Advanced

Human IgE - What We Can Learn from Repertoire Studies and How We Can Use Them as Tools

Levin, Mattias LU (2013)
Abstract (Swedish)
Popular Abstract in Swedish

Människans immunförsvar har utvecklats under miljontals år för att i bästa möjliga mån skydda oss från infektioner och det sköter i de allra flesta fall det jobbet utmärkt. Ibland händer det dock att någonting går fel och konsekvensen kan bli väldigt obehaglig eller till och med förödande för den drabbade. Allergiska reaktioner är ett utmärkt exempel på en sådan situation då immunförsvaret tar fel ”beslut” och ger sig på främmande ämnen som egentligen inte borde aktivera immunförsvaret på ett för oss skadligt sätt. Ämnen i pollen, kvalster eller päls från hundar och katter går från att vara helt obemärkta till att orsaka nysningar, rinniga ögon och andningssvårigheter.

En typ av... (More)
Popular Abstract in Swedish

Människans immunförsvar har utvecklats under miljontals år för att i bästa möjliga mån skydda oss från infektioner och det sköter i de allra flesta fall det jobbet utmärkt. Ibland händer det dock att någonting går fel och konsekvensen kan bli väldigt obehaglig eller till och med förödande för den drabbade. Allergiska reaktioner är ett utmärkt exempel på en sådan situation då immunförsvaret tar fel ”beslut” och ger sig på främmande ämnen som egentligen inte borde aktivera immunförsvaret på ett för oss skadligt sätt. Ämnen i pollen, kvalster eller päls från hundar och katter går från att vara helt obemärkta till att orsaka nysningar, rinniga ögon och andningssvårigheter.

En typ av molekyler i vår kropp som är ansvariga för att identifiera farliga främmande ämnen kallas antikroppar och är en sorts proteiner. De har som uppgift att binda till dessa farliga ämnen, som bland annat kan komma från virus eller bakterier, och signalera till immunförsvarets många olika celler att börja bekämpa faran. Dessa antikroppar finns i många olika varianter, med många olika funktioner, och just en av dessa varianter är involverad i allergiska reaktioner. Denna antikroppsvariant kallas immunoglobulin E (förkortas IgE). Det är då IgE binder till proteiner, så kallade allergener, från pollen, kvalster eller någon annan allergiframkallande källa och aktiverar immunförsvaret, trots att dessa proteiner egentligen är ofarliga, som allergiska reaktioner uppstår.

I ett samhälle där förekomsten av allergier under de senaste årtiondena ökat dramatiskt är det mer än någonsin aktuellt att studera de många beståndsdelar som ligger bakom en allergisk reaktion. Syftet med sådan forskning är öka vår kunskap kring vad som händer i en allergikers kropp vid en allergisk reaktion. Förhoppningsvis kan vi sedan använda denna kunskap för att utveckla bättre metoder för att upptäcka och behandla sjukdomen.

I denna doktorsavhandling beskrivs min forskning kring just IgE, hur dessa antikroppar är uppbyggda och hur de binder till olika allergener. Denna forskning presenteras i fem vetenskapliga artiklar och syftar till att skapa en ökad förståelse för IgE och dess samspel med allergener, samt att visa på hur vi kan använda oss av IgE som verktyg för att skapa nya metoder och läkemedel som kan hjälpa både läkare och patienter.

Precis som alla andra proteiner i vår kropp finns informationen om hur IgE skall byggas upp i våra gener. Genom att studera de gener som kodar för IgE hos allergiker och sedan jämföra dessa med gener som kodar för andra antikroppar eller gener från icke-allergiker kan vi skapa en bättre bild av hur dessa antikroppar utvecklas och hur de är uppbyggda. I två arbeten har jag studerat just sådana IgE-kodande gener, först i en tidigare ostuderad grupp patienter som misstänks ha allergiska besvär och därefter undersöktes hur sådana gener påverkas under behandling av den allergiska sjukdomen. I ett av dessa arbeten använde vi oss, i den första studien av sitt slag, av moderna metoder för att mycket effektivt studera hundratusentals gener på kort tid och vi kunde på så sätt få tillgång till oerhört mycket mer information om dessa gener än vad som tidigare varit möjligt. Sådan information kan hjälpa läkare att i framtiden ge patienter rätt behandling, men också bidra med nyttig kunskap vid utveckling av nya, moderna behandlingsalternativ.

I tre ytterligare arbeten har jag använt mig av moderna tekniker för att hitta och studera enskilda IgE-antikroppar och dess samspel med allergener. Bland annat har vi, på väldigt detaljerad nivå, tittat på hur och exakt var på allergenerna de olika antikropparna binder. I ett av dessa arbeten använder vi sedan denna specifika kunskap om exakt var på ett visst allergen från gräspollen som IgE från allergiska patienter binder för att på ett helt nytt sätt utveckla en ny molekyl som har potential att kunna användas vid behandling av allergier genom allergivaccination.

