Aplicación de la biología molecular en alergia a alimentos

Alergol Inmunol Clin 2001;16 (Extraordinario Núm. 2):14-36
Moderador: D. Barber
Hernández
ALK-Abelló. Madrid
R. Sánchez-Monge,
A. Díaz-Perales,
G. García-Casado,
G. Salcedo
Unidad de Bioquímica.
Departamento de
Biotecnología. E.T.S. de
Ingenieros Agrónomos.
Universidad Politécnica.
Madrid.
14
SESIÓN PLENARIA
APLICACIÓN DE LA BIOLOGÍA
MOLECULAR EN ALERGIA
A ALIMENTOS
Proteínas de defensa y de reserva
como alergenos de alimentos vegetales
CARACTERIZACIÓN DE ALERGENOS:
ASPECTOS BÁSICOS Y APLICADOS
La cuestión central en las reacciones de hipersensibilidad mediadas por IgE
–¿por qué una proteína es alergénica?–, está lejos de ser contestada. La respuesta
posiblemente pasa por la purificación, clonación y expresión heteróloga de las proteínas
alergénicas.
La caracterización de alergenos, que incluye la determinación de su secuencia
de aminoácidos o estructura primaria, su estructura tridimensional y la posible existencia
de modificaciones postraduccionales (como glicosilaciones), así como el estudio
de su estabilidad térmica y digestiva y el mapeo de epítopos (B o T) secuenciales
o conformacionales, permitirá esclarecer las características que determinan la
capacidad de una proteína para provocar la respuesta inmune.
La expresión del correspondiente clon en sistemas heterólogos, normalmente
bacterias o levaduras, permite obtener el alergeno recombinante en cantidades
apreciables. Por mutagénesis dirigida se pueden localizar los aminoácidos
esenciales para su alergenicidad y obtener formas hipoalergénicas de la proteína
para su posible utilización en inmunoterapia o en la producción de alimentos no
alergénicos.
Además, y ésta es posiblemente su aplicación más inmediata, la disponibilidad
de alergenos vegetales purificados, nativos o recombinantes, puede ser de utilidad
para el diagnóstico, tanto in vitro como in vivo, al permitir la estandarización del
material utilizado.
PROTEÍNAS DE DEFENSA Y DE RESERVA
COMO ALERGENOS VEGETALES
La caracterización de alergenos vegetales y su inclusión en familias de proteínas
ampliamente distribuidas en el reino vegetal permite predecir reactividades
cruzadas entre distintos alimentos, o entre éstos y pólenes u otro tipo de

Tabla I. Familias de proteínas de defensa de plantas con
miembros identificados como alergenos de alimentos
Familia/Especie Alergeno
Homólogos Bet v 1 (PR-10)
Manzana Mal d 1
Pera Pyr c 1
Albaricoque Pru ar 1
Cereza Pru av 1
Avellana Cor a 1
Apio Api g 1
Zanahoria Dau c 1
Proteínas de transferencia de Lípidos (LTP) (PR-14)
Manzana Mal d 3
Melocotón Pru p 3
Albaricoque Pru ar 3
Cereza Pru av 3
Ciruela Pru d 3
Maíz Zea m 14
Cebada (cerveza)
Nuez Jug r 3
Quitinasas de clase I (PR- 3)
Aguacate Prs a 1
Castaña Cas s 5
Plátano Mus a 1.1 y Mus a 1.2
Proheveínas (PR-4)
Nabo Bra r 2
Taumatinas (PR-5)
Manzana Mal d 2
Cereza Pru av 2
Pimienta Cap a 1
Inhibidores de α-amilasas/tripsina
Trigo
Cebada Hor v 1
Centeno Sec c 1
Arroz RAP
Inhibidores de proteasas (Kunitz)
Soja
Patata Solt t 2,3,4
Peroxidasas
Trigo
Cebada
Proteínas de defensa y de reserva como alergenos de alimentos vegetales
agentes ambientales (látex, etc.). Permite, asimismo, predecir
la alergenicidad de nuevos tipos de preparados alimenticios
o de alimentos procedentes de organismos genéticamente
modificados.
Una mayoría de los alergenos vegetales actualmente
caracterizados pueden incluirse en familias de proteínas
implicadas en la defensa de las plantas frente a organismos
predadores o situaciones de estrés abiótico (frío, calor,
sequía, salinidad, etc.). Además, varios alergenos son proteínas
de reserva en semillas u otros órganos (ver Breiteneder
y Ebner 2001 1 para una revisión). En la Tabla I se resumen
las familias de proteínas de defensa de plantas en las
que se han identificado alergenos de alimentos vegetales.
La mayoría de estas familias están incluidas en las denominadas
proteínas PR (pathogenesis related o proteínas
relacionadas con la patogénesis) 2 . En la Tabla II aparecen
clasificados por familias los alergenos vegetales que son
proteínas de reserva de semillas.
