: le point sur la puce ISAC

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1 Diagnostic biologique de l allergie : le point sur la puce ISAC Alain Didier et Claire Mailhol Service de Pneumologie-Allergologie CHU de Toulouse Journée Toulousaine d allergie 26/03/11

2 Diagnostic biologique de l allergie Avancées diagnostiques Diagnostic à l échelon moléculaire Raisonnement par famille moléculaire Différencier sensibilisation primaire et sensibilisation croisée Etablir un risque de réaction sévère Meilleure sélection des indications d ITS

3 D une vision macromoléculaire culaire à une vision moléculaire des allergènes Bet v 1 Bet v 2 Bet v 1, Gajhede 1995

4 LA POUSSIERE DE MAISON : UNE MOSAIQUE D'ALLERGENES

5 Principales Principales caractéristiques caractéristiquesdes desallergènes allergènesdes des acariens acariens

6 Principales caractéristiques des allergènes des acariens (suite)

7 Diagnostic moléculaire de l allergie : quelques définitions Allergène : protéine immunoréactive (IgE) Natif : source d allerg allergènes purifiés (extraction par technique immuno-biochimique) Recombinant : séquence d acides aminés clonés incorporés dans un micro-organisme organisme (bactérie, levure.) Nomenclature officielle Identifiés par n ou r Exemple r Bet v1 3 premières lettres du genre Première lettre de l espèce Ordre de leur découverte

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9 Avantages des Allergènes Recombinants Mieux caractérisés Plus reproductibles Standardisables Dépourvus de molécules non allergéniques telles que les fractions glycosylées (signal non spécifique lors de la détection d IgE)

10 Diagnostic moléculaire de l allergie : molécules actuellement disponibles pour le dosage d IgE spécifiques en allergie respiratoire (non exhaustif) Acariens Acariens : nder p1, rder p2, rder p10 Pollens: Graminées Phléole : rphl p 1, rphl p 2, rphl p 4, rphl p 5b, rphl p 6, rphl p 7, rphl p 11, rphl p 12, rphl p 1-r Phl p 5b, rphl p 7-rPhl p 12 Cynodon: ncyn d1 Arbres Bouleau : rbet v 1, rbet v 2, rbet v 4, rbet v 6, rbet v 2-rBet v 4 Olivier : nole e 1 Cyprés : n Cup a1 Herbacées es Pariétaire: rpar j 2 Ambroisie: namb a1 Armoise: nart v3, nart v1 Moisissures Aspergillus: r Asp f1, r Asp f2, r Asp f3, r Asp f3, r Asp f4, r Asp f6 Alternaria: r Alt a1 Animaux Chien: r Can f1, r Can f2, r Can f3 Chat: r Fel d1, r Fel d2 Bœuf: n Bos d6 Porc: n Sus s

11 Food of Plant Origin f416 rtri a 19 Omega-5 Gliadin, Wheat f354 rber e 1 Brazil nut Bertholletia excelsa f352 rara h 8 PR-10, Peanut Arachis hypogaea f353 rgly m 4 PR-10, Soy Glycine max f417 rapi g 1.01 PR-10, Celery Apium graveolens f419 rpru p 1 PR-10, Peach Prunus persica f421 rpru p 4 Profilin, Peach Prunus persica f420 rpru p 3 LTP, Peach Prunus persica f422 rara h 1 Peanut Arachis hypogaea f423 rara h 2 Peanut Arachis hypogaea f424 rara h 3 Peanut Arachis hypogaea f427 rara h 9 LTP, Peanut Arachis hypogaea f428 rcor a 1 PR-10, Hazel nut Corylus avellana f430 ract d 8 PR-10, Kiwi Actinidia deliciosa f425 rcor a 8 LTP, Hazel nut Corylus avellana Food of Animal Origin f323 ngal d 3 Conalbumin, Egg Gallus domesticus f232 ngal d 2 Ovalbumin, Egg Gallus domesticus f233 ngal d 1 Ovomucoid, Egg Gallus domesticus f76 nbos d 4 α-lactalbumin, Milk Bos domesticus f77 nbos d 5 β-lactoglobulin, Milk Bos domesticus f334 nbos d Lactoferrin, Milk Bos domesticus f351 rpen a 1 Tropomyosin, Shrimp Penaeus aztecus f355 rcyp c 1 Carp Cyprinus carpio f426 rgad c 1, Cod Gadus morhua e204 nbos d 6 Serum albumin, Milk Bos domesticus f78 nbos d 8 Casein, Milk Bos domesticus Occupational Allergens k215 rhev b 1 Latex Hevea brasiliensis k224 rhev b 11 Latex Hevea brasiliensis k217 rhev b 3 Latex Hevea brasiliensis k218 rhev b 5 Latex Hevea brasiliensis k219 rhev b 6.01 Latex Hevea brasiliensis k220 rhev b 6.02 Latex Hevea brasiliensis k221 rhev b 8 Profilin, Latex Hevea brasiliensis k222 rhev b 9 Latex Hevea brasiliensis k87 nasp o 1 alpha-amylase Aspergillus oryzae k205 Alkalase Bacillus spp. k202 nana c 2 Bromelin, Pineapple k208 ngal d 4 Lysozyme, Egg k204 Maxatase Bacillus licheniformis k201 ncar p 1 Papain, Papaya k213 nsus s Pepsin, Swine k206 Savinase Bacillus spp

