons ce qu est l allergie alimentaire : sa définition, ses symptômes, les aliments incriminés, puis dans une seconde partie, nous nous intéresserons au cas particulier des OGM. Enfin dans un troisième temps, nous aborderons l aspect réglementaire des allergènes en le reliant au cas des OGM. 1

6 1 Les allergies alimentaires 1.1 Définitions [1] Il existe différents types de réactions adverses aux aliments : Les réactions toxiques, en relation avec la préparation des aliments, ou en présence de produits contaminés, comme par exemple la contamination microbienne. Les réactions non toxiques qui se différencient par leur mécanisme de survenue : Si le mécanisme est de type immunologique d hypersensibilité, alors on parle d allergie vraie Si le mécanisme est autre qu immunologique, alors on parle d intolérance alimentaire due, ici, aux mécanismes biochimiques propres à un individu. C est le cas par exemple de l intolérance au lactose qui peut, entre autre, se corriger par l absorption de produits fermentés. Allergies alimentaires vraies : ensemble des manifestations cliniques liées à une réponse immunologique dirigée contre des allergènes alimentaires qui peuvent être des aliments, dont les Organismes Génétiquement Modifiés, mais aussi des additifs ou des conservateurs. Ces manifestations cliniques peuvent être de nature digestive, ou bien peuvent concerner des éléments tels que la peau, la muqueuse nasale, enfin elles peuvent se caractériser par des manifestations anaphylactiques générales. Réponse immuno allergiques : réaction d hypersensibilité de type IgE dépendant*. Allergènes : ils sont absorbés par voie digestive : ces trophallergènes regroupent les allergènes contenus dans les aliments dont les OGM mais aussi certains additifs (tartrazine) et conservateurs (sulfites). Type de réactions adverses Mécanismes Exemples Réaction toxique Action toxique : produit contaminant Bactéries Toxines Réaction d intolérance Action de l histamine et amines biogènes issus des aliments Aliments fermentés, thon Libération non immunologique de Fraise Tartrazine l histamine par l aliment Déficit enzymatique individuel Intolérance au lactose Action chimique Modification métabolique Caféine (prostaglandine) Glutamate Réaction allergique Hypersensibilité immunologique à IgE Tableau 1 : réactions aux aliments et additifs alimentaires [1] Nombreux aliments et additifs 2

7 Fausses allergies alimentaires : manifestations cliniques dont les symptômes mais aussi les mécanismes miment ceux de l allergie. En revanche, l origine des mécanismes est de nature chimique et non immunologique. Il existe deux types d allergies alimentaires : Allergie alimentaire aiguë : les syndromes apparaissent et disparaissent rapidement et se reproduisent après la consommation de l aliment. (problème digestif, urticaire, manifestation cutanée, respiratoire, choc anaphylactique) Allergie chronique : troubles intestinaux, cutanés, respiratoires, rhinites, migraines. [1] 1.2 Classification des allergènes Tous les aliments de nature protéique peuvent théoriquement être à l origine d allergies alimentaires. En pratique, seuls certains le sont. Les facteurs favorisants sont les suivants : Caractéristiques biochimiques de l aliment qui conditionnent la résistance ou la sensibilité à la chaleur. La majorité des allergènes alimentaires résiste à la chaleur et à l acidité. Mode de préparation de l aliment. Mode de conservation. Consommation excessive de l aliment qui explique la répartition géographique des allergènes : l arachide est beaucoup consommé aux USA d où la forte proportion d allergies à l arachide dans ces pays. Capacité individuelle à se sensibiliser à un aliment Les aliments allergisants La liste des principaux aliments allergisants évolue également avec l âge des patients : les allergènes incriminés sont essentiellement d origine animale dans la petite enfance, pour être progressivement remplacés par les allergènes végétaux qui deviennent prédominants à l âge adulte. [2] Huit groupes d aliments restent cependant, en permanence impliqués dans environ 80 % des cas reconnus d allergies alimentaires. Ce sont : arachide, soja, noix noisettes, lait, œufs, poissons, crustacés, blé. Cette liste n est pas exhaustive ; d autres aliments peuvent également être des allergènes importants pour des fractions notables de la population, notamment un certain nombre de fruits chez les consommateurs adultes. [2] Les aliments allergéniques sont donc nos aliments de tous les jours. Ils sont sains, de bonne valeur nutritionnelle et biologique et sont consommés par la majorité de la population sans entraîner d effets secondaires. On peut donc se demander pourquoi certains individus ne peuvent les tolérer, alors que les autres, et souvent même des membres de leur propre famille les consomment sans problème, et quels sont les constituants qui sont responsables de ces allergies. [2] 3