Tabla II. Familias de proteínas de reserva de plantas con
miembros identificados como alergenos de alimentos
Familia/Especie Alergeno
Albúminas 2S
Mostaza amarilla Sin a 1
Mostaza oriental Bra j 1
Colza Bra n 1
Ricino Ric c 1
Sésamo Ses i 1
Nuez Jug r 1
Nuez de Brasil Ber e 1
Cacahuete Ara h 2, 6
Girasol SFA8
Vicilinas 7S
Cacahuete Ara h 1
Soja Gly m Bd 28 K y 60K
Lenteja Lec c 1
Nuez Jug r 2
Leguminas 11S
Cacahuete Ara h 3
Soja
Proiaminas
Trigo
Cebada
Centeno
15

R. Sánchez-Monge, et al
Fig. 1. A: Pruebas cutáneas. B: Inmunodetección (dot-blot) realizados
con extractos proteicos enriquecidos en inhibidores WPI y BPI, y con
proteínas purificadas de la familia de inhibidores de α-amilasa/tripsina:
W: trigo; B: cebada; TAI, DAI, y MAI: inhibidores tetráméricos,
diméricos y monoméricos de α-amilasa; TI: inhibidor monomérico de
tripsina. Los componentes glicosilados aparecen señalados con asterisco
(*).
Además de las proteínas incluidas en las tablas, también
son importantes alergenos vegetales las profilinas y
algunas tiol-proteasas. La profilinas son proteínas que unen
actina y participan en la organización del citoesqueleto de
las células. Son panalergenos implicados en reacciones cruzadas
entre pólenes y alimentos. El alergeno mayoritario
de kiwi es una tiol-proteasa, actinidina (Act c 1), con
homólogos responsables de potenciales reacciones cruzadas
en otras frutas, como papaya, piña o higo. Uno de los
principales alergenos de la soja, Gly m 1 (antes Gly m Bd
30K) es también una tiol- proteasa.
LOS INHIBIDORES DE
α-AMILASA/TRIPSINA DE HARINA DE
CEREALES, IMPLICADOS EN ALERGIAS
OCUPACIONALES, SON TAMBIÉN
RESPONSABLES DE ALERGIAS
ALIMENTARIAS
Se han purificado y caracterizado diversos miembros
de la familia de inhibidores de α-amilasa/tripsina de
16
trigo, cebada y centeno, y demostrado su papel como
alergenos principales en la alergia ocupacional más
importante asociada a la manipulación de harinas, denominada
“asma del panadero” 3-6 . La mayoría de los miembros
de la familia son reactivos, tanto in vitro como in
vivo. Sin embargo, su capacidad de ligar IgE varía sustancialmente
(Figura 1). Son más reactivos los miembros
que están glicosilados lo que ha permitido estudiar el
papel de los N-oligosacáridos complejos de plantas en la
capacidad de unión de IgE, particularmente el de los residuos
de xilosa y fucosa, así como su implicación en reacciones
cruzadas con glicoproteínas no relacionadas
secuencialmente 7-9 .
Otro tipo de alergia ocupacional en el que está implicada
la familia de inhibidores es en la industria maderera, en la
que se utilizan engrudos de cereales, habiéndose demostrado
la reactividad tanto in vivo como in vitro de varios de sus
miembros 10-11 .
A pesar de la importancia creciente de la alergia alimentaria
a diversos tipos de cereales, se sabe relativamente
poco de la naturaleza de los alergenos implicados.
Los datos acumulados sugieren un papel relevante de los
miembros de la familia de inhibidores de α-amilasa/tripsina.
Diversos alergenos localizados en el grano de arroz 12
son homólogos a los inhibidores de trigo, cebada, y centeno.
También es miembro de la familia el único alergeno
por ingestión localizado en trigo 13 . En un estudio reciente
(Armentia et al., datos sin publicar), los patrones de proteínas
de extractos de trigo, cebada y centeno que ligan
IgE son similares en pacientes alérgicos a cereales por
ingestión (niños y adultos) y por inhalación (asma del
panadero).
LTPs COMO PANALERGENOS VEGETALES
EN POBLACIONES DEL ÁREA
MEDITERRÁNEA
En países del centro y norte de Europa y de América
del Norte, la alergia a manzana y otros frutos de la familia
Rosaceae aparece asociada con alergia al polen de abedul,
siendo los principales alergenos miembros de la familia de
Bet v 1 y profilinas. En el área Mediterránea, con escasa
presencia de abedules, los pacientes alérgicos a este tipo de
frutos generalmente no presentan IgE específica frente a
Bet v 1. Tanto si la alergia aparece asociada a polinosis,
como en pacientes no polínicos, los principales alergenos
de manzana y melocotón son proteínas de alrededor de 9

kDa, que fueron caracterizados como miembros de la familia
de proteínas de transferencia de lípidos (LTPs) 14,15 . La
utilidad de LTPs purificadas de distintas fuentes en el diagnóstico
de alergia a Rosáceas ha sido demostrada en un
estudio reciente (García-Selles et al., datos sin publicar).
Más del 90% de los pacientes alérgicos a melocotón y manzana
reaccionan en pruebas cutáneas con la proteína correspondiente
(Pru p 3 y Mald d 3).
