Cualquier alimento puede inducir reacciones alérgicas, aun-que la frecuencia y la gravedad de las mismas son muy varia-bles dependiendo del alimento y de la población estudiada. Según el Comité Científico de la Autoridad Europea sobre Seguridad Alimentaria(1), los principales alimentos alergénicos son la leche,
el huevo, el pescado, los crustáceos, los cereales, el cacahuete, los frutos secos, la soja, la mostaza, el apio y el sésamo. Los alér-genos de los alimentos son aquellos antíalér-genos (generalmente, proteínas o glicoproteínas) capaces de inducir una respuesta de anticuerpos IgE. El Subcomité de Nomenclatura de Alérgenos de la OMS/IUIS mantiene y actualiza periódicamente un listado de alérgenos que se puede consultar en www.allergen.org. En esta web y en http://foodallergens.ifr.ac.uk, el lector interesado puede recabar información adicional sobre alérgenos de alimentos.
Los alérgenos se denominan de acuerdo con su nombre taxo-nómico, tomando las 3 primeras letras del género, la primera letra de la especie, y un número árabe. Los números se asignan a los alérgenos en el orden de su identificación y, a menudo, se utiliza el mismo número para designar alérgenos homólogos de dife-rentes especies(2). Así, Bet v 1 y Mal d 1 corresponden a los dos
primeros alérgenos identificados en abedul (Betula verrucosa) y manzana (Malus domestica), respectivamente, que, además, per-tenecen al mismo grupo de proteínas de defensa (PR-10).
Los alérgenos se clasifican en mayoritarios o minoritarios según la frecuencia con la que se detecta IgE específica frente a los mismos en pacientes sensibilizados al extracto completo de esa fuente alergénica. Cuando la frecuencia es superior al 50% se habla de alérgeno mayoritario y, por debajo del 50%, de alér-geno minoritario(2). Aunque esta definición es insatisfactoria
por-que no refleja la contribución de un alérgeno a la capacidad total de unir IgE del extracto completo, ni la relevancia clínica del mismo, su uso es muy extendido en la literatura alergológica, y será utilizado con este mismo criterio en este capítulo.
En las dos últimas décadas se ha producido un notable avance en la caracterización de alérgenos alimentarios, especialmente de origen vegetal. Esto ha permitido comprender mejor los meca-nismos de sensibilización y la presentación clínica de la alergia a los alimentos y, en un fututo inmediato, permitirá mejorar las pruebas diagnósticas y las posibilidades terapéuticas en este campo de la alergología.
CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS ALÉRGENOS DE ALIMENTOS
Los alimentos constituyen la mayor carga antigénica con la que se enfrenta el sistema inmunológico humano, siendo la tole-rancia la respuesta fisiológica. No se conocen todavía con exac-titud cuáles son los mecanismos que conducen al desarrollo de una respuesta mediada por IgE frente a un antígeno alimentario, en lugar de a la tolerancia. Se sabe que la predisposición gené-tica de los individuos para el desarrollo de respuestas mediadas por IgE (atopia) y la exposición (inicio, frecuencia, cantidad) a un alimento son dos factores fundamentales. Por ello, los alimentos que más frecuentemente inducen reacciones alérgicas son los más consumidos y, en consecuencia, varían con la edad y las cos-tumbres alimentarias en distintas áreas geográficas, como se comenta en la epidemiología de la alergia a los alimentos.
Los principales componentes de los alimentos son el agua, los hidratos de carbono, los lípidos y las proteínas, pero sola-mente estas últimas se comportan como alérgenos clínicasola-mente relevantes. De todas las proteínas presentes en un alimento úni-camente una minoría son alergénicas, pero, ¿qué características estructurales o propiedades biológicas determinan la alergeni-cidad de una proteína? Se han analizado el tamaño, la solubili-dad, la estructura, la función, la estabilisolubili-dad, la similitud con pro-teínas humanas homólogas y, aunque no existe una respuesta definitiva, se sabe que determinadas características son relevan-tes en relación con la vía de exposición. Para las exposiciones por vía digestiva, la estabilidad de las proteínas es importante, mientras que, para las exposiciones por vía respiratoria, el tamaño y la solubilidad son dos factores importantes(3-6).
Para que una proteína se pueda comportar como un alér-geno en una exposición por vía digestiva, es necesario que sea abundante en el alimento y estable al tratamiento térmico, al pH ácido, a la acción de las enzimas proteolíticas del tubo diges-tivo y a detergentes, como las sales biliares. La abundancia es una característica de menor importancia que la estabilidad. Los principales factores que contribuyen a la estabilidad de una proteína son una estructura tridimensional compacta (espe-cialmente si presenta puentes disulfuro intra o intercatenarios), su capacidad para unirse a ligandos y la glucosilación. La
esta-M. Fernández Rivas, D. Barber, R. Rodríguez, G. Salcedo
bilidad le permitirá preservar su estructura de manera que las moléculas intactas puedan alcanzar el sistema inmunológico intestinal e inducir una respuesta mediada por la IgE(3,5,6). En
un individuo ya sensibilizado, la posterior ingestión del alérgeno inducirá síntomas alérgicos. Este tipo de alérgenos alimentarios, capaces de inducir sensibilización y desencadenar síntomas tras exposición por vía digestiva, se denominan alérgenos comple-tos(4), y este tipo de alergia a los alimentos se ha denominado
alergia del tipo 1(7). Ejemplos de este tipo de alérgenos son las
parvalbúminas de los pescados o las tropomiosinas de los crus-táceos.
También se pueden producir reacciones alérgicas a alimen-tos en los que la sensibilización primaria no se produce a tra-vés del tubo digestivo sino a nivel del aparato respiratorio o de la piel, frente a un alérgeno que presenta un tamaño y solubi-lidad adecuadas para poder atravesar la barrera mucosa respi-ratoria o cutánea e inducir una respuesta de anticuerpos IgE. En las exposiciones posteriores por vía oral a los alimentos que pre-senten alérgenos homólogos con reactividad cruzada al que indujo la sensibilización primaria, aparecen reacciones alérgicas. Los alérgenos alimentarios implicados son lábiles, es decir, no resisten el tratamiento térmico, ni la acción del pH o las enzimas proteolíticas, por lo que no suelen inducir sensibilizaciones por vía digestiva(8,9). Este tipo de alérgenos alimentarios, que sólo
desencadenan síntomas, pero no son capaces de inducir sensi-bilización por vía digestiva, se han denominado alérgenos incom-pletos(4), y a este tipo de alergia a los alimentos algunos autores
la han denominado del tipo 2(7). Un ejemplo es la alergia a la
manzana en los pacientes alérgicos al polen del abedul, en los que la sensibilización primaria se produce al alérgeno mayorita-rio del abedul, Bet v 1, por vía inhalada, siendo reconocido secun-dariamente el alérgeno homólogo de la manzana, Mal d 1.
Sea cual fuere la vía de exposición y sensibilización, cualquier alérgeno debe actuar como un buen antígeno, es decir, ser capaz de inducir una respuesta específica de anticuerpos de alta afini-dad, para lo cual es necesaria una masa molecular (MM) de al menos 4-6 kDa, y debe contener epítopos T capaces de indu-cir una respuesta Th2(5,6). No se sabe por qué un alérgeno
ali-mentario induce una respuesta IgE, aunque algunos resultados en modelos animales sugieren que los alérgenos poseen la capa-cidad intrínseca de inducir preferentemente este isotipo de anti-cuerpos(10,11). Por último, para inducir reacciones alérgicas, es
necesario que los alérgenos se unan al menos a dos moléculas de IgE de la superficie de los mastocitos, para lo cual deben poseer al menos 20-25 aminoácidos lo que les permitirá tener un mínimo de dos epítopos B de unión de IgE(5).
ALÉRGENOS DE ORIGEN ANIMAL Leche de vaca
La leche de vaca contiene aproximadamente 30-35 g de pro-teína por litro, que se pueden dividir en caseínas (80%) y prote-ínas del suero (20%). En la Tabla I se recogen los alérgenos de la leche de vaca. Los que más frecuentemente inducen respues-tas mediadas por IgE son la caseína (Bos d 8) y beta-lactoglobu-lina (BLG, Bos d 5), seguidas de la alfa-lactoalbúmina (ALA, Bos d 4). La mayoría (75%) de los pacientes alérgicos a la leche están sensibilizados a más de un alérgeno(12,13).