Specifik information om var och hur IgE binder till olika allergener kan inte bara användas vid utveckling av nya läkemedelskandidater, utan är även värdefull vid försök att utveckla och förbättra de diagnostiska metoder som används idag. På så sätt kan den forskning jag bedrivit bidra till att läkare får mer tillförlitlig och detaljerad kunskap om varje patients sjukdomsprofil. Därmed kan de med större säkerhet ordinera rätt behandling.

Sammanfattningsvis belyser dessa studier vikten och nyttan av att studera IgE och hur vi faktiskt kan använda IgE-antikroppar som ett verktyg vid bland annat utveckling av nya läkemedel och förbättrade tekniker för att diagnostisera allergier. (Less)
Abstract
Antibodies of the IgE isotype play a key role as the allergen recognizer in allergic disease, which today affects as much as a third of the population in the industrialized parts of the world. Despite this crucial role of IgE, our knowledge of IgE repertoires and how we can utilize the information hidden in monoclonal IgE to improve the quality of life of allergic patients, is limited. This thesis aims at describing our current understanding of human IgE repertoires and how we can use human monoclonal allergen-specific IgE as multitools in attempts to design improved diagnostic tools and novel therapeutic candidates.

The first part of the thesis, based on five original papers, discusses some fundamental features of human IgE... (More)
Antibodies of the IgE isotype play a key role as the allergen recognizer in allergic disease, which today affects as much as a third of the population in the industrialized parts of the world. Despite this crucial role of IgE, our knowledge of IgE repertoires and how we can utilize the information hidden in monoclonal IgE to improve the quality of life of allergic patients, is limited. This thesis aims at describing our current understanding of human IgE repertoires and how we can use human monoclonal allergen-specific IgE as multitools in attempts to design improved diagnostic tools and novel therapeutic candidates.

The first part of the thesis, based on five original papers, discusses some fundamental features of human IgE repertoires and how such repertoires evolve in response to allergen, either via natural exposure or in the course of allergen-specific immunotherapy. Further, the involvement of IgE repertoires developed at local tissue sites, and how such repertoires may complicate diagnosis, is discussed.

In the second part, the focus is turned to human monoclonal IgE, and how we can learn useful lessons from studying the interactions between such antibodies and allergen. This part also describes the interaction between isolated allergen-specific monoclonal IgE and major allergens. Further, it discusses a range of potential applications for human monoclonal IgE, such as how we can use the information gained to design novel hypoallergenic variants to be used in allergen-specific immunotherapy.

In conclusion, this thesis outlines what we may learn from studies of human IgE and how we can use the information gained from such studies to improve the quality of life of allergic patients. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
supervisor
opponent
  • Prof. em. Aalberse, Rob C., Sanquin Blood Supply, Amsterdam
organization
publishing date
type
Thesis
publication status
published
subject
keywords
Allergy, antibodies, IgE, transcriptome analysis, immunotherapy, molecular biology
pages
206 pages
defense location
The Auditorium, Medicon Village, Scheelevägen 2, Lund
defense date
2013-11-29 09:15
ISBN
978-91-7473-744-8
language
English
LU publication?
yes
id
d348104f-bde8-4b2f-a718-be643d58bc9d (old id 4144450)
date added to LUP
2013-11-05 08:02:39
date last changed
2016-09-19 08:45:16
@misc{d348104f-bde8-4b2f-a718-be643d58bc9d,
  abstract     = {Antibodies of the IgE isotype play a key role as the allergen recognizer in allergic disease, which today affects as much as a third of the population in the industrialized parts of the world. Despite this crucial role of IgE, our knowledge of IgE repertoires and how we can utilize the information hidden in monoclonal IgE to improve the quality of life of allergic patients, is limited. This thesis aims at describing our current understanding of human IgE repertoires and how we can use human monoclonal allergen-specific IgE as multitools in attempts to design improved diagnostic tools and novel therapeutic candidates. <br/><br>
The first part of the thesis, based on five original papers, discusses some fundamental features of human IgE repertoires and how such repertoires evolve in response to allergen, either via natural exposure or in the course of allergen-specific immunotherapy. Further, the involvement of IgE repertoires developed at local tissue sites, and how such repertoires may complicate diagnosis, is discussed. <br/><br>
In the second part, the focus is turned to human monoclonal IgE, and how we can learn useful lessons from studying the interactions between such antibodies and allergen. This part also describes the interaction between isolated allergen-specific monoclonal IgE and major allergens. Further, it discusses a range of potential applications for human monoclonal IgE, such as how we can use the information gained to design novel hypoallergenic variants to be used in allergen-specific immunotherapy.<br/><br>
In conclusion, this thesis outlines what we may learn from studies of human IgE and how we can use the information gained from such studies to improve the quality of life of allergic patients.},
  author       = {Levin, Mattias},
  isbn         = {978-91-7473-744-8},
  keyword      = {Allergy,antibodies,IgE,transcriptome analysis,immunotherapy,molecular biology},
  language     = {eng},
  pages        = {206},
  title        = {Human IgE - What We Can Learn from Repertoire Studies and How We Can Use Them as Tools},
  year         = {2013},
}