8 1.2.2 Les allergènes des aliments En fait, l allergénicité d un aliment complexe est rarement, pour ne pas dire jamais, due à un constituant unique, mais au contraire, à un grand nombre de protéines elles-mêmes présentes parfois sous plusieurs isoformes. Elle peut également être due à des fragments «peptidiques» qui sont issus de leur clivage. Cet ensemble constitue le répertoire des allergènes pouvant être reconnus par les IgE d individus sensibles. Du fait de la diversité et de la variabilité de la réponse IgE humaine, liée elle-même à l hétérogénéité génétique de la population, certaines isoformes seulement pourront être reconnues par tel ou tel patient ; c est-à-dire que telle protéine sera un allergène pour un patient mais ne le sera pas pour un autre. Selon la fréquence de reconnaissance, on parle d allergène majeur (c est le cas quand plus de 50 pour cent de la population d individus sensibles réagit) ou d allergène mineur. Notons que le terme «mineur» ne se réfère qu à une fréquence de sensibilisation. Pour une personne sensibilisée, la gravité des symptômes d une réaction allergique à la suite de l exposition à un allergène peut être la même que l allergène soit considéré comme majeur ou comme mineur. [2] Les allergènes alimentaires sont très variés et très largement répandus. Ce sont généralement des glycoprotéines de masse molaire comprise entre 12 et 60 kda, voire des polymères de masse molaire plus élevée. Les allergènes sont souvent des constituants importants de l aliment, par leur masse ou leur concentration, mais pas toujours. Certaines protéines du lait, bien que présentes à l état de trace, sont reconnues par une fraction importante des patients allergiques au lait chez qui elles provoquent des manifestations cliniques sévères. Bien qu il n existe pas, a priori, de lien étroit entre les propriétés biologiques d une protéine et son caractère allergène éventuel, de nombreux allergènes se retrouvent dans des familles telles que : enzymes, protéines de transport, protéines de réserve, protéines de défense, etc. Ce sont des protéines dont les fonctions physiologiques et/ou métaboliques sont importantes voire essentielles pour l organisme végétal ou animal. Ce ne sont donc pas des constituants étranges ou étrangers, peu fréquents ou peu abondants, apparus récemment à la faveur de quelconques innovations culturales ou technologiques et qui provoqueraient ainsi une réaction de défense immunitaire ; les allergènes alimentaires sont, au contraire, associés à des fonctions et donc à des structures très conservées au cours de l évolution et qui se retrouvent de manière quasi ubiquitaires*. Les allergènes peuvent être de différents types : les allergènes de type animal, de type végétal, de type additif, de type Organisme Génétiquement Modifié. [1] Contamination croisée Les allergies croisées correspondent à des manifestations cliniques d allergie vis-àvis de plusieurs agents allergisants différents sans qu il y ait eu une sensibilisation préalable à chacun de ces agents. Ces manifestations reposent sur une sensibilisation croisée liée à la production d anticorps (IgE) croissants capables de reconnaître les différents allergènes en cause. Ces allergènes présentent des homologies allant de la présence d épitopes* communs à l identité de structure. Le fait que des agents allergisants appartenant à des espèces proches possèdent des allergènes semblables ou apparentés était une notion bien connue. [3] 4

9 En revanche, ce n est que récemment qu ont été mis en évidence des allergènes communs à des agents allergisants taxinomiquement éloignés, voire des pneumallergènes* et des allergènes alimentaires. La traduction clinique d une sensibilisation croisée est inconstante et dépend du nombre et du statut (allergène majeur ou mineur) des allergènes impliqués. Dans certains cas, cette sensibilisation peut ne pas avoir de conséquences cliniques ou n avoir des conséquences que secondairement. Le même allergène n est pas indispensable pour chacune des phases de la réaction allergique. La spécificité n est pas stricte et des réactions croisées entre allergènes différents, voire entre allergènes alimentaires et pneumallergènes pollens, qui possèdent des structures immunoréactives communes ou voisines, peuvent être observées. [2] 1.3 Épidémiologie de l allergie alimentaire Fréquences des allergies alimentaires Il existe au sein des allergies vraies, trois catégories d allergènes alimentaires: Allergènes fréquents (2/3) : œufs, poissons, noisettes, drupacées, lait, céleri, crustacés. Allergènes moins fréquents (1/4) : fruits exotiques, légumineuses, farine de blé, cacahuètes, moules, bœuf, pommes de terre, chocolat, noix, porc, fraises, moutarde. Allergènes exceptionnels (10%) : orange, banane, escargot, raisin, tomate ( ) et le calamar. En ce qui concerne la fréquence des allergies des OGM cela dépend de ce dernier. L épidémiologie de l allergie alimentaire varie en fonction de l âge, des allergènes, des organes et des mécanismes En fonction de l âge La fréquence des allergies alimentaires dépend de l âge de l individu. L allergie alimentaire est beaucoup plus fréquente chez l enfant que chez l adulte. L incidence des allergies alimentaires est évaluée entre 5 et 10 % chez les enfants de moins de huit ans. Elle est de 3 % chez l adulte mais elle est certainement sous estimée à l heure actuelle du fait de trois facteurs [4]. Ces trois facteurs contribuent à expliquer notre inégalité devant la survenue d allergies : La modification des habitudes alimentaires et du mode de préparation des aliments. L existence d un terrain prédisposé. L altération des mécanismes naturels de protection du tube digestifs. 5

10 En ce qui concerne le dernier point, il existe au niveau du tube digestif deux types de protection face à l alimentation, regroupés dans le tableau ci dessous : Mécanismes non immunologiques Ils s opposent à la pénétration des molécules de grosses tailles qui sensibilisent le système immunitaire. Mécanismes immunologiques Le système lymphoïde est : Associé au tube digestif : action locale Relié aux autres muqueuses de l organisme : mécanismes généraux d information. Tableau 2 : les protections du tube digestif [1] Enzymatique : enzyme salivaire, suc gastrique, enzyme pancréatique et intestinal Mécanique : mucus intestinal, paroi cellulaire Equilibre de la flore intestinale Qualité du transit intestinal Production locale d IgA* : protection et tolérance Production d IgG* Activation lymphocyte T : tolérance immunitaire. Lorsque ces mécanismes de protection et de tolérance aux allergènes alimentaires sont insuffisants, il se déclenche un mécanisme d hypersensibilité de type I*. [1] En fonction des allergènes Chez l enfant jusqu à 15 ans, cinq allergènes sont responsables de 82 % des allergies alimentaires : œufs de poule (51,8%), arachide (34,3%), lait de vache (11,6%), moutarde (8,9 %) et poissons (7,1%). Ainsi d après le tableau ci dessous, on constate que les adultes ne sont pas sensibles aux mêmes allergènes que les enfants. Enfants Adultes Œufs, cacahuètes, poisson, lait Drupacées*, ombellifères*, crustacés, œufs, poisson, lait Tableau 3 : allergènes alimentaires les plus fréquents [1] En fonction des organes L encadré ci dessous résume les atteintes des différents organes en fonction de l âge [4] : Appareil digestif : vomissements, constipation (protéines du lait de vache) Appareil cutané : urticaire aigu et dermatite atopique* (10%) Appareil respiratoire ; asthme et rhinite (8-17%) 6