La BLG (Figura 1) aparece en la leche como una proteína dimérica de 36 kDa. Cada subunidad corresponde a un polipép-tido de 162 aminoácidos que presenta dos puentes disulfuro. La BLG pertenece a una familia de proteínas altamente alergéni-cas, las lipocalinas, y se considera una proteína ligadora de reti-nol. La BLG es una proteína termolábil y presenta una relativa resistencia a la hidrólisis ácida y a la digestión por proteasas, lo que permite que algunas moléculas queden intactas después de la digestión y sean absorbidas, estimulando el sistema inmu-nológico. Al haberse detectado en la leche materna, en la que no existe una proteína homóloga, se piensa que puede inducir sensibilización o sintomatología en niños que reciben sólo lac-tancia materna(12).
La ALA es una proteína monomérica que contiene 4 puen-tes disulfuro, y presenta un lugar de unión de alta afinidad para el calcio que, al unirse, estabiliza la estructura secundaria de la proteína. Es un componente regulador del sistema enzimático
Proteína % total proteína MM kDa Aminoácidos Alérgeno
Suero 20
• α-lactoalbúmina 5 14,2 123 Bos d 4
• β-lactoglobulina 10 18,3 162 Bos d 5
• Albúmina sérica bovina 1 66,3 582 Bos d 6
• Inmunoglobulina 3 160,0 – Bos d 7 • Lactoferrina 0,09 80,0 703 Caseínas 80 Bos d 8 • α-s1 32 23,6 199 • α-s2 10 25,2 207 • β 28 24,0 209 • κ 10 19,0 169
MM: masa molecular; Vaca: Bos domesticus.
de la galactosil-transferasa responsable de la síntesis de lactosa. La ALA bovina presenta una gran similitud en la secuencia de aminoácidos con la lisozima de la clara de huevo y con la ALA humana(12).
Las caseínas (Figura 1) forman agregados (micelas) en el suero lácteo y constituyen la fracción sólida que se obtiene cuando cuaja la leche. Estas micelas presentan una zona central hidro-fóbica y una capa periférica hidrofílica. En el núcleo de las mice-las mice-las caseínas se unen mediante interacciones moleculares entre el fosfato cálcico coloidal y los residuos de fosfoserina de las caseí-nas αs1-, αs2-, y β, mientras que el extremo C-terminal de la caseí-na κ y los dominios polares de las demás caseínas se exponen en la periferia. Las caseínas presentan escasa similitud en su estruc-tura primaria, pero todas ellas están fosforiladas y tienen una estructura terciaria flexible. Son proteínas termoestables, pero muy susceptibles a la digestión enzimática. La mayoría de los pacien-tes alérgicos a la caseína están sensibilizados a las 4 caseínas(12).
Sampson y cols. han estudiado los epítopos de la BLG, ALA y caseínas(14-17), habiendo encontrado que la sensibilización a
determinados epítopos secuenciales de αs1-, αs2-, y κ-caseí-na, es un marcador de alergia persistente a la leche de vaca(17,18).
Hay una minoría de niños alérgicos a la leche de vaca que se sensibilizan a la albúmina sérica bovina (BSA, Bos d 6) y que pueden presentar a posteriori reacciones al comer carne de
ter-nera, especialmente si la comen cruda o poco hecha, ya que la BSA es una proteína termolábil(19,20).
Las leches de cabra, oveja y yegua presentan importante reactividad cruzada con la leche de vaca, habiéndose demos-trado una notable similitud (> 80%) en las secuencias de ami-noácidos de ALA, BLG y caseínas de todos estos rumiantes(12,21,22).
Sin embargo, también se han descrito reacciones alérgicas selec-tivas a leches o quesos de oveja o cabra con buena tolerancia a la leche de vaca(23).
Huevo
El huevo de gallina es una de las principales fuentes de pro-teínas en la alimentación humana, y una de las causas más fre-cuentes de alergia a los alimentos en la infancia. El peso de un huevo se reparte en un 8-11% de cáscara, 56-61% de clara y 27-32% de yema. La clara de huevo es una solución proteica compuesta de un 9-11% de proteína y un 87-89% de agua. Su aspecto gelatinoso se debe a la ovomucina, una proteína que contiene un 30% de carbohidratos. La yema tiene un 50% de agua, un 34% de lípidos y un 16% de proteínas y, tras ultracen-trifugación, se pueden separar dos fracciones, los gránulos y el plasma. Los gránulos contienen un 60% de proteínas (lipovite-linas, fosvitina y lipoproteínas de baja densidad) y un 35% de lípi-dos, mientras que el plasma contiene un 18% de proteína ( α-FIGURA 1. Estructuras tridimensionales de proteínas alergénicas de animales. Parvalbúmina de merluza; β-lactoglobulina y caseína de leche bovina; tropomiosina (se presenta la porcina, aunque no se haya descrito como alérgeno, por su gran similitud con las de invertebrados); ovomucoide de huevo de codorniz japonesa (los dominios de este trímero están enlaza-dos por puentes disulfuro); y ovoalbúmina de clara de huevo de gallina. Las claves de acceso de estas estructuras en el banco de datos “Protein Data Bank” son: 1BU3, 1QG5, 2GSN, 1OVO, 1OVA, respectivamente. No se han respetado en la figura los tamaños relativos de los alérgenos.
livetina y lipoproteína de baja densidad) y un 80% de lípidos(24).
Los principales alérgenos del huevo se recogen en la Tabla II. La clara de huevo es más alergénica que la yema. El alérgeno más importante de la clara de huevo es el ovomucoide (Gal d 1), seguido por la ovoalbúmina (OVA, Gal d 2) y la conalbúmina (Gal d 3)(25). La OVA (Figura 1) es la proteína más abundante
en la clara de huevo. Se trata de una glicoproteína que presenta tres componentes (A1, A2 y A3) que se diferencian solamente en su contenido en fosfato. La conalbúmina (ovotransferrina) es una glicoproteína que liga iones metálicos. El ovomucoide (Figura 1) es una proteína altamente glucosilada (20-25%) que presenta tres dominios unidos por tres puentes disulfuro y es relativa-mente resistente al calor y a la digestión enzimática(26), a
dife-rencia de la OVA y la conalbúmina. El ovomucoide es un inhi-bidor de proteasas. Se han identificado epítopos B y T en el ovomucoide(27,28), y la sensibilización a este alérgeno puede ser
útil como marcador de persistencia clínica de alergia al huevo y para predecir la tolerancia al huevo cocido(29,30).
El principal alérgeno de la yema es la α-livetina o albúmina sérica de gallina (Gal d 5), que está implicada en el síndrome ave-huevo. En este síndrome se produce una sensibilización por vía inhalada a la α-livetina presente en el suero y plumas de las aves por exposición a pájaros, generalmente en el medio domés-tico (periquitos, canarios, loros). Los síntomas respiratorios ini-ciales por exposición a las aves se siguen en un tiempo varia-ble de reacciones alérgicas tras la ingestión de yema de huevo o carne de pollo, especialmente si están poco cocinadas (por la termolabilidad del Gal d 5)(31,32).
Existe reactividad cruzada entre los huevos de diversas aves (gallina, pavo, pato, gaviota)(33), aunque, de forma excepcional,
se han descrito reacciones selectivas frente a huevos de ciertas aves (pato, ganso) con buena tolerancia del huevo de gallina(34).
Pescado
El pescado es un alimento frecuentemente implicado en reac-ciones alérgicas en las zonas de elevado consumo, como es el caso de España. Los alérgenos mayoritarios del pescado son las parvalbúminas, un grupo de proteínas musculares que con-trolan el flujo de calcio a través de la membrana celular (Figura 1). El primer alérgeno de pescado purificado y secuenciado fue la parvalbúmina del bacalao (Gadus callarias), inicialmente iden-tificada como alérgeno M, y que actualmente se conoce como
Gad c 1. Es una proteína ácida ligadora de Ca2+, de 113
amino-ácidos y MM de 12,3 kDa, en la que se han identificado epíto-pos IgE sensibles al peryodato y eliminación de calcio. Es alta-mente termoestable y resistente a la proteólisis, y puede ser vehiculizada en aerosoles y vapores de cocción, por lo que puede inducir sensibilización y reacciones alérgicas tras una exposición por vías digestiva y respiratoria(35-40).
A pesar de que existe una gran similitud entre las parvalbú-minas de diferentes especies de pescados, la experiencia clínica y los estudios de reactividad cruzada in vitro demuestran que su alergenicidad puede variar de unas especies a otras. Existe una mayor comunidad alergénica entre las especies taxonómicamente más cercanas, como, por ejemplo, entre el bacalao y la merluza, que pertenecen al mismo orden, Gadiformes. El atún, la caballa y el emperador presentan una menor alergenicidad(41-45).
Aunque las parvalbúminas se encuentran en los músculos de vertebrados inferiores y superiores, sólo han sido descritas como alérgenos en los peces y, de manera anecdótica, en los anfibios(46).