Las LTPs son proteínas de defensa ampliamente distribuidas
en distintos tejidos de las plantas, lo que sugiere
su potencial papel como panalergenos responsables de
reacciones cruzadas entre frutas, semillas y pólenes 16,17 . La
alta estabilidad térmica y digestiva de estas proteínas posibilita
su actuación como alergenos en alimentos o bebidas
elaboradas tales como zumo de melocotón 18 , vino 19 , o cerveza
20 .
A partir de clones cDNA de las LTPs de melocotón
y manzana 21 , se ha deducido la secuencia completa de
aminoácidos de las proteínas maduras que muestran un
82% de identidad. La comparación con las secuencias de
otras proteínas de la familia permite localizar zonas conservadas
y variables que pueden formar parte de epítopos
secuenciales implicados en reactividades cruzadas. El
modelado de la estructura tridimensional, como el presentado
en la Figura 2, permitirá localizar zonas potencialmente
expuestas, candidatas a incluir epítopos conformacionales.
El clon de melocotón ha sido expresado en la levadura
Pichia pastoris 21 . La purificación de la proteína recombinante,
ha demostrado que, al menos in vitro, su capacidad de ligar
IgE es similar a la de la proteína nativa.
LOS PANALERGENOS RESPONSABLES
DEL SÍNDROME LÁTEX/FRUTAS
SON QUITINASAS DE CLASE I
Alrededor de un 30-50% de los pacientes alérgicos a
látex presenta hipersensibilidad a frutas, principalmente
aguacate, castaña, plátano y kiwi. La denominación "síndrome
látex/frutas" fue propuesta 22 para describir este tipo
de reacción cruzada, que debe implicar la presencia de epítopos
comunes en alguno de los alergenos de látex y en
proteínas de las frutas. La purificación y caracterización en
aguacate 23-25 , castaña 23,25 y plátano 26,27 de los alergenos principales
ha permitido concluir que son quitinasas de clase I.
Estas proteínas poseen en la zona N-terminal de su secuencia
un dominio heveína con cerca de un 70% de identidad
Proteínas de defensa y de reserva como alergenos de alimentos vegetales
Fig. 2. Modelado de la LTP de melocotón, Pru p 3, a partir de su
secuencia de aminoácidos y tomando como referencia la LTP de maíz
cuya estructura se ha determinado por resonancia magnético nuclear.
Ct y Nt señalan los extremos carboxi y amino-terminal de la proteína.
En colores se representan los tramos de hélice α.
con el alergeno principal de látex, la heveína (Hev b 6.02).
Este dominio no está presente en las quitinasas de clase II,
que sin embargo presentan cerca del 80% de identidad de
secuencia con el dominio catalítico de las quitinasas de clase
I. En la Figura 3 se presentan los resultados de experimentos
de inmunoinhibición con las quitinasas de ambas
clases purificadas de castaña.
El clonaje y expresión de la quitinasa de clase I de castaña
y de su dominio catalítico 28 ha permitido analizar el
papel de los dos dominios de estas enzimas en su capacidad
de ligar IgE. La importancia del dominio heveína en dicho
reconocimiento es evidente pues la deleción del mismo
supone la pérdida completa de reactividad en ensayos de
inmunodetección después de fraccionamiento por electroforesis
en presencia de SDS (SDS-PAGE). Sin embargo, ensayos
de RAST de inhibición en condiciones no desnaturalizantes
sugieren la presencia de epítopos conformacionales en
el dominio catalítico.
Las quitinasas de clase I son proteínas de defensa de las
plantas ampliamente distribuidas. Son, por tanto, potenciales
panalergenos responsables de reacciones cruzadas entre distintos
tipos de alimentos vegetales. Son proteínas termolábiles,
debido a lo cual sólo los alimentos consumidos crudos,
pero no los que se consumen tras ser cocinados o después de
ser sometidos a tratamientos térmicos industriales, están asociados
con el síndrome látex-frutas 29,30 . Por otra parte el nivel
de este tipo de alergenos puede verse incrementado después
de determinados tratamientos, como es el caso del etileno utilizado
para acelerar la maduración de frutas 30 .
17

R. Sánchez-Monge, et al
Fig. 3. A. Inmunoinhibición de un extracto proteico de castaña fraccionado
por SDS-PAGE y electrotransferido a membranas de PVDF. El
pool de sueros de pacientes alérgicos a látex y frutas utilizado se
preincubó con los siguientes inhibidores: Albúmina de suero bovino
(BSA), quitinasas purificadas de castaña de clase I (QI) y II (QII),
extracto de látex (Hb). B. CAP de inhibición de castaña. Inhibidores:
Extracto proteico de castaña CsT, preparación enriquecida en quitinasas
de castaña (CsQ), quitinasas de clase I (QI) y II (QII) purificadas
de castaña, y extracto de latex (Hb). Se utilizó un extracto comercial
de D.pteronyssinus como control negativo.