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13 Les grandes familles de protéines allergéniques Tropomyosines (exemple Pen a 1, Der p 10) Profilines (exemple Bet v2, Phlp12, Hev b8, Ara h5) Pathogenesis-related protein family Chitinase (PR-3) (exemple Hev b6) Thaumatin like proteines (PR-5) (exemple Mal d2) PR-10 (exemple Bet v1, Mal d1) Proteines de transfert des lipides (LTP) (PR-14) (ex Mal d3, Art v3) Protéines de stockage Albumine, globulines, gliadines,vicilines(exemple Ara h2, Ara h1, Tri a 19, Cor a 9) Lipocaline Proteines liant le calcium (Polcalcines) (exemple Bet v4) Déterminants carbohydrates (CCD)? D après s Asero R Int Arch Immunol 2005;138:1-11, 11,

14 Le diagnostic moléculaire A quoi ça sert? Interprétation des polysensibilisations et aide à la décision de désensibilisation Prédiction du risque de réaction sévère (allergie alimentaire) Situations particulières Anaphylaxie alimentaire au blé induite par l exercice (spécificité des Ig E anti omega 5 gliadine) Polysensibilisation aux venins d hyménoptères (absence de CCD sur les allergènes venins recombinants)

15 Syndrome oral allergie croisée avec les rosacées frequent CCD réaction in vivo non confirmée Cor a 1 (allergène thermosensible) Cor a 9 (famille des vicilines) Noisette Profiline Fruits Légumes Pertinence clinique non confirmée Allergie croisée avec l arachide Réaction systémique LTP Cor a 8 (thermostable) rare Réaction systémique sévère Allergie croisée avec les rosacées Extrait des Annales de l institut Pasteur, 2003 Mieux comprendre les maladies allergiques, Allergènes recombinants, Application au diagnostic et au Traitement, Pr. Gabrielle PAULI

16 Evolution des techniques de diagnostique des IgE spécifiques Principe : application de la technique des microarrays permettant de tester un grand nombre d allergènes Utilisation de faibles quantités de sérum Quantification des résultats Détermination d un «profil allergénique»

17 ImmunoCAP ISAC Immuno Solid-Phase Allergen Chip

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19 Préparation du sérum Incubation de l échantillon Révélation Lavage Durée: 3 heures Lecture Analyse des images Production d un rapport lavage Durée: 10 min.

20 ISAC 103 dosages simultanés (composants allergèniques) 47 sources allergéniques 46 molécules natives 57 recombinants Pr-10 = 11 LTP = 3 Profilines = 4 Tropomyosine = 4 Parvalbumine 4 Albumine = 4 Expression des résultats en ISU (ISAC standard Unit) Edition d un compte rendu des résultats: Par source allergènique Par famille moléculaire Cout : 300 euros (non remboursé)

21 102 protéines allergéniques + CCD

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23 Edition d un rapport, page 1 Visualisation en une page pour la totalité des résultats positifs

24 ISAC: Pour quelles utilisations? Etudes épidémiologiques Le hit parade de l allergie à l échelon moléculaire Scala E et coll. Clin Exp Allergy 2010 Intérêt diagnostic à l échelon individuel Place dans la démarche diagnostique

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26 Les indications déjàd explorées es Choc anaphylactique idiopathique (1) 8 cas explorés Les résultats r négatifs n apportent un élément de sécurits curité chez le sujet non atopique Oesophagite à éosinophiles (1) 10 cas explorés Retrouvent des allergènes alimentaires concordants Mais un déficit d d Isac d est relevé pour noix de cajou, farine de blé, sésame s same et fruits àcoque Asthme sévères 42 cas explorés 14% des non allergiques avaient en fait une sensibilisation, identifi ntifiée e par Isac Les asthmes sévères s allergiques testés s : 50% ont eu des sensibilisations supplémentaires détectées es par Isac (1) A Toulouse: Les asthmes sévères s non allergiques (tests cutanés) ont étéconfirmés s non allergiques (n =11) Polysensibilisation et polyallergies alimentaires Des manques sont notés s dans le screening des LTP alimentaires (1) Moneret-Vautrin DA, Dumond P CFA 2010