En los últimos años se han secuenciado parvalbúminas de algu-nos pescados, incluyendo la del bacalao. Merecen especial men-ción los estudios realizados con la proteína recombinante de la carpa (rCyp c 1) que presenta propiedades equivalentes a las del alérgeno natural y contiene la mayoría de los epítopos IgE presen-tes en los extractos de bacalao, atún y salmón, por lo que puede ser una alternativa en el diagnóstico de la alergia a los pescados(47).
Aunque en los extractos de pescado se han detectado múl-tiples bandas fijadoras de IgE, se considera que la parvalbúmina es el alérgeno clínicamente relevante por ser reconocida por más del 95% de los individuos alérgicos y porque es capaz de inhi-bir la mayor parte de la actividad IgE de los extractos de pesca-dos(48). Sin embargo, se han descrito casos de reacciones
selec-tivas a una especie de pescado, lo que sugiere la existencia de alérgenos o epítopos específicos de especie(49-51). Una proteína
del bacalao, de 41 kDa y homóloga a una aldehído fosfato des-hidrogenasa(52), y el colágeno han sido identificados como
nue-vos alérgenos de los pescados(53).
Marisco: crustáceos y moluscos
La alergia al marisco es más frecuente entre los adultos que en la población infantil, y se observa con mayor frecuencia entre los pacientes con alergia respiratoria a los ácaros. La alergia a los crustáceos es más frecuente y ha sido más investigada que
Proteína % total proteína MM kDa Aminoácidos Alérgeno
Clara
• Ovomucoide 11 28 186 Gal d 1
• Ovoalbúmina 54 45 385 Gal d 2
• Conalbúmina (ovotransferrina) 13 78 686 Gal d 3
• Lisozima 3,5 14,3 129 Gal d 4
Yema
• Albúmina sérica (α-livetina) 14 69 592 Gal d 5
MM: masa molecular; gallina: Gallus domesticus.
la alergia a los moluscos. La gamba es el crustáceo mejor estu-diado, y en el que primero se caracterizó su alérgeno mayori-tario, una proteína termoestable de 36 kDa que fue identificada como una tropomiosina (Pen a 1, en Penaeus aztecus). La tro-pomiosina supone el 20% de las proteínas solubles de la gamba, y es muy abundante en el líquido de cocción de los crustáceos. Su termoestabilidad hace que pueda ser vehiculizada en los vapo-res de cocción y que se puedan producir sensibilizaciones y sín-tomas tras una exposición por vía inhalada. Más del 85% de los pacientes alérgicos a la gamba están sensibilizados a la tropo-miosina, y la respuesta IgE frente a este alérgeno supone el 80% de la respuesta IgE frente al extracto completo de gamba(54,55).
Se han identificado 8 epítopos B en Pen a 1(56).
Las tropomiosinas forman una familia de proteínas altamente conservadas y presentes en células musculares y no musculares de vertebrados e invertebrados. La tropomiosina participa, junto con la actina y la miosina, en la contracción muscular y, en las células no musculares, puede estar relacionada con su morfolo-gía y motilidad. Está formada por dos moléculas con estruc-tura de hélice α enrolladas entre sí en espiral formando un dímero(57)(Figura 1).
Solamente son alergénicas las tropomiosinas de los inverte-brados. Se han identificado tropomiosinas alergénicas en los crus-táceos (diferentes especies de gambas, langosta, bogavante y cangrejo), moluscos (ostra, caracol, mejillón, oreja de mar, cala-mar), ácaros (Der p 10, Der f 10), y cucarachas (Per a 7, Bla g 7), con un importante grado de similitud y reactividad cruzada. La tropomiosina es, en definitiva, un panalérgeno de los inverte-brados, y la base de las asociaciones de la alergia a los crustáceos y moluscos entre sí, y con la alergia respiratoria a los ácaros(57-63).
Se ha identificado un alérgeno minoritario en la gamba, Pe-naeus monodon, de 40 kDa, que presenta actividad de arginina quinasa. Ha sido denominado Pen m 2 y es reconocido por un 27% de los pacientes alérgicos(64).
Carnes
La alergia a las carnes es poco frecuente, siendo la mejor estudiada la alergia a la carne de ternera. Los principales
alér-genos implicados en la alergia a la carne de ternera son la BSA (Bos d 6) y la gammaglobulina (IgG) bovina (Bos d 7) (Tabla I), que también están presentes en la leche de vaca, lo que justi-fica la frecuente asociación. Bos d 6 y 7 son proteínas termolá-biles por lo que estos pacientes toleran con frecuencia la carne de ternera bien cocinada y sólo presentan reacciones si la comen poco hecha(19,20,65). Otros alérgenos implicados, pero de menor
importancia, son la actina (42 kDa) y la mioglobina (18 kDa), ambos termorresistentes y, posiblemente, implicados en aque-llos pacientes que tampoco toleran la carne muy hecha(65,66).
Las tropomiosinas de la carne de mamíferos y aves no son aler-génicas, a diferencia de lo que sucede con las de invertebra-dos(67).
Existe una importante reactividad cruzada entre las albúmi-nas séricas y las gammaglobulialbúmi-nas de diferentes especies anima-les, lo que puede justificar que algunos pacientes presenten reac-ciones alérgicas con diferentes carnes(68).
También se pueden producir sensibilizaciones primarias a la albúmina y gammaglobulina por vía inhalada o cutánea al estar presentes en los epitelios, descamaciones, saliva, orina y otros flui-dos de animales, apareciendo, a posteriori, reacciones alérgicas tras la ingestión de carne poco cocinada. Esto se ha descrito en pacientes con alergia respiratoria por sensibilización al gato que presentan reacciones tras la ingestión de carne de cerdo(69).
ALÉRGENOS DE ORIGEN VEGETAL
Las proteínas de plantas presentes en alimentos se pueden clasificar en tres grandes grupos (Figura 2). Un primer grupo de proteínas de reserva que se acumulan sobre todo en las semi-llas de las plantas superiores y algunas en los órganos vegeta-tivos. Un segundo grupo está formado por las proteínas de defensa implicadas en los sistemas de protección frente a las invasiones de patógenos y plagas (virus, bacterias, hongos, insec-tos, nematodos). Finalmente, un tercer grupo, heterogéneo res-pecto a su función, lo constituyen las proteínas estructurales, catalíticas, reguladoras, etc., que se sintetizan en la planta en FIGURA 2. Grupos de proteínas alergénicas de plantas presentes en alimentos.
Proteínas de plantas presentes en alimentos Proteínas de reserva Proteínas estructurales, catalíticas y reguladoras Proteínas de defensa Profilinas LTPs Familia de Bet v 1 Quitinasas Otras Albúminas 2S Prolaminas Superfamilia de prolaminas Globulinas Germinas 11S Leguminas 7S Vicilinas Superfamilia de cupinas
grandes o pequeñas cantidades, de forma constitutiva o en res-puesta a factores ambientales. Es un grupo muy amplio en el que se incluyen las profilinas, y algunos alérgenos como la β-fructofuranosidasa en tomate, y la glioxalasa I del arroz. En este capítulo sólo se tratarán las profilinas por ser la familia mejor caracterizada a niveles clínico y molecular(7,70,71).
Proteínas de reserva
Las proteínas de reserva son un importante grupo de proteí-nas de plantas, principalmente de semillas, cuya función primor-dial es el suministro de nutrientes durante la germinación. Algu-nas de ellas presentan, además, actividades bioquímicas, que serán mencionadas más adelante. Estas proteínas han sido cla-sificadas a lo largo del pasado siglo basándose en característi-cas tales como su solubilidad en diferentes medios (clasificación de Osborne), de ahí el nombre de globulinas o albúminas. Actual-mente se utilizan criterios que hacen uso de la función o de
rela-ciones estructurales y evolutivas. De acuerdo con estas últi-mas, se pueden clasificar en dos grandes superfamilias(70): pro-laminas y cupinas (Figura 2). Cada una de estas superfamilias engloba miembros con secuencias de aminoácidos muy diferen-tes pero que comparten motivos (motif) estructurales conserva-dos, tales como dominios conformacionales o patrones de puen-tes disulfuro. Algunas proteínas de reserva se emplean frecuentemente en el procesado de diversos productos alimen-ticios, con el fin de conferirles distintas propiedades: viscosidad, capacidad de absorción de agua, emulsionante, propiedades tensoactivas, etc., por lo que pueden encontrarse ocultas en ali-mentos sin etiquetar. En una dieta humana convencional, exis-ten numerosas proteínas de reserva, tanto en forma nativa como procesada, que pueden conducir a procesos de alergia. Las fuen-tes alimenticias principales que contienen proteínas de reserva alergénicas son los cereales, las legumbres, los frutos secos y las especias(71)(Tabla III).