11 En fonction des mécanismes Les formes les mieux connues sont IgE dépendantes avec des signes cliniques évoquant une réaction immédiate et retardée de type anaphylactique. D autres formes non IgE dépendantes appartiennent à des mécanismes de type III*, avec formation d immuns complexes, ou de type IV, hypersensibilité retardée rencontrée dans certaines formes d eczéma atopique Mécanisme L allergie alimentaire, en effet, est une réponse immunopathologique à un aliment ou à un composant d un aliment (allergène), par un individu génétiquement prédisposé (atopique). Elle est médiée par des anticorps spécifiques d une classe particulière : les IgE. C est la rencontre et l association de l aliment et du «terrain génétique» qui définit l allergène et non une caractéristique structurale, physicochimique intrinsèque. Les conditions environnementales ou les habitudes de vie et d alimentation peuvent constituer des facteurs favorisants ou adjuvants de l apparition d allergies mais seulement si les deux premières conditions sont déjà réunies. [2] L allergie alimentaire est une réaction individuelle, elle se distingue donc des phénomènes toxiques qui touchent l ensemble de la population exposée pour peu que la dose soit suffisante. Elle se distingue également des phénomènes d intolérance, comme l intolérance au lactose, qui touchent des groupes de population importants présentant par exemple un déficit enzymatique. Il ne faut pas non plus la confondre avec les intoxications histaminiques dues à des aliments fermentés ou avec des pseudo-allergies alimentaires qui peuvent provoquer les mêmes symptômes mais ne sont pas médiées par le système immunitaire et les IgE (Fig. 1). [2] Réactions secondaires Aversion/dégoût Toxiques Non Toxiques Immunologiques Non immunologiques Intolérance alimentaire? Aversion/ dégoût Non médiée par IgE Médiée par IgE Allergie Alim. Enzymatique Pharmacologique Pseudo allergie Figure 1 : Classification des effets indésirables des aliments [2] Allergie non alimentaire 7

12 La réaction allergique se déroule en deux phases distinctes, séparées dans le temps (schéma 1) : Lors d un premier contact se produit la sensibilisation, silencieuse, avec induction de la synthèse d IgE spécifiques ; on parle alors d une réponse immunitaire de type Th2*, mettant en jeu une sous population particulière de lymphocytes T «helper», par opposition à la réponse immunitaire «protectrice» dite de type Th1*. Plus tard, lors de contacts ultérieurs avec le même allergène ou avec des composés apparentés, a lieu la phase de déclenchement de la réaction allergique avec manifestation des symptômes cliniques. Ceux ci sont dus à la libération de médiateurs pharmacologiquement actifs (histamine, prostaglandines...) par les cellules effectrices de l allergie que sont les basophiles sanguins et les mastocytes tissulaires. [2] Les mécanismes de la sensibilisation restent mal connus, mais ils impliquent vraisemblablement une exposition minimale à l allergène sensibilisant. [2] En revanche, il n y a pas de relation dose réponse bien établie pour la provocation et/ou la gravité d une réaction allergique : des chocs graves sont parfois déclenchés par l ingestion de traces très faibles de l allergène, qui peut être présent dans un aliment en tant que constituant naturel mais qui peut également y avoir été ajouté à des fins technologiques. [2] Schéma 1 : Mécanismes de l allergie IgE dépendante [14] 8

13 1.3.3 Symptômes Les symptômes de l allergie alimentaire sont très nombreux, cependant, certains sont plus fréquents que d autres. De plus, les symptômes peuvent survenir immédiatement après l ingestion de l aliment ou quelques heures après. Le patient peut présenter seulement un seul symptôme mais le plus souvent il existe une association de symptômes. Les différentes réactions possibles sont les suivantes : Réactions généralisées : ce sont des réactions anaphylactiques pouvant aller jusqu au décès du patient. Réactions cutanées : angio-œdème et urticaire sont des réactions cutanées fréquentes. On trouve aussi des dermatites atopiques en particulier chez l enfant. Réactions respiratoires : l asthme et la rhinite sont des symptômes qui surviennent rarement seuls. L existence d un asthme chez un patient allergique à l arachide constitue un facteur de risque de la survenue de réactions allergiques mettant en jeu le pronostic vital. Réactions gastro-intestinales : douleurs abdominales, nausées et vomissements, diarrhées, sont des symptômes classiques mais peu spécifiques. Autres symptômes : conjonctivite, syndrome oral (œdème de la langue par exemple). D autres symptômes restent cependant controversés comme la fatigue chronique, la migraine, la dysurie et l arthrite. [5] Diagnostic [6] Il n existe pas une démarche diagnostique unique. Cependant, l exploration débute toujours par les prick-tests cutanés, éventuellement complétée par un dosage des IgE sériques spécifiques. Elle est guidée par l arbre décisionnel résumé sur la Figure 2. Figure 2 : Arbre décisionnel pour le diagnostic d une allergie alimentaire. [6] AA : allergie alimentaire ; TPL : test de provocation labial ; TPO : test de provocation par voie orale. 9

