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Une enquête de la base de données sur les allergènes révèle que les allergènes ne se trouvent que dans 2% de toutes les familles de protéines connues, ce qui suggère que les propriétés fonctionnelles et biophysiques communes contribuent à l’allergénicité1. Parmi ces propriétés, la capacité de lier les cargaisons lipidiques semble être fortement surreprésentée parmi les allergènes, ce qui suggère que ces cargaisons peuvent influencer le processus de sensibilisation1. En effet, il a été démontré que l’allergène de noix du Brésil Ber e 1 nécessite une co-administration avec son lipide endogène pour réaliser son plein potentiel sensibilisant2. Ces lipides pourraient potentiellement stimuler directement le système immunitaire comme l’illustrent les allergènes acariens Der p2 et Der p7, qui partagent tous deux une forte homologie structurelle avec les protéines liant les LPS3,4,5. Sur la base de cette observation, il a été proposé que Derp 2 et Der p 7 puissent lier les lipides bactériens et stimuler directement le système immunitaire de l’hôte grâce à la signalisation médiée par TLR4, facilitant le processus de sensibilisation5,6. Il est également possible que les lipides liés de manière endogène puissent modifier les propriétés biophysiques des protéines allergènes elles-mêmes. Par exemple, la capacité de Sin a 2 (moutarde) et d’Ara h1 (arachides) à interagir avec les vésicules phospholipidiques a considérablement amélioré leur résistance à la dégradation gastrique et endosomal7,tandis que la liaison du ligand au principal allergène de pollen de bouleau Bet v1 a altéré à la fois le taux de traitement endosomal et la diversité des peptides résultants8. Ceci est particulièrement pertinent pour l’allergénicité étant donné la corrélation qui a été observée entre la stabilité, la génération d’épitopes des lymphocytes T et l’allergénicité pour des protéines telles que Bet v 1 et Bla g 1; ce dernier faisant l’objet de ces travaux9,10.
Bla g1 représente le membre prototypique de la famille des protéines allergènes majeures (MA) des insectes, et possède une structure unique composée de 12 hélices alpha amphipathiques qui entourent une cavité hydrophobe anormalement grande9,11. La structure cristalline à rayons X disponible de Bla g1 montre la densité électronique dans cette cavité compatible avec les ligands liés aux phospholipides ou aux acides gras; une conjecture confirmée par 31P-RMN et spectrométrie de masse. Ces cargaisons étaient de nature hétérogène et leur composition dépendait fortement de la source de l’allergène, avec différents profils lipidiques observés pour le Bla g1 recombinant exprimé en E. coli et P. pastoris. Curieusement, Bla g1 purifié de sa source naturelle d’allergènes (cafard frass) contenait principalement des acides gras dans son site de liaison, avec un mélange de palmitate, d’oléate et de stéarate étant identifié comme ses ligands « naturels »9,11. La capacité de Bla g 1 à retenir les lipides et les acides gras après de multiples étapes de purification entrave les efforts pour étudier la protéine de manière isolée. A l’inverse, il a été suggéré que les ligands naturels palmitate, stéarate, et oléate de Bla g1 (ci-après dénommés nMix) jouent un rôle clé à la fois dans son allergénicité et dans sa fonction biologique native9. Cependant, ces ligands ne sont pas présents dans Bla g1 obtenu à partir de sources recombinantes, ce qui rend difficile l’évaluation de cette hypothèse. Des problèmes similaires ont été observés pour d’autres allergènes de liaison aux lipides tels que Bet v1 12,13. Pour faciliter l’étude systématique des interactions lipide-allergène, nous avons développé un protocole par lequel les allergènes peuvent être quantitativement dépouillés de leurs lipides liés de manière endogène et reconstitués sous forme apo ou chargés de ligands spécifiques.
Les allergènes sont le plus souvent purifiés à partir de leurs sources naturelles ou recombinantes à l’aide de la chromatographie d’affinité et/ou de la chromatographie d’exclusion de taille. Ici, nous introduisons une étape de purification supplémentaire sous la forme d’une chromatographie liquide haute performance (CLHP) utilisant une colonne C18 en phase inverse à partir de laquelle l’allergène est élué dans un solvant organique similaire aux protocoles développés pour les protéines de liaison aux acides gras14. La protéine résultante est ensuite soumise à une étape de recuit thermique en l’absence ou la présence d’acides gras et/ou de phospholipides. En plus de récupérer le pli natif Bla g 1, les températures élevées augmentent la solubilité et l’accessibilité des cargaisons lipidiques, donnant Bla g 1 sous forme Apo ou uniformément chargé avec le ligand hydrophobe souhaité. 31 ans Les spectres RMN de Bla g 1 purifiés de cette manière ont confirmé le déplacement complet des ligands endogènement liés et le remplacement uniforme avec les composés désirés, alors que le dichroïsme circulaire confirmait le rétablissement réussi du pli bla g 1. L’utilité de cette méthode est mise en évidence dans un travail récent dans lequel la liaison de cargaison s’est avérée améliorer la thermostabilité bla g1 et la résistance protéolytique, modifiant la cinétique de la génération d’épitopes des lymphocytes T avec des implications potentielles pour la sensibilisation et l’allergénicité9.