Alérgenos representativos Masa molecular
Familia (alimentos o fuente alergénica) (kDa) Características
Prolaminas Gliadina ω-5 (trigo) 53 Asociada a anafilaxia inducida por ejercicio γ-secalina (arroz) 32/70 y dependiente de la ingestión de trigo Hordeína γ-3 (cebada) 34
Albúminas 2S Sin a 1 y Bra j 1 (mostazas amarilla y oriental) 10-14 Asociados a síntomas graves.
Ara h 2 (cacahuete) Muy resistentes a proteasas y tratamientos térmicos SFA8 (girasol)
Bn Ib y Bra n 1 (colza) Ric c 1 y Ric c 3 (ricino) Ber e 1 (nuez del Brasil) Jug r 1 (nuez inglesa) Jug n 1 (nuez negra) Ses i 1 (sésamo) Mat 5-D (algodón)
Germinas GLP de pimienta, trigo y Arabidopsis 25 Glicoproteínas.
Cit s 1 (naranja) (monómeros) Estabilidad frente a proteasas y tratamientos térmicos. Implicación de carbohidratos en la unión a IgE. ¿Implicación en el síndrome apio-abedul-artemisia-especias?
Leguminas Glicininas G1-G2 (soja) 50-60 Estabilidad térmica moderada. Ara h 3 (cacahuete) (monómeros) Relativamente alta estabilidad frente a Ber e 2 (nuez de Brasil) Se forman proteasas
Cor a 9 (avellana) hexámeros Ana o 2 (anacardo)
Sin a 2 (mostaza)
Vicilinas Gly m Bd (soja) 40-80 Glicoproteínas.
Ara h 1 (cacahuete) (monómeros) Fragmentos reactivos a IgE. Len c 1 (lenteja) Se forman Estabilidad térmica moderada.
Pis s 1 (guisante) trímeros Relativamente alta estabilidad frente a proteasas Jug r 2 (nuez inglesa)
Cor a 11 (avellana) Ana o 1 (anacardo) Ses i 3 (sésamo) Jug n 2 (nuez negra)
Superfamilia de las prolaminas
Se trata de proteínas de gran importancia en la alimentación y el procesamiento de alimentos(72). Incluye dos grupos de
pro-teínas cuyas secuencias de aminoácidos, aunque presentan algún motivo conservado a base de cisteínas –como el dipéptido CC y el tripéptido CXC–, están muy poco relacionadas: i) prolami-nas propiamente dichas (proteíprolami-nas mayoritarias de las hariprolami-nas de cereales) y ii) albúminas 2S.
Prolaminas
Las prolaminas son proteínas básicamente insolubles en agua y soluciones salinas diluidas y, frecuentemente, poseen una com-posición de aminoácidos particularmente rica en prolina y glu-tamina. La relación de esta fracción de proteínas de las semi-llas con la alergia ha sido estudiada fundamentalmente en el trigo(73). Las prolaminas incluyen algunos alérgenos
responsa-bles, tanto de alergias causadas por la inhalación de la harina de trigo (asma del panadero), como por ingestión (con respues-tas características de dermatitis atópica)(74)o de anafilaxia
indu-cida por ejercicio(75,76). Aunque en el asma del panadero están
involucradas esencialmente proteínas con actividad enzimática o inhibitoria –inhibidores de la α-amilasa, acil-CoA oxidasa, pero-xidasa y otras enzimas(77)–, también se ha demostrado la
impli-cación de diferentes tipos de gliadinas(78,79). En lo que se refiere
a la anafilaxia inducida por ejercicio y dependiente de la inges-tión de trigo, está bien demostrada su asociación a la gliadina ω-5 (Tri a 19)(76,80). Esta proteína, recientemente clonada y
secuen-ciada(81), tiene una masa molecular deducida de su secuencia de
aminoácidos de 53 kDa, y posee una notable identidad de secuen-cia con las secalinas de 32 y 70 kDa de arroz, y la hordeína γ-3 (γ-34 kDa) de cebada. Precisamente esta circunstancia sería res-ponsable de la reactividad cruzada que se ha observado entre estos alérgenos y la gliadina ω-5(80). El hecho de que péptidos
derivados de la gliadina ω-5 entrecruzados por acción de la trans-glutaminasa incrementen su capacidad de unión de IgE, ha hecho postular que la activación de esta enzima en la mucosa intesti-nal durante el ejercicio podría ocasionar la formación de gran-des complejos de alérgeno capaces de inducir las reacciones ana-filácticas(82). Además, se han identificado en la gliadina ω-5 varias
secuencias peptídicas ricas en glutamina capaces de unir anti-cuerpos IgE de pacientes alérgicos(81). También se ha demostrado
que la gliadina ω-5 es un alérgeno mayoritario en niños con aler-gia inmediata tras la ingestión de trigo(83).
Albúminas 2S
Reciben esta denominación por ser proteínas solubles en agua y presentar un coeficiente de sedimentación de 2 Sved-bergs (S). Son alérgenos mayoritarios de las leguminosas, frutos secos y especias, y constituyen el grupo de alérgenos más impor-tante y mejor conocido de la superfamilia de las prolaminas. Poseen una masa molecular comprendida entre 10 y 14 kDa, y un tamaño de unos 90 a 135 aminoácidos(84). Son ricas en
ami-noácidos nitrogenados (glutamina y arginina) y sulfurados (cis-teína), lo que justificaría su papel biológico como proteínas de reserva de las semillas ya que suministrarían nitrógeno, azufre y
carbono durante la germinación. Algunas poseen un alto con-tenido en otros aminoácidos, como metionina(85), y por ello han
sido utilizadas biotecnológicamente para mejorar las propieda-des nutricionales de determinadas semillas, como la de soja(86).
A algunas albúminas 2S se les han atribuido actividades bioquí-micas diversas, como la defensa frente a patógenos fúngicos y bacterias grampositivas, o inhibidores de serinproteasas, o acti-vidad antagonista de la calmodulina.
La alergia a las semillas que contienen albúminas 2S se conoce desde hace más de cinco décadas, pero ha sido en las dos últi-mas cuando se ha demostrado la implicación generalizada de estas proteínas en la hipersensibilidad de tipo I. Las albúminas 2S pueden acceder al organismo por ingestión de la propia semi-lla, o por inhalación de la harina obtenida de su molturación. Ahora se sabe que son alérgenos relevantes en la alergia causada por ingestión de mostaza amarilla y oriental(87-89), cacahuete(90,91),
nuez del Brasil y nuez inglesa(86,92,93), semillas de girasol(94),
sésamo(95,96)y, seguramente también, de guisante(97), almendra(98),
avellana(99), anacardo(100), soja(101)y col(102), en las que aún los
estu-dios no han profundizado suficientemente para valorar el alcance de su implicación. Otras semillas que no son ingeridas habitual-mente por el hombre pero que pueden alcanzar de una u otra forma sus vías respiratorias –o incluso digestivas– y contienen albúminas 2S alergénicas son el ricino(103), la colza(104)y las
semi-llas de algodón(105). En estas circunstancias, a menudo, la
aler-gia es de tipo ocupacional; es el caso de la napina Bn Ib, la albú-mina 2S de colza, que produce alergia en trabajadores de industrias agroalimentarias que manejan la harina de estas semillas(104,106).
Las albúminas 2S son proteínas codificadas por familias mul-tigénicas(107), lo que explica su alto grado de polimorfismo: en
una misma semilla se encuentran diversas albúminas 2S con secuencias parecidas pero no idénticas. Se sintetizan en forma de un precursor que pierde, durante la maduración de la molé-cula, diversos fragmentos, dando finalmente lugar a las dos cade-nas que constituyen la proteína madura (heterodímero). Estas dos cadenas –una pequeña (~4 kDa) y otra mayor (~10 kDa)– se mantienen unidas por dos puentes disulfuro que contribuyen fuertemente a la estabilidad de la molécula. Alguna albúmina 2S, sin embargo, es monocatenaria, y otras proceden de una duplicación génica, como ocurre en ciertas variantes de girasol. Hasta este momento, se han descrito más de 15 albúminas 2S alergénicas, en más de 10 especies vegetales. Presentan gran-des diferencias en su secuencia de aminoácidos: las identidagran-des oscilan entre 12 y 98%, lo que da idea del amplio margen de reactividad cruzada que pueden ofrecer. Probablemente el alér-geno mejor conocido de esta familia de proteínas es Sin a 1, el alérgeno mayoritario de la mostaza amarilla (Sinapis alba)(87,89,107).