14 L histoire clinique Elle oriente les investigations : une anaphylaxie aiguë dans l heure suivant l ingestion d un aliment isolé, connue depuis moins de 3 ans, et ayant nécessité un traitement médical d urgence est suffisante pour porter le diagnostic d allergie alimentaire. En dehors de cette situation, des investigations complémentaires sont nécessaires L enquête alimentaire L enquête détermine la fréquence de consommation des aliments, repère la présence d allergènes masqués, détermine les relations chronologiques des symptômes par rapport à l ingestion des aliments, évalue les additifs couramment ingérés et les éventuels déséquilibres nutritionnels responsables de fausses allergies alimentaires Les prick-tests cutanés Les tests sont réalisés avec des extraits commerciaux ou des aliments frais. La spécificité et la valeur prédictive négative sont excellentes pour certains extraits, de sorte que leur négativité pourrait exclure une sensibilisation alimentaire. Par contre, un test cutané positif n est que le témoin d une sensibilisation ; il s impose de poursuivre les explorations afin de savoir s il existe une véritable allergie alimentaire caractérisée par des symptômes cliniques Les patch-tests Les patch-tests alimentaires ont été récemment développés pour explorer la dermatite atopique. Ils sont réalisés avec les aliments naturels (par exemple le lait de vache, l œuf, la farine de blé et le soja pour une dermatite atopique du nourrisson). L interprétation doit tenir compte d éventuels urticaires au contact de la zone d application des tests, surtout décrits pour l œuf, et qui n ont aucune valeur diagnostique Le dosage des IgE spécifiques Il apporte une confirmation de la sensibilisation IgE-médiée dépistée par les tests cutanés. Il est effectué en première intention lorsque les tests cutanés ne sont pas réalisables. La technique CAP Systemt (Pharmacia) est actuellement la méthode de dosage de référence. Pour le blanc d œuf, l arachide, le poisson, le lait de vache, le blé et le soja, les valeurs seuils établies permettent de guider les mesures d éviction et réduisent les indications des tests de provocation. Pour les autres aliments dont les valeurs prédictives positives et négatives n ont pas été précisées, des investigations complémentaires sont nécessaires. De plus, une histoire clinique évocatrice associée à des prick tests et des IgE spécifiques négatives doit conduire à contrôler le bilan allergologique. 10

15 Le régime d éviction d épreuve Ce régime est une alternative aux tests de provocation, en particulier en cabinet de ville, éloigné d un centre spécialisé. L amélioration des symptômes, sous éviction de l aliment, permet d évoquer son rôle dans le déclenchement des manifestations. De même, la réapparition des symptômes à la réintroduction de l aliment est un argument en faveur de l allergie. Le régime doit être longuement expliqué pour éviter l ingestion d allergène masqué Le test de provocation labial (TPL) Le TPL est simple, rapide, et réalisable en cabinet de ville. Il consiste à mettre en contact l aliment avec la muqueuse labiale dans le but de produire une réaction locale, reflet de la réponse IgE à l antigène. Le TPL est considéré comme positif à partir d un stade 3 (urticaire de contiguïté ou plus). Néanmoins, la faible sensibilité du TPL impose de poursuivre par un test de provocation orale, s il est négatif Le test de provocation orale (TPO) Le TPO représente la pierre angulaire du diagnostic. Il différencie la simple sensibilisation de l authentique allergie alimentaire. Il reproduit l histoire clinique en administrant des doses progressives de l aliment suspecté. Le TPO doit impérativement être réalisé dans des structures hospitalières, aptes à prendre en charge des réactions allergiques graves, géographiquement proches d une unité de soins intensifs, avec un personnel médical et non médical hautement spécialisé. Avec toutes ces réserves, le TPO est le seul test qui identifie la dose cumulée réactogène et le type de réactions cliniques déclenchées par l ingestion de l aliment. Il permet de mieux évaluer le risque encouru par une consommation accidentelle et guide les mesures thérapeutiques : degré d éviction, adaptation de la trousse d urgence D autres tests Ils sont réalisés dans certaines situations cliniques. Des signes digestifs dominants conduisent à explorer la souffrance de la muqueuse digestive à l aide de biopsies intestinales ou d un test de perméabilité intestinale La prévention La prévention de l allergie alimentaire passe en général par un régime d éviction*, c est-à-dire la non consommation de l aliment susceptible d être allergisant. Le problème réside dans le fait que le nombre de patients allergiques augmente parallèlement au nombre de produits allergisants : un régime strict est donc très difficile. La seconde solution serait de supprimer l allergénicité des aliments par des procédés biotechnologiques, en retirant de ces aliments ou en modifiant le constituant qui serait responsable de l allergie lors de la production ou de la transformation. 11