VICILINAS Y LA ALERGIA A LEGUMINOSAS
EN LA ZONA MEDITERRÁNEA
Las semillas de leguminosas son una de las principales
causas de alergias alimentarias infantiles. En países
anglosajones y en Japón, cacahuete y soja son las principales
especies causantes de reacciones de hipersensibilidad,
mientras que en la zona Mediterránea y en la India las
especies más implicadas son lenteja y garbanzo. Los aler-
18
1 29
Len c 1 306 D D D E E E E Q E E E T S K Q V Q R Y R A K L S P G D V F 339
Vic-50kd G K E N D K E E E Q E E E T S K Q V Q L Y R A K L S P G D V F V I
Ara h 1 G R R EE E E D E D E E E S N R E V R R Y T A R L K E G D V F I M
478 _ 512
EG
Fig. 4. Alineamiento de la secuencia N-terminal del alergeno de lenteja
(Len c 1) con secuencias de una provicilina de guisante (∆ señala el
sitio de procesamiento) y del alergeno de cacahuete (Ara h 1).
genos principales de cacahuete y soja han sido ampliamente
estudiados pero no así los de lenteja y garbanzo.
Se han caracterizado dos tipos de alergenos en lentejas
cocidas 31 . Uno de ellos es un grupo de isoalergenos de
12-16 kDa (Len c 1), que son variantes de γ-vicilinas, presumiblemente
producto del procesamiento de un precursor
de 50 kDa. Son reconocidos por un 65% de sueros de
niños alérgicos a lenteja. Presentan homología de secuencia
con la región C-terminal de vicilinas de guisante y con
el alérgeno Ara h 1 de cacahuete, ambos de 50-60 kDa
(ver Figura 4). El clonaje y secuenciación de la vicilina de
lenteja permitirá su comparación con Ara h 1 (que es también
una vicilina) del que se ha descrito el mapeo de epítopos
IgE 32 .
El otro alergeno es una proteína biotinilada de 66 kDa
(Len c 2). Proteínas homólogas han sido descritas en guisante
y otras especies.
La presencia de homólogos para ambos tipos de alergenos
en otras especies de leguminosas puede explicar las reactividades
cruzadas observadas 33,34 .
AGRADECIMIENTOS
Los autores desean reconocer las aportaciones de los
siguientes investigadores: Drs. A. Armentia (Hospital Río
Hortega, Valladolid), L. Gómez (E.T.S. Ingenieros de Montes,
UPM), D. Barber (ALK-Abelló, Madrid) e I. Moneo
(Instituto de Salud Carlos III, Madrid), en el caso de los
inhibidores de α-amilasa/tripsina de cereales y su relación
con asmas ocupacionales y alergia alimentaria; Drs. C.
Blanco y T. Carrillo (Hospital Dr Negrín, Las Palmas de
Gran Canaria), y C. Aragoncillo y C. Collada (E.T.S. Ingenieros
de Montes, UPM), en la identificación de quitinasas
de clase I como panalergenos asociados al síndrome látexfrutas;
Drs. D. Barber y M. Lombardero (ALK-Abelló,
Madrid), F.J. García Sellés (Hospital Virgen de la Arrixaca,
Murcia), M. Fernández-Rivas (Hospital Fundación Alcorcón,
Madrid), y J. Fernández Crespo y J. Rodríguez (Hospital
12 de Octubre, Madrid) en el establecimiento de LTPs

como potenciales panalergenos vegetales; Drs. C. Pascual y
M. Martín-Esteban (Hospital Infantil La Paz, Madrid) en la
identificación de alergenos de lenteja.
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foods 1 demonstrate that food allergy can be a very serious problem. Avoidance, traditionally
recommended as treatment for food allergies, may not always be possible
since some food products contain components that are seemingly unrelated to
their original source. Furthermore, there is concern about the safety and potential
allergenicity of newly developed transgenic crops 2 since these genetically altered
plants and their products may contain unknown allergens 3,4 . Despite renewned interest
in food allergy, the immunochemical analysis of food allergens lags behind
that of injected allergens such as insect venoms and inhaled aeroallergens such as
pollen, dust mites, and cockroaches. Thus, it is important to identify and characterize
food allergens to elucidate the structural features that separate them from nonallergens
and develop better diagnosis and therapeutic regimens for food allergic
subjects.
GENERAL PROPERTIES OF FOOD ALLERGENS
Although allergenic foods may contain over 10,000 different proteins, only a
few (generally 10-20) elicit allergic reactions. The structural properties that are responsible
for the allergenicity of a food protein are generally still poorly defined, although
some broad characteristics of food allergens have been identified. These
include abundance of a given protein in a particular food; physicochemical properties,
such as molecular weight (10-70 kD), acidic isoelectric point, and glycosylation;
and resistance to heat and digestion 5 . Although these characteristics have been associated
with the allergenicity of proteins, some if not all of these properties characterize
a vast number of nonallergenic proteins as well and thus are not unique to food
allergens.
Food allergens frequently account for a major fraction of the total protein content
within a given food. For example, the major shrimp allergen, Pen a 1, accounts
for about 25%-30% of the total shrimp tail muscle protein 6 . An exception to this rule
is the major allergen of codfish Gadus callarias, Gad c 1; this molecule, identified
as parvalbumin, is not a dominant protein in cod muscle 7 . There are three aspects of

molecular size that may contribute to a protein allergenicity.
First, the molecule must be large enough to elicit an immune
response; second, it must be a sufficient size for at least two
IgE binding sites to bridge mast cell-bound IgE; third, the protein
must be small enough to cross the gut mucosal membrane
barrier. Most known food allergens have molecular weights
between 10 and 70 kD, thus fulfilling these requirements.