La gran proximidad filogenética que tienen las mostazas con la colza, ambas especies pertenecientes a la familia Brassicaceae –que también incluye los nabos, rábanos, coles, coliflor y bró-coli–, hace que las características de sus alérgenos 2S (Sin a 1, Bra j 1 y Bn III) sean muy semejantes (identidad de secuencias entre 86 y 92%) y den lugar a procesos de reactividad cruzada entre ellos(88,104). Todo lo contrario ocurre con otras albúminas
esca-sísimos los resultados positivos sobre reactividad cruzada: la baja similitud de la secuencia de aminoácidos entre las diferentes albúminas 2S, a pesar de la presencia de cisteínas conserva-das, hace que cada alérgeno posea epítopos característicos pro-pios. Además, la cadena pesada de las albúminas 2S posee una región sin estructurar, de diversa longitud (de 5 a 21 aminoáci-dos) y muy variable en su secuencia, a la que se ha denominado “región hipervariable”; este segmento parece implicado en la actividad alergénica de estas proteínas ya que, para varias de ellas, se ha demostrado que es reconocida por IgE de pacien-tes alérgicos(88,108,109). Por otro lado, se conocen, además, las
estructuras tridimensionales de tres albúminas 2S: Bn Ib de las semillas de colza (Figura 3), Ric c 3 del ricino y SFA8 de las semi-llas de girasol, lo que ha permitido deducir su gran semejanza conformacional. La disponibilidad de estas estructuras posibilita también el modelado de otros miembros de la familia y la expli-cación teórica de diferentes respuestas antigénicas.
El plegamiento conformacional de las albúminas 2S (Figura 3) es similar al de otras proteínas ricas en cisteína, las cuales han sido, a veces, incluidas en la superfamilia de prolaminas(110): i) las
proteínas de transferencia de lípidos (LTP) (Figura 3), ii) los inhi-bidores de α-amilasas/tripsina de cereales, y iii) la proteína hidro-fóbica de la soja (HPS). Este plegamiento, estudiado a través de técnicas de RMN aplicadas a albúminas 2S de ricino, girasol
y colza(109,111,112), consiste en 4-5 hélices α organizadas en forma
de una superhélice desarrollada a derechas.
Una propiedad estructural de las albúminas 2S con gran influencia en su actividad inmunológica es su alta estabilidad frente a tratamientos térmicos o la actividad de enzimas proteo-líticas (pepsina, tripsina y quimotripsina)(3,109). Su peculiar
estruc-tura tridimensional –muy compacta–, y la abundancia de puen-tes disulfuro contribuirían definitivamente a esa estabilidad, lo que les permitiría atravesar las vías digestivas sin apenas ser alte-radas y alcanzar el sistema inmunológico asociado al epitelio gastrointestinal como estructuras complejas y con los epítopos alergénicos intactos. Además, se ha demostrado la capacidad de interacción de una de estas albúminas 2S –Sin a 1, de la mos-taza amarilla– con bicapas lipídicas(113), lo que podría tener
rela-ción también con su actividad inmunogénica, pues su paso a través de las membranas intestinales estaría facilitado.
La frecuencia de sensibilización a las semillas que contienen albúminas 2S no es muy alta, pero los síntomas son graves(114),
incluida la anafilaxia. Así, se han descrito graves reacciones de hipersensibilidad después de la ingestión de alimentos que con-tenían mostaza(115,116), lo que ha hecho proponer la sustitución
de las pruebas de provocación oral con mostaza por ensayos in vitro, y así evitar el riesgo de reacciones indeseables. A pesar de la baja identidad de secuencia entre los miembros de esta fami-FIGURA 3. Estructuras tridimensionales de proteínas alergénicas de vegetales. Albúmina 2S de las semillas de colza (napina BnIII); LTP del trigo; Bet v 1 del polen de abedul; heveína del látex; vicilina de la soja (β-conglicina); profilina del abedul. Las claves de acceso de estas estructuras en el banco de datos Protein Data Bank son, respectivamente, 1PNB, 1GH1, 1BV1, 1HEV, 1IPJ, 1CQA. No se ha respetado en la figura el tamaño relativo de estos alérgenos.
lia de alérgenos, frecuentemente se ha descrito una cierta aso-ciación en la hipersensibilidad a las semillas que los contienen, e incluso a vegetales más alejados filogenéticamente, como son las Rosaceas(114). Por otro lado, la alergia a estas semillas
–mos-taza, cacahuete, girasol, etc.– es un claro ejemplo de la influen-cia geográfica en la incideninfluen-cia de las alergias alimentarias, ya que su consumo está fuertemente condicionado por los hábitos ali-menticios de las diferentes poblaciones. Algunos autores insisten en el aumento de la incidencia de la alergia a estas semillas –por ejemplo, a la mostaza en Francia y entre la población infantil(117)–,
provocado probablemente por el cambio de dichos hábitos. Final-mente, algunos de estos productos, como el cacahuete, la mos-taza o la soja, son utilizados como condimento enmascarado en alimentos procesados, y, a menudo, los etiquetados comerciales no informan de su existencia, planteando graves dificultades a la hora de diagnosticar el inductor alérgico.
Superfamilia de las cupinas
Los miembros de esta familia se caracterizan por presentar, en su estructura 3D, dominios característicos de “barril β” (Figura 4) –al que también se llama dominio “cupina”–, y secuencias conservadas en posiciones específicas de las cadenas polipep-tídicas(118). La familia de las cupinas comprende proteínas con
actividad enzimática implicadas en la modificación de los car-bohidratos de las paredes celulares y factores de transcripción, pero el mayor número de ellas son proteínas de reserva no cata-líticas de las semillas de plantas. Se encuentran en numerosas especies de monocotiledóneas y dicotiledóneas. La familia de las cupinas incluye tres tipos de proteínas: globulinas 11S o legu-minas, globulinas 7S o vicilinas, y germinas. Mientras que las germinas presentan un único dominio cupina en sus monóme-ros –con una masa molecular de alrededor de 25 kDa–, las glo-bulinas poseen dos –que forman una estructura de 40 a 60 kDa–, por lo que se les ha llamado “bicupinas” (Figura 4). Se han des-crito diversos alérgenos mayoritarios pertenecientes a esta amplia familia proteica en la soja, cacahuete, avellana, nuez, almendra, anacardo, trigo, lenteja, guisante, pimienta, mostaza y naranja. La estructura del dominio cupina parece estar relacionada con la gran estabilidad térmica de estas proteínas(118,119).
Germinas
La primera germina se describió en el trigo, pero más tarde se han encontrado proteínas similares ampliamente distribuidas en otras angiospermas, tanto monocotiledóneas como dicotiledó-neas, así como en las gimnospermas y en las plantas inferiores. A estas proteínas, para distinguirlas de las originales germinas de trigo, se las ha llamado “proteínas similares a las germinas” (GLP, germin-like proteins, en la terminología anglosajona utilizada en la literatura). Aunque las GLP presentan diferencias de secuencia con respecto a las germinas y no se les conoce actividad enzi-mática (sólo se ha descrito una ADP glucosa pirofosfatasa en la cebada), comparten con las propias germinas su conformación de barril β y secuencias de aminoácidos en posiciones clave de la estructura, estando algunos de estos aminoácidos implicados en la unión a metales. Se trata de una familia de proteínas dentro de
la superfamilia de cupinas y se caracterizan por presentar gran solubilidad, carácter glicoproteico y gran estabilidad frente a diver-sos agentes desnaturalizantes, tales como los tratamientos térmi-cos y la acción de enzimas proteolíticas –la germina se puede ais-lar en forma activa simplemente por tratamiento del tejido homogeneizado con pepsina–(118,120,121). Se sintetizan en las
pare-des celulares de los embriones de cereales y se expresan en las etapas tempranas de la germinación; además, aparecen en las plantas adultas como respuesta a la agresión de agentes bioló-gicos (virus, hongos, u otros patógenos) o ambientales (ayuno, calor, deshidratación, etc.)(118,122). Recientemente, la GLP de pimienta
ha sido clasificada como el primer miembro de una nueva familia de proteínas de defensa de plantas: la familia PR-16(123).
La organización molecular de las germinas consiste en homo-hexámeros de aproximadamente 250 kDa, cuyos monómeros constituyentes son cadenas de 25 kDa que forman dímeros, los cuales, a su vez, se asocian triméricamente (Figura 4). La con-formación de cada monómero presenta una estructura tridimen-sional en la que destaca el típico barril ß característico de las cupinas, al que se añade un dominio polipeptídico con estruc-tura de hélice α (Figura 3). Además, las germinas poseen activi-dad de oxalato oxidasa (y superóxido dismutasa), que no poseen otras cupinas alergénicas, como las globulinas 11S y 7S. Esta actividad catalítica podría tener relación con su papel en pro-cesos de defensa de la planta, pues supone la capacidad para producir radicales peróxido.
La actividad alergénica de las germinas no ha sido aún pro-fundamente analizada. En 1998, estudiando el síndrome de aler-gia a apio-abedul-artemisia-especias se describió, por primera vez, la implicación de una GLP de la pimienta negra en estos procesos(124). Más tarde, se ha demostrado que la germina del
FIGURA 4. Organización de las subunidades de los alérge-nos de la familia de las cupinas. Las esferas representan los dominios “cupina”. Las elipses representan los monómeros de vicilinas y leguminas.
