Ziel dieser Arbeit war es, ein Modellsystem zur Untersuchung des allergenen Potenzials gentechnisch modifizierter Pflanzen (GMP) im Vergleich mit ihren nahen isogenen Varianten (NIV) zu entwickeln. Für die Etablierung eines auf in silico-, in vitro und in vivo-Methoden basierenden Entscheidungsbaumes wurden zwei nahe isogene und acht transgene Varianten der Kulturpflanze Kartoffel (Solanum tuberosum) herangezogen.
Auf Grundlage verschiedener Richtlinien der IFBC/ILSI, FAO/WHO und der EFSA zur allergologischen Risikoanalyse von GMP konnte eine Standardverfahrensweise zur Prüfung und experimentellen Testung der potenziellen Allergenität von GMP vor ihrer Verwendung durch den Verbraucher entwickelt werden. Es wurden in silico-Methoden zur Untersuchung von Homologien des transgenen Proteins mit bekannten Allergenen mit in-vitro-Verfahren zur Analyse der IgE-Reaktivität und in vivo-Sensibilisierungsstudien an Labortieren zu einem Entscheidungsbaum verflochten. Im Serum und im Vollblut der sensibilisierten Labortier-Spezies Balb/c-Maus und Brown Norway Ratte wurden allergiespezifische Parameter wie Gesamt-IgE- und spezifische IgE-Konzentration mittels ELISA und dem zellbasierten Verfahren β-Hexosaminidase-Assay bestimmt. Darüber hinaus konnten erste Hinweise der Funktionalität der Adaption der in der Human-Allergiediagnostik etablierten Flow CAST-Methode an tierisches Untersuchungsmaterial gewonnen werden.
Establishment of a model system for the detection of an allergenic potential in transgenic plants
The aim of this thesis was the development of a model system for the investigation of the allergenic potential of genetically modified plants (GMP) in comparison with their near isogenic counterpart (NIC). To establish a decision tree based on in silico, in vitro and in vivo-methods two near isogenic and eight transgenic variants of the culture plant potato (Solanum tuberosum) where applied.
Based on several guide lines of IFBC/ILSI, FAO/WHO and EFSA a standard procedure for testing a potentially enhanced allergenicity of GMP before application to the consumer could be established. In silico methods that determine homologies of the novel protein with known allergens where linked with in vitro methods for the analyses of protein stability or cross-reactivity of the transgenic protein with human IgE and in vivo sensitizing studies using laboratory animal models Balb/c mouse and Brown Norway rat. Allergy specific parameters as total and specific serum IgE where determined using ELISA and the cell based β-hexosaminidase assay. In addition first indications for functionality of adaption of a Flow CAST method, which is well established in human allergy diagnostics, to animal material could be obtained.