Most allergens are glycoproteins with an acidic isoelectric
point (pI). However, these characteristics are not
unique to allergens and many nonallergenic proteins also
exhibit them. Heat resistance is probably the most common
feature of potent food allergens. Although heat denaturation
may cause loss of the native protein’s conformation,
patients’ IgE antibodies can still react with these
denatured food proteins, suggests that the allergens epitopes
are not dependent on the native conformation.
The ability of food allergen to cross the mucosal
membrane of the intestinal tract is most likely an important
feature. As mentioned earlier, size is one parameter in
this context; another may be a resistance to digestion. The
results of one study which used a gastric model of mammalian
digestion to study the digestibility of food allergens
point in this direction 8 . In the study, the digestibility
of allergens from egg, milk, peanut, soybean, and mustard
Table I. Identified Major Allergens of Animal Origin 5,9-11
Applications of Molecular Biology in Food Allergy Allergens of Animal Origin
was evaluated. Food allergens tested resisted digestion for
up to 1 hour, whereas nonallergens were digested within 1
minute. However, there is still insufficient information to
conclude that the resistance to digestion is a major property
that characterizes food allergens since labile proteins
can be allergenic and not all stable proteins are allergens.
EXAMPLES OF COMMON FOOD ALLERGEN
OF ANIMAL ORIGIN
Of the eight major common allergenic foods, 4 (milk, egg,
fish, and crustacea) are derived from animal sources. An additional
eight foods (abalone, beef, chicken, cuttlefish, oysters, pork, squid,
and turkey) members of three major food groups (mollusks, fowl,
mammalian meat) have been mentioned as less common allergenic
foods 9 . Major allergens that have been sequenced are summarized
in Table I. The common allergenic foods of animal origin and their
identified allergens are described as follows in more detail.
Cow’s Milk Allergens
Cow’s milk, a very complex mixture of proteins, is
one of the most common food allergens. Two major groups
Food Allergen Source Molecular weight Sequence Comments
MILK Bos d 8 Bos Tauris (Cow’s Milk) 20-30 kDa C Caesins family of chemically
related proteins
Bos d 5 Bos tauris (Cow’s milk) 18 kDa C Beta lactoglobulin
Most abdundant whey protein
EGG Gal d 1 Gallus domesticus (chicken) 22.6 kDa C Ovomucoid
Gal d 2 Gallus domesticus (chicken) 42.8 kDa C Ovalbumin
Gal d 3 Gallus domesticus (chicken) 77.8 kDa C Ovotransferrin, conalbumin
Gal d 4 Gallus domesticus (chicken) 16.2 kDa C Lysozyme C
FISH Gad c 1 Gadus callarias (Baltic Cod) 12.1 kDa C Parvalbumin beta
Sal s 1 Salmo salar (Atlantic salmon) C Parvalbumin
CRUSTACEA Met e 1 Metapenaeus ensis (greasyback shrimp) 34.0 kDa C Tropomyosin
Pen a 1 Panaeus aztecus (brown shrimp) 36.0 kDa C Tropomyosin
Pen i 1 Panaeus indicus (Indian shrimp) 34.0 kDa P Tropomyosin
Hom a 1 Homarus americanus (American lobster) 32.8 kDa C Tropomyosin
Pan s 1 Panulirus stimpsoni (spiny lobster) 32.8 kDa C Tropomyosin
Cha f 1 Charybdis feriatus (crab) 32.8 kDa C Tropomyosin
21

S. B. Lehrer, et al
of cow’s milk proteins, caseins and ß-lactoglobulin, have
been identified as major allergens. The caseins are a family
of chemically related proteins. The frequency of reactivity
to different casein variants has not been systematically studied.
ß-lactoglobulin is a whey protein that composes approximately
20% of total milk proteins. It has a molecular
weight of 18 kD, and at least six genetic variants have been
identified. The whey proteins α-lactalbumin and bovine
serum albumin (BSA) have been identified as minor cow’s
milk allergens 9 .
Egg Allergens
Food allergy to proteins from egg of the domestic chicken
(Gallus domesticus) is one of the most frequently implicated
causes of immediate food allergic reactions of children
in the United States and Europe 12 . Ovomucoid has been identified
as the major egg white allergen Gal d 1. It is a glycoprotein
with a molecular weight of 28 kD and an isoelectric
point of 4.1. Ovalbumin has been identified as the major egg
white allergen Gal d 2. It is a monomeric phosphoglycoprotein
with a molecular weight between 43 and 45 kD and an isoelectric
point of 4.5. Ovotransferrin or conalbumin has been
identified as the major allergen from egg white Gal d 3 with a
molecular weight of 77 kD and an isoelectric point of 6.0.
Lysozyme (Gal d 4) from egg has a molecular weight of 14.3
kD and an isoelectric point of 10.7. In addition, a variety of
other egg proteins have been described as minor allergens.
These include Ovomucin, Ovoinhibitor, Ovaflavoprotein
(riboflavin-binding protein), Apovitellenin I, and Apovitellenin
VI.