Globulinas
Organización molecular de las cupinas Dominio cupina S--S S--S S--S Monómero 40-80 kDa 7S vicilinas Trímero 150-180 kDa 11S leguminas Hexámero 300-450 kDa Germina Dímero Hexámero 250 kDa Monómero 25-30 kDa
trigo y la GLP del Arabidopsis son proteínas alergénicas, ya que son capaces de unir IgE de pacientes alérgicos y de inducir espe-cíficamente la liberación de histamina en estos individuos(125).
Para estos estudios, en los que se muestra la implicación de la fracción N-glucosídica de estas proteínas en el reconocimiento de los anticuerpos, se utilizaron las formas recombinantes expre-sadas en tabaco, a las que se supone una estructura glucosídica coherente con la de la forma natural presente en la planta. Recien-temente se ha caracterizado una germina alergénica en la naranja, Cit s 1, de 24 kDa y con un componente glucosídico que podría tener un papel importante en la unión a IgE, aunque el alérgeno purificado presentaba una baja reactividad in vivo(126).
Leguminas (globulinas 11S) y vicilinas (globulinas 7S) Estas globulinas se denominan 11S y 7S basándose en su tamaño, determinado mediante ultracentrifugación. Los térmi-nos “legumina” y “vicilina” hacen referencia a las presentes en semillas de leguminosas y en el grupo Viciae de éstas, respecti-vamente. Las globulinas 11S son, al igual que las germinas, homo-hexámeros, pero en este caso de 300-450 kDa, que surgen del ensamblaje de dos trímeros (Figura 4), y los monómeros consti-tuyentes tienen alrededor de 50-60 kDa de masa molecular(118,127).
Estos monómeros están constituidos por dos cadenas polipeptí-dicas (una ácida α de unos 30-40 kDa, y otra básica β de unos 20 kDa); ambas contienen una estructura en barril β y están enla-zadas por un único puente disulfuro. Sólo se ha encontrado un miembro glucosilado: la cadena ácida de la globulina del lupino. Las cadenas de la proteína madura proceden de un precursor polipeptídico común que se procesa por un único enlace peptí-dico mediante una actividad proteolítica de la semilla(119). Ya que
estas proteínas son codificadas por familias multigénicas, las cade-nas ácida y básica muestran una gran heterogeneidad, tanto de secuencia de aminoácidos como de tamaño molecular.
Por lo que se refiere a las vicilinas, aunque su secuencia de aminoácidos presenta una baja similitud (35-45% de identidad) con las de las leguminas, son proteínas con una estructura tridi-mensional y organización de subunidades similar. Sin embargo, sólo alcanzan a formar los correspondientes trímeros de 150-180 kDa, con monómeros de 40-80 kDa de una única cadena poli-peptídica (Figuras 3 y 4). La maduración postraduccional implica su procesamiento proteolítico y glucosilación, y la naturaleza de unos y otra depende de la especie vegetal. Pueden presentar 1 ó 2 sitios de N-glucosilación, localizados en el dominio C-termi-nal, y pueden estar ocupados uno o ambos sitios. Algunas glo-bulinas, como las de lenteja y guisante (48 y 44 kDa, respecti-vamente), sufren, en la semilla, rupturas proteolíticas, produciendo una serie de fragmentos (por ejemplo, de 12-16 y 26 kDa en el caso de la lenteja, y 13, 16 y 36 kDa en el del guisante) con los que reacciona la IgE y parecen tener gran relevancia clínica(128,129).
Se han descrito leguminas alergénicas relevantes en la soja, las glicininas G1-G2 (130,131), en los frutos secos, como el cacahuete,
Ara h 3(90,132), la nuez del Brasil, Ber e 2(93), la avellana, Cor a 9(133),
el anacardo, Ana o 2(100), en la mostaza, Sin a 2(134), y podrían
ser importantes también en la nuez y el coco(135), el sésamo, Ses
s i 6(96)y la almendra(98). Se han observado procesos de
reactivi-dad cruzada entre algunas de ellas, como entre las de coco y nuez(135)y, aunque los análisis de los epítopos alergénicos son
aún escasos, se han encontrado semejanzas entre algunas regio-nes polipeptídicas de las leguminas del cacahuete y la avellana(133)
y entre las de la soja y el cacahuete(136).
Respecto a las vicilinas alergénicas, han sido bien estudiadas las del cacahuete (Ara h 1)(137)y la soja (Gly m Bd, o
β-conglici-nina)(138), y se ha demostrado su existencia –estando algunas de
ellas clonadas y secuenciadas– en la lenteja y guisante (Len c 1 y Pis s 1, respectivamente)(128,129,139), frutos secos (Jug r 2 de nuez
inglesa; Jug n 2, nuez negra; Cor a 11 de avellana; y Ana o 1 de anacardo)(99,140,141), y otras semillas, como el sésamo (Ses i 3). Las
vicilinas de la lenteja y el guisante son sus alérgenos mayorita-rios y presentan una gran identidad de secuencia (90%), con una prevalencia superior al 75% de los pacientes analizados, pertenecientes todos ellos al área mediterránea(128,129).
Tanto las leguminas como las vicilinas, así como otros miem-bros de la familia de las cupinas, presentan una notable estabi-lidad térmica, aunque sin alcanzar los niveles de las albúminas 2S. El calentamiento de estas proteínas ocasiona la pérdida de parte de la estructura β de los dominios cupina y algunas ficaciones covalentes de las cadenas polipeptídicas. Estas modi-ficaciones pueden afectar a su actividad alergénica, a menudo incrementando la capacidad de unión de las IgE. Así, los extrac-tos de cacahuete extrac-tostados presentan mayor capacidad alergé-nica que los crudos(142), cocidos o fritos(143). No se ha explorado
en profundidad la resistencia de leguminas y vicilinas a trata-mientos proteolíticos, pero los datos existentes apuntan a que, tanto in vivo como in vitro, estas proteínas sufren una digestión limitada. Parece ser que, tanto la glicinina como la conglicinina de soja, pueden ser digeridas por la pepsina, tripsina y quimo-tripsina, dando como resultado unos intermediarios estables, de gran tamaño, que conservarían la estructura cuaternaria de la proteína nativa. Ello justificaría la detección de globulinas inmu-norreactivas en el íleon después de varias horas de su ingestión. Hay que tener en cuenta, sin embargo, que estos procesos depen-den del tipo de cocinado que hayan sufrido previamente los ali-mentos que contienen estos alérgenos.
El hallazgo de numerosas cupinas alergénicas en los últimos años, su aislamiento de las semillas, así como la clonación y secuenciación de sus cadenas polipeptídicas, ha abierto nuevos escenarios al análisis detallado de su reactividad cruzada, y per-mitirá modelar las nuevas estructuras sobre la base de las ya cono-cidas para justificar los hallazgos clínicos obtenidos sobre la sen-sibilización a numerosos alimentos elaborados con semillas.
Proteínas de defensa
La segunda clase de proteínas de plantas que incluye un amplio número de familias de alérgenos relacionados con la aler-gia a alimentos, está integrada por las proteínas de defensa (muchas de ellas denominadas proteínas PR, pathogenesis-rela-ted proteins)(71,144,145). Son componentes de los mecanismos de
defensa que poseen las plantas frente al ataque de patógenos (virus, bacterias, hongos) o plagas (insectos, nematodos, áca-ros), con una expresión constitutiva o inducible por estrés
bióti-cos y abiótibióti-cos, y que poseen, en general, actividad bactericida, fungicida o insecticida in vitro(144). La amplia distribución de la
mayoría de estas familias de proteínas en el reino vegetal, junto a la estrecha relación estructural de los miembros de una misma familia (alta identidad de secuencia y similar estructura tridimen-sional, que determina la presencia de epítopos comunes), cons-tituye la base molecular de las reacciones cruzadas que existen entre alimentos vegetales, y entre éstos y pólenes(146,147). Otras
dos características adicionales de las proteínas de defensa tie-nen una clara relevancia clínica: 1) su inducción por distintos tipos de estrés puede condicionar los niveles de un alérgeno determinado en productos comerciales, en función de las con-diciones de cultivo, almacenamiento, etc.; 2) muchas de estas proteínas (p. ej., LTP, inhibidores de α-amilasa, dominios heveí-na, taumatinas) presentan una estructura compacta, estabilizada por un alto número de puentes disulfuro, que las hace altamente resistentes a los tratamientos térmicos y a la digestión por pro-teasas digestivas (p. ej., jugo gástrico simulado), lo que deter-mina que se encuentren como alérgenos inmunológicamente activos en alimentos procesados y al interaccionar con el sistema inmunitario asociado a la mucosa gastrointestinal(148).