27 Mise en place d ISAC à Toulouse en 2011 Accord du pôle de biologie pour l acquisition de la technique par le laboratoire d Immunologie Conditions (pour 1 an) Limitation à 300 dosages par an (allergologie adulte et enfant) Mise en place d une réunion mensuelle Validation des indications Discussion des résultats et de l apport dans la démarche diagnostique Réunions mensuelles: Immunologistes/cliniciens

28 Fiche de prescription RENSEIGNEMENTS CLINIQUES : Discordance entre l enquête allergologique (tests cutanés et/ou IgE spécifiques) et l anamnèse Allergies alimentaires multiples et sévères Sensibilisation à un panallergène Asthme sévère Anaphylaxie avec enquête allergologique négative Allergie non expliquée par les tests cutanés et les dosages unitaires d IgE spécifiques Allergies croisées pneumallergènes aliments non expliquées Indication d une immunothérapie spécifique avec polysensibilisation Autre(s) (décrire succinctement) :

29 Mademoiselle C. 18 ans Pollinose Depuis 2 ans: syndrome oral, nombreux légumes l suspects, intensité fluctuante En particulier œdème de Quincke avec mangue gêne laryngée e avec melon TC positifs: céleri mangue melon tomate (douteux arachide, farine de blé, soja) acariens graminées armoise cyprès oléac acées (plus faible plantain, bouleau, chêne, platane, peuplier) Dermatophagoïdes ptero. Dermatophagoïdes farin. Céleri Mangue IgE 28.8 UI/ml 27.6 UI/ml 4.61 UI/ml 1.71 UI/ml Blé <0.1 UI/ml Tri a19; Oméga 5 gliadine Céleri <0.1 UI/ml Api g 1.01; PR10 Pêche <0.1 UI/ml Pru p3; LTP Phéole 70.7 UI/ml Phl p1+p 5b Phéole 0.43 UI/ml Phl p7+p 12 Bouleau <0.1 UI/ml Bet v1; PR10 Bouleau 0.61 UI/ml Bet v2; profiline Olivier 18.6 KUA/L Ole e1 Armoise commune 8.02 UI/ml

30 Profiline symptomatique? Positivité d une défensine

31 Les profilines un panallergène ne potentiellement symptomatique? Respiratoire Difficile à déterminer car en général g associée àla positivitéd une PR10 mais de rares pollinoses Bet v1 négatives n ont étéobservées es (1) En milieu méditerranm diterranéen, en, la sensibilisation aux profilines serait un facteur de sévérité de la pollinose aux graminées Alimentaire Chimiquement, seraient plus stables que les PR10, Résistent au milieu salivaire (2) mais pas stomacal (3) L implication des profilines est fortement suspectée e chez des patients polliniques présentant des réactions r avec la tomate, la banane, la carotte, le melon, l orangel (4,5) Les profilines dans Isac, uniquement allergènes respiratoires: Bet v2, Ole e1, Hev b8, Mer a1, Phl p12 1. Metz-Favre C, Pauli G, Castro L, Valenta R, de Blay F. Demonstration of Bet v 2 responsibility in birch-induced symptoms. Allergy 2009;64(Suppl. 90): Rodriguez-Perez R, Crespo JF, Rodríguez J, Salcedo G. Profilin is a relevant melon allergen susceptible to pepsin digestion in patients with oral allergy syndrome.j Allergy Clin Immunol 2003;111: Lopez-Torrejon G, Crespo JF, Sanchez-Monge R, Sanchez-Jimenez M, Alvarez J, Rodriguez J, et al. Allergenic reactivity of the melon profilin Cuc m 2 and its identification as major allergen. Clin Exp Allergy 2005;35: Hofmann B, Guilloux L, Guérin L, Leduc V. Allergie au melon (Cucumis melo): implication dela cucumisine. Rev Fr Allergol Immunol Clin 2005;45: Miralles JC, Negro JM, Sanchez Gascon F, Garcia M, Pascual A. Occupational rhinitis/asthma to courgette. Allergy 2000;55:

32 Monsieur F. 63 ans Urticaire et œdème de Quincke Pollinose Nombreux aliments suspects: tomate, céleri, c noisette Possible implication de cofacteurs : efforts physiques, alcool TC positifs: Tomate Céleri Noisette Ail Blé Graminées Bouleau IgE Blé <0.1 UI/ml Tri a19; Oméga 5 gliadine Céleri <0.1 UI/ml Api g 1.01; PR10 Pêche <0.1 UI/ml Pru p3; LTP Phéole 14.1 UI/ml Phl p1+p 5b Phéole 0.43 UI/ml Phl p7+p 12 Bouleau <0.1 UI/ml Bet v1; PR10 Bouleau 0.18 UI/ml Bet v2; profiline

33 Implication des thaumatin-like proteins? Implication des profilines? PR 10 (Bet V1) non impliquées Kiwi Act d2 Thaumatin 0.19 ISU CCD + Profilin 0.22

34 Mme B. 40 ans Asthme et pollinose Urticaire et syndrome oral? Nombreux aliments suspects:

35 Implication des thaumatin-like proteins?

36 Les thaumatin-like proteins un «nouveau» panallergène ne àexplorer? Dans les aliments Identifiée e dans la pomme Mal d2,, la banane Mus a4 (1), la cerise Pru av2 (2) Pourraient être responsables de syndromes croisés s pollens-aliments notamment par le biais du pollen de cèdre c et de cyprès s (Jun( a3 Juniperus ashei ou aussi Cup a3 de Cupressus arizonica pour l'espagne) Act d2 dans le kiwi Allergène majeur chez les sujets allergiques au kiwi (avec Act d1 et d3) La présence d homologues d dans d autres d aliments et pollens, font suspecter sa responsabilité dans les réactions r croisées kiwi/végétaux/pollens (4) Sa stabilité en fait un allergène potentiel de l allergie l au kiwi (5) Dans Isac: La thaumatin du kiwi Act d2 n est pas explorable en dosage unitaire Mais une seule thaumatin est explorée e par la puce (1) Palacin A, Quirce S, Sanchez-Monge R, Bobolea I, Diaz-Perales A, Martin-Muñoz F, Pascual C, Salcedo G. Sensitization profiles to purified plant food allergens among pediatric patients with allergy to banana. Pediatr Allergy Immunol. 2011;22(2): (2) Fuchs HC, Bohle B, Dall'Antonia Y, Radauer C, Hoffmann-Sommergruber K, Mari A, Scheiner O, Keller W, Breiteneder H. Natural and recombinant molecules of the cherry allergen Pru av 2 show diverse structural and B cell characteristics but similar T cell reactivity. Clin Exp Allergy. 2006;36(3): (3) Breiteneder H. Thaumatin-like proteins a new family of pollen and fruit allergens. Allergy 2004; 59: (4) Palacin A et al. Immunoglobulin E recognition patterns to purified Kiwifruit allergens 2008 Clin Exp All. (5) Sastre, J. Molecular diagnosis in allergy. Clin. Exp. Allergy 40, (2010).

37 Mademoiselle R. 28 ans Asthme Allergies alimentaires: syndrome oral avec les fruits: kiwi, pêche p, pommes certains légumesl TC positifs: Soja Arachide Noisette Céleri Graminéees Bouleau Alternaria acariens

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39 PR10 la clinique est confirmée e par la biologie Positivité de l ensemble l des PR10 Explique la discordance entre prick tests et clinique PR 10 dans Isac Respiratoires Bouleau Bet v1 Aulne Aln g1 Noisetier Cor a Alimentaires Noisette Cor a Pomme Mal d1 Pêche Pru p1 Soja Gly m4 Arachide Ara h8 Céleri Api g1 Carotte Dau c1

40 Mademoiselle T. 23 ans Ne mange plus aucun fruit ou légumel Uniquement riz, viande, pâtes, p salade TC positifs: pomme crue et cuite Avocat Carotte crue et cuite Clémentine Salade Arachide Blé soja Céleri Noisette banane Kiwi TC négatifsn Petit pois Tomate cuite graminées, plantain, armoise, bouleau, chêne, frêne, olivier, platane, peuplier, cyprès

41 Une présentation par allergènes

42 Diagnostic moléculaire de de l allergie: La La puce ISAC Conclusion Adapté au raisonnement par famille moléculaire mais devrait être enrichie pour certaines familles (LTP, profilines, thaumatin) Place dans la démarche allergologique à définir (pourrait remplacer les dosages individuels d IgE à l échelon moléculaire mais sensibilité à vérifier) Peut permettre d avancer sur des situations complexes ou discordantes (clinique/tests cutanés) Pose parfois plus de questions qu elle n en résout Nécessité d un travail multicentrique (PHRC?) A suivre..