Fish Allergens
The consumption of fish 13 is a frequent cause of IgEmediated
reactions. Fish is one among the most commonly
implicated allergenic foods and has been incriminated in
fatal anaphylactic reactions. Species-specific analysis of
IgE reactivities has not been performed and most studies
refer only to cod or generally to fish. One of the first and
most comprehensive analysis of a food allergen was the
purification and characterization of the major codfish
allergen, Gad c 1. Gad c 1, originally designated allergen
M, from Baltic cod, Gadus callarias, has been documented
to be the major codfish allergen. It belongs to a group
of muscle proteins called parvalbumins 7 and constitutes
approximately 0.05% to 0.1% of the white cod muscle tissue.
Minor cod fish allergens distinct from Gad c 1 were
identified by CRIE but have not yet been further characterized.
22
Crustacea Allergens
The class Crustacea belongs to the phylum Arthropoda
and includes shrimp, prawns, crabs, lobster, and crawfish.
Crustacea are common causes of hypersensitivity. Like that of
fish allergy, a higher incidence of crustacea allergy would be
expected in geographic areas where greater amounts of shellfish
are consumed on a regular basis. A 36 kD allergen, designated
Pen a 1, was isolated from boiled brown shrimp, Penaeus
aztecus. Sequencing of a 21 amino acid Lys-C peptide of
Pen a 1 demonstrated significant homology (60%-85%) with
tropomyosin from various species consistent with the conclusion
that Pen a 1 is tropomyosin 6 . Pen a 1 constitutes 20% of
the soluble protein and accounts for approximately 80% of
pooled shrimp-allergic sera reactivity to shrimp meat extract.
More than 80% of allergic subjects reacted to this allergen 6 .
Pen a 1 was cloned and sequenced; its cDNA sequence showed
26 base pair substitutions when compared with the
sequence of Met e 1; these base pair substitutions resulted in
only one amino acid substitution in position 69. Homologous
proteins Pen i 1, and Met e 1 from Indian shrimp Penaeus
indicus and greasyback shrimp Metapenaeus ensis respectively
have also been studied 14,15 .
EPITOPES IN ALLERGENS OF ANIMAL
ORIGIN: STUDY OF SHRIMP TROPOMYOSIN
Tropomyosin is a major muscle protein present in all
living creatures. These molecules appears to be highly conserved
by the substantial amino acid sequence identity of tropomyosins
from unrelated species. For example, shrimp tropomyosin
amino acid sequence shares homology of
approximately 60% with non-allergenic tropomyosins of vertebrates.
Tropomyosin has a rather unique structure in that it is
composed of two polypeptide chains each in alpha helix formation
coiled around one another in the coiled-coil formation
16 . Although the structure of tropomyosin is well known,
little information about its B cell epitopes (IgE-binding epitopes)
and no information about the T cell epitopes was available
until recently.
In order to identify areas of the tropomyosin molecule
that contain important IgE binding regions, the following strategy
was used by Ayuso et al 17 . Thirty-six overlapping peptides
(15 amino acids long, offset 6 amino acids) were synthesized
that spanned the entire sequence of Pen a 1, shrimp
tropomyosin allergen. Testing the sera from 18 shrimp-allergic
subjects, reactive to Pen a 1, these synthetic peptides were
screened for IgE antibody reactivity. Based on the prevalence

and intensity of IgE antibody binding, five major IgE binding
regions were identified in shrimp tropomyosin (Pen a 1) 17 .
Further efforts were directed at identification of the IgE binding
epitopes (defined as the smallest sequence of amino acids
that yields maximal IgE binding) within each region. The
same system of overlapping synthetic peptides was employed
using shorter peptide lengths with varying sizes to identify the
minimal peptide that binds IgE. All peptides were synthesized
and tested as described previously.
Using sera from 3 to 8 shrimp-allergic individuals who
recognized a particular region, 8 IgE-binding epitopes were
identified within the 5 IgE-binding regions of Pen a 1: epitope
1 in region 1, epitope 2 in region 2, epitopes 3a and 3b in
region 3, epitope 4 in region 4 and epitopes 5a, 5b and 5c in
region 5 18 . In some cases the same epitope was recognized
with maximal intensity by all subjects showing IgE reactivity
to a certain region. In other cases, a common sequence was
identified (common core), recognized by all subjects tested to
that particular region but the length of the whole epitope
recognized presented personal variability. IgE binding sites
varied from 8 to 15 amino acid long peptides, depending on
the region and the subject studied.
MOLECULAR BASIS AND CLINICAL
SIGNIFICANCE OF CROSS-REACTIVITIES
OF FOOD ALLERGENS OF ANIMAL ORIGIN
Cross-reactivities are found among foods of related phylogenetic
origin and between foods and seemingly unrelated
nonfood allergens. Milk, eggs, crustacea and fishes are examples
of phylogenetically related cross-reacting allergens existing
in certain food families. Nonfood allergens that crossreact
with foods derived from animals are insects and dust
mites 19 . The origin of food allergen cross-reactivity is still not
clear. The clinical relevance of food allergen cross-reactivity
depends on the food in question. For example, cross-reactivities
among crustacea are thought to be clinically relevant, since
shrimp allergic subjects can react with crawfish, lobster and
crab; however, although the reactivity to different fishes by
RAST and skin test suggests cross-reactivity, the majority of
fish-allergic subjects can eat other fish species or do not react
during food challenge 20,21 , indicating that the in vitro crossreactivity
may be of limited clinical relevance.