Las familias de proteínas de defensa implicadas, hasta el momento, en la alergia a los alimentos se resumen en la Tabla IV. La relevancia clínica y la información actualmente disponible sobre
su papel como alérgenos alimentarios varía drásticamente entre los distintos grupos. En consecuencia, se tratarán con especial énfasis las familias mejor estudiadas, y se comentarán muy sucin-tamente aquellas con un reducido número de miembros con acti-vidad alergénica y un limitado volumen de datos clínicos. Homólogos de Bet v 1 (proteínas PR-10)
En áreas ricas en abedules y otras especies del orden Faga-les (aliso, avellano, etc.), como son los países del centro y norte de Europa, un alto porcentaje de pacientes polínicos tienen nive-les significativos de IgE frente al alérgeno principal de polen de abedul, Bet v 1. Entre éstos, más del 50% muestran síntomas frente a diferentes alimentos vegetales, incluidos la manzana y otros frutos de las Rosaceas, el apio, la zanahoria y especias (sín-dromes abedul-manzana y abedul-apio-especias), provocados por la presencia de alérgenos homólogos a Bet v 1 en los mis-mos(149,150).
La familia de Bet v 1 (incluida en la de proteínas PR-10) está formada por alérgenos de 18 kDa (150-160 residuos), con iden-tidades de secuencia que varían entre un 40 y un 90%. En algu-nos miembros se ha detectado capacidad para unir esteroides vegetales (p. ej., brasinoesteroides) y/o actividad ribonucleasa, aunque no esté bien establecida la posible función in planta de estas actividades(150)(Figura 3).
Alérgenos representativos Masa molecular
Familia (alimento o fuente alergénica) (kDa) Características
Homólogos del Bet v 1 Api g 1 (apio), Dau c 1 (zanahoria), 18 Lábiles. Predominantemente, SAO (PR10) Mal d 1 (manzana), Gly m 4 (soja),
Ara h 8 (cacahuete)
Proteínas de transferencia Pru p 3 (melocotón), Mal d 3 (manzana), 9 Resistentes a proteasas y tratamientos de lípidos (LTP; PR14) Cit s 3 (naranja), Zea m 14 (maíz), térmicos. Asociadas a síntomas graves
Cor a 8 (avellana)
Quitinasas y proteínas con Pers a 1 (aguacate), Cas s 5 (castaña) 32 Síndrome látex-frutas. Dominio heveína dominio heveína (PR3,4,8) Bra r 2 (nabo), Hev b 6.01 (látex) 20 resistente a proteasas
Taumatinas (PR5) Act c 2 (kiwi), Mal d 2 (manzana), 23 Resistentes a proteasas y tratamientos térmicos Pru av 2 (cereza), Cap a 1 (pimienta)
Inhibidores de α-amilasas Hor v 15 (cebada), (subunidades de trigo, 12-16 Asma del panadero e ingestión.
centeno, arroz) Resistentes a calor
β-1,3-glucanasas (PR2) Hev b 2 (látex), (¿alimentos: tomate, 46/34 ¿Reacciones cruzadas pólenes-látex-alimentos? patata, plátano?)
Proteasas
• Cisteín-proteasas Act c 1 (kiwi) 30 ¿Reacciones cruzadas alimentos?
• Serín-proteasas Cuc m 1 (melón) 66
Peroxidasas (PR9) (Trigo, cebada, tomate) 36 Asma del panadero e ingestión. Glucosiladas Proteínas PR1 Cuc m 3 (melón) 16 Similitud parcial con grupo 5 venenos de insectos Inhibidores de proteasas
• Tripsina Kunitz (soja) 21
• Cisteín-proteasas Sola t 3 (patata) 20
• Otros Sola t 4 16 + 4
Los homólogos de Bet v 1 son proteínas lábiles, sensibles a tratamientos térmicos y rápidamente degradables por las pro-teasas digestivas(151). Esto explica que estén principalmente
aso-ciados a síntomas locales y leves en las mucosas oral y faríngea (síndrome de alergia oral), aunque se han descrito casos (p. ej., en la soja, ligados a Gly m 4) de cuadros graves y anafila-xia(152). La determinación de la estructura tridimensional de Bet
v 1 y alguno de sus homólogos y el mapeo de los epítopos B y T(153)constituyen la base para la obtención, en un futuro, de
for-mas hipoalergénicas. Por otro lado, las técnicas de interferencia en la expresión de estos alérgenos con ARN antisentido pueden posibilitar la producción de alimentos transgénicos (p. ej., man-zanas) en los que su nivel esté drásticamente reducido(154). Proteínas de transferencia de lípidos
(LTP; proteínas PR-14)
En el área mediterránea, virtualmente libre de abedules y otras Fagales, la alergia a los frutos de la familia de las Rosaceas (principalmente, melocotón) y a otros alimentos vegetales, no está relacionada con miembros de la familia del Bet v 1. La pobla-ción alérgica, en esta área, presenta una baja prevalencia (< 10%) de IgE frente a Bet v 1, y un número significativo de pacientes (> 20%) muestran hipersensibilidad a los frutos sin polinosis aso-ciada(155). Los alérgenos principales del melocotón y de otras Rosaceas(156,157), así como de muchos otros alimentos(158), han
sido identificados como proteínas de transferencia de lípidos. Las LTP constituyen una familia de polipéptidos básicos de 9 kDa (91-95 residuos), con un amplio rango de similitud en su estructura primaria (30-95% de identidad de secuencia) y 4 puen-tes disulfuro conservados entre los distintos miembros(159). Esta
característica determina una conformación compacta, compar-tida en sus rasgos esenciales por otros grupos de alérgenos (inhi-bidores de la α-amilasa de cereales, albúminas 2S)(160), formada
por 4 hélices α y una cola C-terminal no estructurada (Figura 3). Las LTP se acumulan fundamentalmente en los tejidos epidérmi-cos externos de las partes aéreas de la planta (hojas, frutos), lo que explica la mayor capacidad alergénica de la piel respecto a la pulpa en los frutos de las Rosaceas(161). Su localización
epidér-mica y extracelular es coherente con la función propuesta, y mejor demostrada experimentalmente, para estas proteínas: participar en mecanismos de defensa frente a patógenos(162), y en la
sínte-sis de polímeros lipofílicos (cutina, suberina) depositados en las superficies externas de órganos aéreos.
Además de en los frutos de las Rosaceas (Pru p 3, Mal d 3, etc.), se han descrito LTP alergénicas en otras frutas, como la uva (Vit v 1) y la naranja (Cit s 3; 126), en hortalizas (Asp o 1 en el espárrago, Lac s 1 en la lechuga), frutos secos (Cor a 8 en la ave-llana, Cas s 8 en la castaña), cereales (Zea m 14 en el maíz), látex (Hev b 12) y algunos pólenes (Art v 3 en la Artemisia vulgaris, Ole e 7 en el olivo, Par j 1 en la Parietaria judaica)(158). Se han
demostrado, tanto in vitro como in vivo, reactividad cruzada entre varios de estos alérgenos, en particular con Pru p 3 ensa-yado como miembro modelo de la familia(158,163).
Las LTP han sido propuestas como modelo de alérgenos de los alimentos(158,164), en función de sus siguientes características:
1) Su alta resistencia a los tratamientos térmicos y a ser degrada-das por las proteasas digestivas(153,158,165), lo que condiciona su
absorción en el tracto gastrointestinal en forma inmunológica-mente activa, y que mantengan su potencial alergénico en los alimentos y bebidas procesados, como los zumos, el vino y la cer-veza(166,167). 2) Su asociación con síntomas sistémicos y graves,
provocando hipersensibilidad por ingestión incluso en pacien-tes no polínicos(155), a diferencia de otros tipos de alérgenos, como
las profilinas o los homólogos del Bet v 1. 3) Su perfil geográfico de prevalencia, muy relevante en el área mediterránea, y con una incidencia baja en países de otras áreas europeas(158). Así, por
ejemplo, la sensibilización a Pru p 3 en España es del 50-80% y a Bet v 1 menor del 10%, mientras que en países como Suiza, Austria o Alemania, las cifras para LTP son inferiores al 10% y las correspondientes a Bet v 1 mayores del 80%. De hecho, Las LTP representan la familia más importante de alérgenos vegeta-les en España (Red Vegetalia de Alergia a Alimentos Vegetavegeta-les, FIS, datos sin publicar). Adicionalmente, resultados recientes indi-can que, además de sensibilizar como agentes primarios por vía digestiva, también pueden hacerlo por vía inhalada(168).