16 Enfin, les traitements thermiques peuvent également modifier la protéine allergénique, en lui faisant perdre sa conformation et donc son pouvoir allergénique. Cependant ces deux dernières solutions sont à nuancer. En effet, les protéines peuvent être réduites dans des proportions importantes, sans que l on sache si le seuil résiduel atteint sera suffisamment bas pour ne pas provoquer de réactions chez les individus très sensibles. [2] Les traitements Le traitement curatif [7] Il repose sur le régime d éviction. Celui-ci peut être très difficile à observer s il s agit d un allergène courant (arachide, noisette, etc.). Il faut donc donner des renseignements précis à l enfant ou à ses parents. L aide d une diététicienne est plus souvent indispensable. Le PAI permet l insertion en milieu scolaire. Le patient doit connaître les risques d allergies croisées entre certains groupes d aliments et être muni d une carte signalant ces allergies et la conduite à tenir en cas d ingestion accidentelle. Seule l éviction totale peut permettre au patient de perdre à terme son allergie : cependant, lorsque ce régime est trop astreignant, on sait qu il est souvent possible de déterminer par TPO, le seuil en deçà duquel il n y aura pas de manifestation allergique, en cas d ingestion de faibles quantités d allergènes Le traitement symptomatique [7] En cas de manifestation anaphylactiques ou d œdème de Quincke avec œdème à la glotte, l ingestion d adrénaline est le traitement de première intention. La voie intramusculaire permet d obtenir plus rapidement que la voie sous-cutanée, un pic sérique efficace, la voie intraveineuse étant réservée à la réanimation. Le stylo autoinjecteur permet au patient de s auto-administrer 0,15 ou 0,30 mg d adrénaline (enfant et adulte). Les antihistaminiques et les corticoïdes ont leur place en deuxième intention, sauf dans le cas de l urticaire ou de l angio-œdème non compliqués La prévention [7] Il semble que l alimentation au sein protègerait le nouveau-né, du moins si la mère évite l ingestion des allergènes alimentaires les plus puissants pendant la grossesse. Sinon il y a un risque de sensibilisation du fœtus expliquant des manifestations allergiques dés le premier repas diversifié. Cette diversification doit être retardée au minimum après l âge de quatre mois, en évitant les aliments les plus immunogènes (arachide, noisettes, fruits à coque, poissons) Les perspectives thérapeutiques [7] La désensibilisation Actuellement des études sont en cours avec des allergènes modifiés qui conservent une action sur les lymphocytes T tout en étant incapables de se lier aux IgE, donc d entraîner des réactions allergiques indésirables. On peut penser que la caractérisation ADN des 12

17 allergènes les plus puissants pourrait permettre de produire des aliments modifiés ne contenant plus ces allergènes. Les OGM On peut penser que la caractérisation ADN des allergènes les plus puissants pourrait permettre de produire des aliments modifiés ne contenant plus ces allergènes. L allergénicité d un aliment complexe est rarement due à une seule protéine, mais à un grand nombre, pouvant elle même présenter de nombreuses isoformes. L allergénicité est d origine multigénique. Cet ensemble constitue le répertoire des allergènes pouvant être reconnus par les IgE d individus sensibles. Chaque individu sensible réagira à une partie de cet ensemble. On ne dispose pas actuellement de test universel fiable et pertinent et il faut donc faire appel à différentes approches selon les cas. L origine de la protéine étrangère ou du transgène introduit est un élément important de la stratégie d évaluation des risques. 2 Allergènes de type Organismes Génétiquement Modifiés 2.1 Définition [8] Un organisme génétiquement modifié (OGM) est un organisme (animal, végétal, bactérie) dont on a modifié le code génétique (ensemble de gènes) par une technique nouvelle dite de "génie génétique" pour lui conférer une caractéristique nouvelle. Ce processus s'inspire des techniques de sélection ou de mutation, qui existent déjà dans le monde agricole. Les trente dernières années ont vu se développer des techniques modernes de "génie génétique", consistant à introduire un ou plusieurs gènes dans le patrimoine génétique d'un organisme et de construire des organismes dits "génétiquement modifiés" (organismes génétiquement modifiés -OGM- et les micro-organismes génétiquement modifiés -MGM). Ces techniques permettent de transférer des gènes sélectionnés d'un organisme à un autre, y compris entre des espèces différentes. Elles offrent ainsi potentiellement la possibilité d'introduire dans un organisme, n'importe quel caractère nouveau, dès lors que le ou les gène(s) correspondants ont été identifiés au préalable. La transformation génétique peut être effectuée sur de nombreuses espèces végétales, depuis les céréales jusqu'aux légumes ou aux arbres. En tout, ce sont plus de 60 espèces qui peuvent être transformées. Les OGM les plus avancés correspondent surtout à des espèces de grande culture comme le maïs, la betterave et le colza. Les gènes introduits sont très divers mais actuellement, ce sont principalement des caractères d'intérêt agronomique qui sont le plus développés 13

18 Le génie génétique joue déjà un rôle important et peut concerner, à l'avenir, différents domaines : Dans le domaine médical, la production d'hormones à partir de bactéries génétiquement modifiées contenant le gène de croissance humaine a permis depuis le début des années 1980, de traiter de nombreux cas de nanisme. La production et commercialisation de vaccins anti hépatite B ont été obtenues à partir de microorganimes génétiquement modifiés. La thérapie génique a d'ores et déjà été expérimentée pour des pathologies très diverses, du cancer aux maladies cardiovasculaires, de la myopathie à la mucoviscidose. A l'avenir, le génie génétique pourra, par exemple, permettre de lutter contre certaines maladies et de mettre en œuvre de nouveaux procédés d'obtention de produits thérapeutiques tels que l'insuline ou l'hormone de croissance. Dans le domaine agricole, des plantes génétiquement modifiées, telles que le maïs, la betterave et le colza possèdent des propriétés de résistance, à des insectes ennemis des cultures, de tolérance à certains herbicides, permettant alors d'en utiliser moins et de façon plus raisonnée, ou d'utiliser des produits plus respectueux de l'environnement ou encore de simplifier les itinéraires techniques. En outre, le génie génétique ouvre de nouvelles possibilités, jusqu'alors peu exploitées, en termes d'adaptation des plantes de culture à des conditions extrêmes telles que la sécheresse, la salinité, le froid ou les maladies (résistance au doryphore de la pomme de terre, par exemple). Le génie génétique pourrait également permettre d'éliminer des substances toxiques produites naturellement par les plantes. Dans le domaine de l'alimentation, certains aliments génétiquement modifiés, tels que la tomate dont la maturation est ralentie, ont été autorisés dans le monde, mais pas en Europe. En revanche, des aliments hautement transformés, issus de matières premières génétiquement modifiées, sont susceptibles d'être commercialisés. Aucun aliment génétiquement modifié n'est aujourd'hui autorisé en Europe. Des perspectives de développement sont attendues, avec de nouveaux aliments possédant des caractéristiques telles que l'enrichissement du riz en vitamine A ou en fer, une diminution de la quantité de nitrates dans les salades, une modification en acides gras des huiles, afin de limiter les risques de maladies cardiovasculaires. Dans le domaine environnemental, on pourra envisager d'utiliser des microorganismes permettant de dépolluer les sols contaminés et plus généralement d'éliminer les contaminants de l'environnement. Les biotechnologies employant aujourd'hui des enzymes permettent de traiter les eaux usées industrielles. Liste non exhaustive d aliments OGM : canne à sucre, haricot, escargot, crevette, huître, levures de bière, ferments lactiques, manioc, cacao, betterave, cresson, chou, noix, chou-fleur, ananas, orge, coton, courge, papaye, maïs, lin, asperge, concombre, patate douce, melon, luzerne, aubergine, pomme de terre, oeillet, melon, blé, fraise, soja, riz, pois, tabac, petits pois, tournesol, poivron, tomate, brocoli, kiwi, pomme, cacahuète, laitue, prune, canne à sucre, raisin, moutarde, noix du brésil, endive, eucalyptus, carotte, moutarde, café, chicorée, sorgho, myrtille, cochon, souris (des centaines de lignées), saumon, lapin, carpe, chèvre, taureau, lapin, champignons... 14