The substantial cross-reactivity among Crustacea appears
to be clinically important 22 ; shrimp-allergic subjects can
react to other crustaceans without additional sensitization. The
cause of this cross-reactivity is probably due to the major
Applications of Molecular Biology in Food Allergy Allergens of Animal Origin
allergen tropomyosin, a highly conserved muscle protein.
Allergenic tropomyosin (Pen a 1, Pen i 1, and Met e 1) has
been identified in three shrimp species: brown shrimp (Penaeus
aztecus) 6 , Indian shrimp (P. indicus) 14 , and greasyback
shrimp (Metapenaeus ensis) 15 . Pen a 1-like proteins were
detected in crab, crawfish, and lobster using sera of shrimpallergic
subjects and Pen a 1-specific monoclonal antibodies 23 .
The amino acid sequence similarity among these different
shrimp tropomysosins is very high; for example, the amino
acid sequences of Met e 1 and Pen a 1 only differ in one position.
Inspite of the substantial cross reactivity among plantderived
allergens or among animal derived allergens as described
above, there is little if any reports of cross reactivity between
plant derived and animal derived allergens. Certainly from a
phylogenetic and structural viewpoint, this makes sense.
Assessment of IgE antibody reactivity to foods and its
relationship to specific food-allergic responses may be complicated
by cross-reactivity that can occur among certain food
families and between foods and seemingly unrelated allergens.
Based on the fact that tropomyosin allergens have been identified
in invertebrates such as cockroaches, dust mites, and
shrimp, IgE antibody reactivity to the major shrimp allergen
Pen a 1 was assessed in an unexposed population of Orthodox
Jews who observe Kosher dietary laws that prohibit eating
shellfish 24 . Sera from 9 subjects reporting to an allergy clinic
located in a strictly orthodox town (Bnay Braq, Israel), who
demonstrated positive skin tests to shrimp extract, were selected
for study. Subjects were strictly observant with no prior
exposure to seafood (regarded as non-Kosher). Six/9 reported
symptoms of asthma, atopic dermatitis, rhinitis and/or sinusitis.
All had positive skin prick tests to shrimp (Penaeus setiferous),
and dust mite (Dematophagoides farinae, Dematophagoides
pteronissynus or both); 2/7 subjects tested for
cockroach (mix of Blattella germanica and Periplaneta americana)
were found positive.
All sera were tested for IgE antibody reactivity to
shrimp and the major shrimp allergen Pen a 1 by radioallergosorbent
test (RAST) and immunoblot assay (IB). Crossreactivity
of mite and/or cockroach with shrimp allergens was
assessed by RAST and immunoblot inhibition assays. Three/9
subjects demonstrated positive IgE antibody responses to both
shrimp (RAST 7.0 to 15.2%), and to Pen a 1 (6.3% to 24.1%).
Significant IgE reactivity to Pen a 1 and to mite extract was
demonstrated in the 3 sera by IB. IgE binding to Pen a 1 was
inhibited with either mite or cockroach extracts as demonstrated
by both RAST (Table II) and IB inhibition analysis. These
studies indicate that IgE antibody reactivity to a major food
23

S. B. Lehrer, et al
Table II. Inhibition of Pen a 1 IgE reactivity
allergen, shrimp, can occur in an unexposed population of
individuals; subjects allergic to house dust mite and/or cockroach
show substantial reactivity to the major shrimp allergen
Pen a 1 (tropomyosin). Based on inhibition with cockroach
and/or dust mite extracts, this reactivity appears to be due
to exposure to cross-reacting tropomyosins in indoor aeroallergens.
This observation suggests that individuals may become
inadvertently sensitized to certain foods without prior
exposure. Furthermore, it may explain the fact that many skin
test positive individuals do not necessarily develop clinically
significant allergic reactivity to foods.
SUMMARY AND CONCLUSIONS
Although the mortality and morbidity resulting from
food allergy can be quite serious, avoidance has been traditionally
the only recommended treatment. Indeed, our understanding
of the immunopathogenesis of events leading to induction
of a food allergic reaction, and the molecular structure of
those molecules, inducing such reactions has only recently
begun to be understood. Of the 8 major food types or groups
that cause food induced allergic reactions, 4 are of animal origin.
