Role of the ligand of Pru p 3 in the allergic sensitization phase

La alergia es una enfermedad caracterizada por una respuesta inmunológica exacerbada frente a determinadas proteínas, denominadas alérgenos. La prevalencia de la alergia cada vez es mayor en la población. Sin embargo, se desconoce el motivo por el que una proteína, que debería ser inocua, se puede convertir en un alérgeno. En los últimos años ha cobrado una gran importancia la hipótesis de que los lípidos transportados por las proteínas alergénicas podrían tener un papel fundamental en el desarrollo de la respuesta alérgica. Sin embargo, hasta el momento muy pocos ligandos nativos transportados por alérgenos han sido identificados y estudiados los mecanismos moleculares en los que están implicados. Por ello, el objetivo principal de esta tesis se centra en dilucidar el papel inmunológico de los ligandos nativos transportados por proteínas alergénicas, tomando como modelo las proteínas transportadoras de lípidos (LTPs), una de las familias de alérgenos alimentarios mayoritarios en países de climas mediterráneos. Con este fin, se identificaron los ligandos transportados in vivo por diferentes LTPs y se estudiaron las características que determinan su mecanismo de unión y especificidad. Además, se analizaron los cambios epigenéticos, transcriptómicos y metabólicos inducidos por la exposición recurrente al complejo formado por Pru p 3 y su ligando en modelos epiteliales, así como en un modelo murino de sensibilización alérgica. Los resultados mostraron que los ligandos de las LTPs alergénicas estudiadas comparten una misma identidad química, en la que la presencia de una cabeza polar es esencial en la estabilización de la unión a la proteína. Además, se ha demostrado en modelos murinos que el ligando tiene un papel fundamental en la sensibilización alérgica. Estos modelos también sugieren que el mecanismo de acción del ligando implica la alteración de la ruta de los esfingolípidos. ABSTRACT Allergic diseases are characterized by an exacerbated immune response against some proteins called allergens. The prevalence of allergies is increasing. However, the reason why a protein becomes an allergen is not completely understood. During the last few years, the lipids transported by allergenic proteins have been postulated to have an essential role in the development of the allergic response. Nonetheless, until now very few native ligands from allergens have been identified and the molecular mechanisms in which they are implicated are not well known. Because of that, the main objective of this thesis is to understand the immunological role of the native ligands transported by allergenic proteins, using the lipid transfer proteins (LTPs) as a model. The LTPs constitute a protein family of major allergens in countries with a Mediterranean climate. To this end, the ligands transported in vivo by different allergenic LTPs were identified. Also, the characteristics that determine the binding and specificity mechanisms were studied. Furthermore, the epigenetic, transcriptomic, and metabolic changes induced by a recurrent exposure of Pru p 3 and its ligand in epithelial and murine models were studied. Results show that the ligands of the allergenic LTPs studied share a chemical identity, in which the presence of a polar head is essential for the stabilization of the binding to the protein. Moreover, the role of the ligand in the allergic sensitization process was proven in a murine model. This model also suggests that the action mechanism of the ligand implicates the alteration of the sphingolipid pathway.