19 2.2 Les protéines recombinantes potentiellement allergéniques L augmentation croissante de la population mondiale (on prévoit 2,5 milliards d individus en plus, d ici 25 ans) fait que le besoin alimentaire est de plus en plus important. Les rendements devront donc être augmentés, et le génie génétique semble apporter une contribution significative face à ce phénomène. Outre le problème d acceptation dans l alimentation dans certains pays, les OGM constituent un risque dans les allergies alimentaires de par la production de nouvelles protéines dans un organisme donné. [9] Le transgène code un allergène connu [10] Dans ce cas, il est fortement probable que la plante va exprimer la protéine exogène avec son potentiel allergénique. C est le cas par exemple du soja, dans lequel on a intégré un gène codant l albumine 2S de la noix du Brésil (protéine de réserve riche en méthionine et cystéine). Cela a été réalisé dans le but de rééquilibrer la composition protéique et augmenter la valeur biologique du soja (pauvre en acides aminés soufrés) pour l alimentation animale. Dans ce cas, le soja a provoqué une réaction allergique chez les patients sensibles à la noix du Brésil. La β-lactoglobuline recombinante, exprimée dans E.coli, à des fins de recherches, possède les mêmes caractéristiques immunologiques que la β-lactoglobuline bovine, allergène majeur du lait de vache, reconnu par plus de 60% des patients allergiques et naturellement présente dans le lactosérum. Que ce soit pour l albumine ou la lactoglobuline il n y a vraisemblablement pas de différence d allergénicité entre une protéine recombinante et la protéine conventionnelle correspondante qui lui est équivalente Transgène et bouleversement métabolique de l organisme hôte L allergénicité d un aliment est rarement due à un constituant unique, mais au contraire, à un grand nombre de protéines, pouvant elles-mêmes présenter de multiples isoformes. Le transgène inséré peut il modifier le niveau d expression de certaines protéines allergéniques présentes dans les lignées conventionnelles? Chez le soja, des chercheurs américains ont montré que l introduction du gène codant la protéine qui confère la résistance à un herbicide, le glyphosate, ne semble pas avoir entraîné de modifications, tant qualitatives que quantitatives, dans la composition en allergènes endogènes de différentes variétés commerciales. 15

20 Cependant, des industriels américains ont cherché à concevoir une cacahuète «light», afin de pallier aux problèmes d obésité très présents aux Etats Unis. Pour cela, par modification génétique, on a bloqué la voie de la réaction donnant les graisses de la cacahuète : Précurseurs de matière grasse matière grasse Cette modification génétique a pour conséquence d accumuler les précurseurs des graisses qui ont malheureusement un effet sur le promoteur de l arachine. Donc l augmentation des précurseurs a entraîné une surexpression de l arachine allergénique. La cacahuète light est alors devenue hyperallergénique! Transgène : moyen de diminuer l allergénicité d un aliment? [10] Des chercheurs japonais ont fabriqué un riz transgénique en insérant un ADN antisens de l ADN codant pour une globuline considérée comme allergène majeur. Ce riz contient effectivement moins de cette globuline que le riz naturel, mais cette protéine reste toujours présente en quantité non négligeable et d autres allergènes «mineurs» n ont pas été éliminés : il n est donc pas établi que ce riz «hypoallergénique» soit toléré par les individus sensibles. Le risque potentiel d allergénicité des organismes génétiquement modifiés est, d après ces différents exemples, très présents. C est pourquoi le risque allergique de toutes ces innovations technologiques doit être évalué. L évaluation du risque lié au transgène est difficile du fait de l insuffisance des données historiques, cliniques et épidémiologiques. Il faut donc se tourner vers des méthodes indirectes d évaluation ou de prédiction de l allergénicité. L évaluation repose sur l identification de la source de la protéine transgénique, la détermination du degré d homologie en acides aminés avec les allergènes connus, la réactivité par test immunologique utilisant des sérums d individus présentant des allergies connues au produit source, le degré de résistance à la digestion par la pepsine et l étude de modèles animaux. [10] 16