La disponibilidad de clones de ADNc y de formas recombi-nantes de varias LTP alergénicas, así como el mapeo de epíto-pos B(158), ha permitido desarrollar herramientas de diagnóstico
con propiedades equivalentes a las de los alérgenos naturales (p. ej., rPru p 3 versus nPru p 3)(169), y modificar, mediante
muta-génesis dirigida, residuos clave en la unión a IgE, con objeto de obtener variantes hipoalergénicas(170).
Quitinasas y alérgenos con dominio heveína (proteínas PR-3, -4 y -8)
El aumento de la alergia al látex en las últimas décadas ha estimulado la caracterización de sus principales alérgenos(171).
Entre los más relevantes (> 70% de prevalencia en adultos) se encuentra la proheveína (Hev b 6.01), una proteína de 20 kDa, que se procesa generando un polipéptido antifúngico de 4,7 kDa, denominado heveína (Hev b 6.02), y que incluye la mayo-ría de los epítopos de unión a IgE de la molécula precursora (Figura 3).
Un alto porcentaje (40-60%) de los pacientes alérgicos a látex presentan hipersensibilidad a alimentos vegetales, lo que se conoce como síndrome látex-frutas(172,173). Aunque el tipo de
alimento y su grado de asociación varían entre diferentes estu-dios, las frutas consumidas en fresco, en particular aguacate, plátano, castaña y kiwi, parecen las más implicadas.
Los alérgenos principales responsables de la co-sensibiliza-ción con el látex se han identificado como quitinasas de clase I en el aguacate (Pers a 1), castaña (Cas s 5) y el plátano (Mus a 1)(173). También se han localizado enzimas alergénicas de esta clase
en el látex (Hev b 11) y, recientemente, en el kiwi(174). Además,
se han descrito quitinasas de clase IV, altamente similares a las anteriores, como alérgenos principales en la uva(175)y en algunos
pólenes. Estas enzimas, con actividad antifúngica y un tamaño molecular de 32 kDa, presentan en su estructura dos dominios: uno heveína N-terminal de 4,7 kDa (40-43 residuos) y otro cata-lítico de 26 kDa. El dominio heveína suele tener un alto nivel de
identidad de secuencia (60-70%) con la heveína del látex, inclui-das 8 cisteínas conservainclui-das que forman 4 puentes disulfuro, gene-rando una estructura altamente estable. La presencia de este dominio parece esencial para explicar las reacciones cruzadas con el látex y la capacidad de ligar IgE por las quitinasas de las cla-ses I y IV. Así, en el caso de Pers a 1 y Cas s 5, los epítopos B más relevantes se han localizado en dicho dominio, aunque tam-bién parecen estar presentes epítopos conformacionales en el dominio catalítico(176). Estos y otros datos(177)indican que son las
quitinasas completas, y no sólo los dominios heveína, como han propuesto algunos autores(178), las responsables de la
alergenici-dad. En el caso de Pers a 1, que es fácilmente degradable por jugo gástrico simulado, el dominio heveína y algunos fragmen-tos del catalítico mantienen su reactividad in vitro e in vivo des-pués de la digestión(179). Por otro lado, la inactivación de algunas
quitinasas de clase I por el calor podría explicar por qué los fru-tos consumidos en fresco, y no los alimenfru-tos cocinados, son los más estrechamente asociados al síndrome látex-frutas(173).
Además de las quitinasas, también se han implicado proteí-nas de 20 kDa homólogas a la proheveína de látex, como Bra r 2 de nabo(180), en la asociación de alimentos vegetales con la
alergia al látex.
Taumatinas (proteínas PR-5)
Las taumatinas son proteínas antifúngicas de 23 kDa, muchas de ellas inducidas en respuesta al ataque por patógenos, y que tienen 16 cisteínas conservadas que forman 8 puentes disulfuro, lo que las dota de una estructura estable y resistente, en gene-ral, a proteasas y tratamientos térmicos(145). Varios miembros de
esta familia han sido identificados como alérgenos de alimen-tos: Mal d 2 en manzana, Pru av 2 en cereza, Act c 2 en kiwi, Cap a 1 en pimienta, y un homólogo en uva, además de en algu-nos pólenes (Cupressus arizonica, Juniperus ashei)(181).
Algunos de estos alérgenos están glucosilados (p. ej., Act c 2)(182), y dependiendo del grupo de pacientes y del alimento,
tie-nen prevalencias del 30-90%, estimadas como presencia de IgE específica en los correspondientes sueros. Se ha expresado Mal d 2 como proteína recombinante en plantas transgénicas de Nicotiana benthamiana, usando vectores virales(183), un método
que, en algunos casos, puede ser de interés para producir alér-genos recombinantes.
Inhibidores de cereales de αα-amilasas heterólogas Una amplia proporción de las proteínas solubles presentes en las harinas de cereales de mayor consumo (trigo, cebada, cen-teno, arroz) pertenece a la familia de los inhibidores de α-amilasa/tripsina(184). Los miembros de esta familia de proteínas
(hasta 12 subunidades distintas caracterizadas en el Triticum aes-tivum), de 12-16 kDa, generan diferentes tipos de inhibidores activos frente a α-amilasas de insectos, ácaros y mamíferos, y/o tripsina. Inicialmente identificados como alérgenos inhalato-rios relevantes, asociados al asma del panadero, han sido pos-teriormente implicados en reacciones de hipersensibilidad por ingestión, particularmente en el trigo(185,186)y en el arroz, cuyos
alérgenos mejor estudiados pertenecen a esta familia(187).
Proteasas y ββ-1,3-glucanasas (proteínas PR-2)
La información disponible, en el contexto de alergia a alimen-tos, sobre estos dos tipos de enzimas hidrolíticas de plantas es bastante limitada. Sin embargo, sus características y su amplia distribución en el reino vegetal hace prever que, en un futuro próximo, adquieran una mayor importancia, con la caracteriza-ción de nuevos miembros alergénicos y su implicacaracteriza-ción en las reac-ciones cruzadas entre los alimentos, y entre éstos y los pólenes. Algunos representantes de dos tipos de proteasas han sido bien identificados como alérgenos de los frutos. La actinidina del kiwi (Act c 1), de 30 kDa (243 residuos), muy abundante en este fruto (~50% de la proteína soluble) es uno de sus alér-genos mayoritarios(188). La cucumisima del melón (Cuc c 1) es
una serinproteasa de 66 kDa, con una alta reactividad in vitro (> 80%) en los sueros de pacientes alérgicos a este alimento, y potenciales alérgenos homólogos en la calabaza y el tomate(189).
Las β-1,3-glucanasas son proteínas antifúngicas, de 33-36 kDa (una minoría de 42-46 kDa por la presencia de un dominio adicional C-terminal), descritas como alérgenos en el látex (Heb v 2)(171)y en el polen del olivo (Ole e 9)(190). Aunque, hasta el
momento, no se ha aislado ningún componente alergénico de alimentos perteneciente a esta familia, datos recientes sugieren su presencia en el tomate, patata, pimienta y plátano, con dife-rentes grados de reactividad cruzada con el Ole e 9 y el látex(191). Otros alérgenos de alimentos vegetales
Aunque la familia de proteínas PR-1 tiene una amplia distri-bución entre las especies vegetales cultivadas, sólo uno de sus miembros se ha asociado con alergia a los alimentos(192). El Cuc
m 3 es una proteína de 16 kDa, minoritaria en el melón, con una alta reactividad in vitro, pero baja in vivo. Posee una similitud parcial de secuencia con el grupo 5 de venenos de insectos, sin que hasta el momento se haya demostrado su reactividad cruzada con estos alérgenos animales.
Algunas peroxidasas de 36 kDa (proteínas PR-9) y glucosila-das, presentes en harinas de cereales (trigo, cebada), han sido implicadas en reacciones alérgicas por inhalación (asma del pana-dero) e ingestión de las mismas(193,194). Se ha detectado un
posi-ble homólogo reactivo en el tomate. Sin embargo, se requieren estudios adicionales para evaluar la relevancia clínica y el papel que juegan los N-oligosacáridos complejos de estas proteínas.
Por último, diferentes tipos de inhibidores de proteasas per-tenecientes a la familia Kunitz (Sola t 2, inhibidor de la catep-sina D; Sola t 3, inhibidor de cisteín-proteasas; Sola t 3, inhibi-dor de aspartil-proteasas) se han descrito en la patata(195)como
potenciales alérgenos, aunque, como en casos anteriores, su importancia clínica está por demostrar.
Profilinas
Las profilinas de las plantas son proteínas citosólicas de 14 kDa (131-134 residuos) que participan en la regulación del grado de polimerización de los filamentos de actina (componentes básicos del citoesqueleto)(196). Esta función puede estar ligada a
vías de transducción de señales y a la capacidad de las profili-nas para unir mensajeros secundarios, como el