21 2.3 Evaluation du potentiel allergénique des protéines recombinantes [11] La source de la protéine transgénique La source du gène transféré est la première variable à considérer dans l évaluation du potentiel allergique. Si le gène est issu d une source connue pour être allergique, alors il est nécessaire de s assurer que ce gène ne code pas d allergènes connus. C est ce qui s est passé avec le transgène de la noix du Brésil, c est pourquoi le soja modifié, obtenu au laboratoire, n a jamais été commercialisé La détermination du degré d homologie en acides aminés avec les allergènes connus Toutes les protéines exprimées dans les plantes génétiquement modifiées, qui ont été mises sur le marché aux Etats-Unis, ont été examinées en comparant leur séquence en acides aminés avec celles d allergènes connus et publiées dans les bases de données publiques. La comparaison des séquences se réalise par bioinformatique notamment par l outil FASTA (base de données de séquences protéiques et nucléotidiques). L existence de fragments comportant une succession de minimum 8 résidus d acides aminés identiques ou chimiquement similaires, est considéré comme significatif sur le plan immunologique et donc comme une présomption d allergénicité. Par contre, l absence de séquences communes ou voisines d une telle longueur, ne constitue pas une garantie formelle d innocuité en raison de : La pauvreté des informations disponibles dans les banques de données où trop peu d allergènes sont répertoriés Des petites séquences homologues de moins de 8 acides aminés peuvent se rapprocher lors du repliement de la molécule et participer à la formation de structure immunoréactive. C est le cas de la β-lactoglobuline qui n est pas répertoriée comme allergène dans les banques de données. Cependant les réactivités croisées entre allergènes alimentaires et pneumallergènes ont permis de mettre en évidence l existence d épitotes communs et d expliquer le lien entre une allergie alimentaire et une allergie respiratoire par le biais d allergènes de structures proches. C est pour cela qu il est important de réaliser l ensemble des tests d évaluation du potentiel allergénique. 17

22 2.3.3 La réactivité par test immunologique utilisant des sérums d individus présentant des allergies connues au produit source Lorsque le gène transféré provient d une source allergique connue ou si une homologie significative avec un allergène connu a pu être mis en évidence, des tests de liaisons aux IgE in vitro et in vivo doivent être réalisés Le test in vitro Plusieurs techniques immunologiques peuvent mettre en évidence la présence d un allergène transféré à la plante cible : dosage radioimmunologique, test immunoenzymatique ELISA, ou des immunoblot*. Tous les résultats positifs à ces tests indiquent qu un allergène potentiel a été transféré, et il est alors recommandé que soient étiquetés tous les aliments dérivés de la protéine génétiquement modifiée en question, afin d informer le consommateur de la présence d un gène issu de cette source Le test in vivo Le but est d évaluer si la protéine transférée peut stimuler des réactions induites par IgE. Ces évaluations reposent sur : des tests cutanés ou des tests de provocation orale. Dans le cas où des patients sensibles auraient subi une réaction positive à l un des tests, les aliments dérivés de la protéine génétiquement modifiée évaluée nécessiteraient alors une information par étiquetage Le degré de résistance à la digestion par la pepsine Ce test a pour objectif d évaluer la sensibilité d une protéine à la digestion, dans des conditions fixées in vitro. Le but est donc d évaluer le potentiel allergénique d une protéine. C est ainsi que tous les potentiels d allergènes actuellement connus ont été évalués. Ainsi dans des conditions expérimentales particulières, il a été observé que tous les allergènes alimentaires étaient plus résistants à l hydrolyse pepsique que des protéines communément rencontrées dans les végétaux ou encore de protéines transgéniques. Dans l exemple ci dessous, on constate en effet, que des allergènes de type ovalbumine sont stables pendant au moins 60 minutes dans un test de digestion tandis que les protéines trangéniques sont hydrolysées en moins de 15 secondes. Protéines Stabilité (min) Pourcentage des protéines totales de l aliment Allergène de l œufs et du lait Ovalbumine Lactoglobuline 60 9 Ovomucoïde 8 11 Caséine 2 80 BSA (lait) 0,5 1 Lactalbumine 0,5 4 Tableau 4 : stabilité d allergènes alimentaires courants évalués par test de digestion à la pepsine [11] 18

23 Protéines Stabilité (s) % des protéines totales de l aliment Cry 1A 30 <0,01 CP4 EPSPS <15 <0,1 Glyphosphate oxydoréductase <15 <0,01 ACC désaminase <15 0,4 Béta-D-glucronidase <15 0,01 nptii <10 <0,01 Tableau 5 : instabilité relative de protéines transgéniques évaluées par le même test [11] Ces résultats indiquent que le potentiel allergénique d un OGM est moins important que les allergènes connus, puisque les protéines transgéniques sont détruites par des enzymes digestives. Cependant ces critères n ont pas de valeur absolue, ainsi la caséine, protéine dégradée lors de la digestion, se révèle être un allergène aussi puissant que la β- lactoglobuline, protéine résistante aux protéases. D autres évaluations peuvent compléter celles déjà réalisés, comme les modèles sur animaux qui donnent une évaluation directe du potentiel de sensibilisation d une nouvelle protéine Modèle animal De nombreux travaux ont visé à développer des modèles animaux permettant une évaluation directe du potentiel de sensibilisation d une nouvelle protéine, sur la base du niveau de production des IgE en réponse à la protéine testée. Les animaux expérimentés sont les rongeurs, les chiens et les porcs. Dans chacun des modèles, il est nécessaire d évaluer de nombreux facteurs comme la voie de sensibilisation, la dose, l utilisation d adjuvants, l âge, le régime ou la génétique. Malheureusement ces travaux n ont pas encore aujourd hui permis de développer un modèle qui soit utilisable, de façon fiable, dans l évaluation du potentiel allergénique de nouvelles protéines chez des sujets naïfs. Ceci est dû à la complicité des réponses immunitaires impliquées dans les allergies alimentaires, et au fait que les animaux utilisés ont été, à l origine, développés pour comprendre les mécanismes de l allergène plutôt qu à évaluer le potentiel allergénique. L expérimentation animale ne permet donc pas de fournir, pour l instant des modèles pertinents extrapolables à l homme. Dans le cas de l étude de l allergénicité de la noix du Brésil, les essais sur la souris avaient même conduit à considérer l albumine 2S comme un allergène mineur, voire un tolérogène! [10] 19

24 2.4 Conclusion sur le risque allergénique des OGM [11] Le risque allergique est pris en considération, du fait des risques d émergence de nouvelles structures immunoréactives qui pourraient être engendrées par les nouvelles technologies. L analyse se fait différemment selon que le transgène provient d un aliment allergénique connu, ou d un aliment dont l allergénicité est peu, ou voire jamais, évoquée. Un arbre de décision (Cf. Figure 2) permet d évaluer le risque allergénique des protéines exprimées, en tenant compte de divers critères dont l homologie avec une séquence allergénique connue, la stabilité à la digestion et aux processus industriels et les résultats de tests de provocation chez des sujets sensibles. D autres facteurs peuvent jouer un rôle dans l activité allergénique de l OGM : la teneur en protéine d intérêt exprimée, ainsi que les interactions potentielles entre l expression du transgène et les gènes codant pour les allergènes naturels. Source du gène (allergénique/non allergénique) oui non Homologie de séquence Homologie de séquence oui Tests de sérums spécifiques oui non oui non non Tests de sérums ciblés non Allergénicité probable oui Résistance à la pepsine et modèles animaux +/+ +/- -/- haute basse probabilité d allergénicité Figure 3 Arbre de décision pour l évaluation du potentiel allergène des aliments dérivés d OGM [11] L ensemble de ces risques est susceptible de modifier l allergénicité de l aliment final en augmentant ou en diminuant son allergénicité naturelle, ou encore en créant de nouvelles structures immunoréactives. La mise en évidence d un caractère allergénique de l aliment considéré, n implique pas obligatoirement un refus de mise sur le marché, puisqu il ne présente pas un danger pour l ensemble de la population. Néanmoins, la réglementation impose un étiquetage spécifiant cette allergénicité, de façon à prévenir les risques pour les personnes sensibles à la substance mise en cause. 20

25 Dans le cas des OGM, deux problèmes se posent vis à vis de la réglementation. En effet, l étiquetage des produits à base ou contenant des OGM, devront être soumis à la fois à la réglementation en vigueur vis à vis des OGM, et à la réglementation vis à vis des allergènes alimentaires. 3 Réglementation 3.1 Réglementation vis à vis des OGM Les règles en matière d étiquetage des produits alimentaires élaborés ou obtenus à partir d organismes génétiquement modifiés, sont issus de deux règlements européens : le règlement du 27 janvier 1997 et le règlement du 26 mai Ces règlements imposent que tous les produits alimentaires contenant des OGM ou obtenus à partir d OGM soient mentionnés sur l étiquetage de manière claire et précise. L étiquette doit informer le consommateur de la présence d OGM ou de toute nouvelle matière non présente dans une denrée alimentaire équivalente, et qui peut avoir des incidences sur la santé ou susciter des réserves d ordre éthique. Les mentions étiquetées seront généralement les suivantes : «génétiquement modifié», «issu d OGM», «modifié par des biotechnologies nouvelles». Afin de prendre en compte la coexistence des filières OGM et conventionnelles, des seuils d exemption d étiquetage et de traçabilité sont prévus : les dispositions d étiquetage et de traçabilité ne s appliquent pas aux produits contenant moins de 0,9% d OGM ou de dérivés et pour lesquels, les opérateurs sont en mesure de démonter qu ils n ont pas utilisé d OGM. La présence d OGM est alors considérée comme ayant un caractère fortuit. [17] L obligation de traçabilité introduite par le règlement (CE) n 1830/2003 permet de tracer le cheminement des OGM et de leurs dérivés alimentaires, tout au long de la chaîne de production et de distribution, avec, pour principal objectif la fiabilité de l étiquetage dit «de production». Les opérateurs mettant sur le marché des OGM ou leurs dérivés devront indiquer à leurs clients, la caractéristique transgénique des produits. [17] Le principal risque évoqué précédemment, est celui qui concerne la nature du gène et du risque allergique. Pour les OGM, le gène introduit code pour une protéine. La principale crainte concerne alors l effet éventuel d une protéine que l on ne rencontre pas souvent dans l alimentation. Mais on dispose de toute la panoplie de tests des propriétés allergiques d une substance. De plus, comme on connaît la protéine, ces tests peuvent se faire, a priori, avant d autoriser la production d OGM. [12] Pour les aliments OGM ou dérivés d OGM, deux cas se présentent : l OGM est déjà autorisé dans le cadre de la directive 2001/18/CE : le dossier d autorisation de mise sur le marché, doit contenir, la copie du consentement écrit pour la dissémination, les résultats de la dissémination en ce qui concerne les risques pour l environnement et la santé humaine, et la décision d autorisation de mise sur le marché correspondant à la partie C de la directive 2001/18/CE (art.9). l OGM est non autorisé dans le cadre de la directive 2001/18/CE : le dossier d autorisation de mise sur le marché doit également contenir le dossier technique complet contenant les informations requises à l article 13 de cette même directive. 21