In addition, there are some reports of other groups of animals,
namely mollusks, meat of mammals, and avian meat
that also may cause allergic reactions. In spite of the lack of
interest in the past concerning food allergens, recently there
has been renewed efforts in better understanding the structure
24
Inhibitor % Inhibition
Allergen Concentration (µg/ml) Orthodox Jews Shrimp Allergic Subjects
White Shrimp 10 105.7 102.8
(Panaeus setiferus) 1 90.3 92.8
0.1 61.2 73.5
0.01 53.1 48.6
Dust Mite 800 63.0 82.1
(Dermatophagoides farinae) 100 12.0 60.1
10 0.0 31.6
American Cockroach 720 95.7 96.8
(Periplaneta americana) 100 37.8 53.8
10 15.6 39.3
Peanut 800 2.3 0.0
of these molecules in relationship to developing improved
diagnostic and therapeutic regimens. The advent of molecular
biology and its application to studies of food allergens has helped
advance our knowledge. The major codfish allergen, Gad
c 1, was the first allergen to be thoroughly investigated in the
premolecular biology era 7 . The allergen structure was accurately
determined, and the epitopes to which IgE antibodies bind
identified. This project occurred over a period of approximately
5 years in contrast to current allergen identification and
characterization studies that now take months rather than years
to complete.
As an example of characterization of a major food allergen
from an animal source, we reviewed our investigations of
the major shrimp allergen, shrimp tropomyosin. The identification
of eight IgE binding epitopes in this molecule and the
fact that tropomyosin may be an important inhalant allergen in
house dust mite and cockroach may explain our finding that
an unexposed population of orthodox Jews has reactivity to
shrimp tropomyosin. Most likely this is due to cross reactivity
between invertebrate tropomyosins since these individuals are
also allergic to house dust mite, and cockroach. This observation
is very important since it may explain the fact that some
patients who are skin test positive to a variety of foods, do not
necessarily have clinical reactivity. It also suggests that perhaps
we may need to further elevate the level by which allergen
reactivity is measured. Could those epitopes to which
patients react determine the course of their disease? It is possible
that the affinity and/or spacial configuration of epitopes

to which IgE reacts affects the occurrence or severity of allergic
diseases? The application of molecular biology to the
study of food allergens of animal origin will help us further
elucidate this.
ACKNOWLEDGEMENT
The authors wish to thank Pat Constance and Patricia
Kirsch Duboue in preparation of this manuscript. Support for
writing this article was provided by the National Fisheries Institute
and the Department of Medicine, Tulane University
School of Medicine.
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Potencial diagnóstico de los alergenos
purificados de alimentos
La rentabilidad diagnóstica de las pruebas in vivo e in vitro realizadas
con alimentos vegetales (especialmente frutas y hortalizas) es baja,
siendo uno de los factores cruciales la calidad de los extractos empleados.
En la última década se ha producido un gran avance en el conocimiento de
los alergenos de alimentos vegetales, habiéndose identificado, clonado y se-
25

M. Fernández-Rivas
cuenciado un notable número de proteínas alergénicas. Sin
embargo, por el momento, esto no ha redundado en una
mejora de las pruebas diagnósticas accesibles al alergólogo.
En la actualidad, en la Unidad de Alergia de la Fundación
Hospital Alcorcón, estamos llevando a cabo un trabajo
de investigación (FIS 00/0179) sobre la utilidad diagnóstica
de los alergenos purificados de melocotón. La base
científica y los resultados iniciales con el alergeno mayor
de melocotón Pru p 3 (proteína transportadora de lípidos)
aplicado en pruebas cutáneas, son el objeto de esta presentación.
PROBLEMÁTICA ACTUAL EN EL
DIAGNÓSTICO
DE LA ALERGIA A FRUTAS
La alergia a frutas frescas es la causa más frecuente
de alergia a alimentos en pacientes adultos 1-3 . Las más frecuentemente
implicadas son las pertenecientes a la familia
Rosaceae, que comprende frutas de amplio consumo en
nuestro país como son melocotón, manzana, pera, albaricoque,
cereza y ciruela, entre otras 1,2,4 . De todas las rosáceas,
la que induce reacciones con mayor frecuencia en nuestro
área es el melocotón 4,5 (Fig. 1).
26
1989 pacientes mayores de 14 años estudiados
76 alérgicos a alimentos
76/1989 = 3,82%
57 alérgicos a frutas
57/76 = 75%
39 alérgicos a rosáceas
(>90% melocotón)
39/57 = 68,42%
39/1989 = 1,96%
Fig. 1. Frecuencia de alergia a rosáceas. Datos de la Unidad de
Alergia del Hospital Ntra. Sra. de Sonsoles de Ávila, años 1996-97.
El diagnóstico se estableció por historia clínica junto con prueba
cutánea y/o CAP y/o provocación oral abierta positiva.
Para llevar a cabo el diagnóstico de alergia a un alimento
es necesario comprobar que éste es la causa de los
síntomas referidos por el paciente mediante una prueba de
provocación, siendo la mejor prueba diagnóstica la provocación
oral doble ciego controlada con placebo (PODCCP).
Además, es necesario demostrar que existe un mecanismo
inmunológico subyacente mediado por IgE, mediante la
realización de pruebas cutáneas (PC) y determinación de
IgE específica sérica 6,7 .
Sin embargo, en la alergia a frutas la aplicación de
esta metodología tiene unas limitaciones importantes. Las
pruebas diagnósticas serológicas y cutáneas tienen una baja
eficacia diagnóstica debido a la inestabilidad de los alergenos
de frutas, y a su importante reactividad cruzada con
otros alimentos y pólenes.
La mayoría de los alergenos de frutas son muy sensibles
a la temperatura y pH, y pierden su alergenicidad con
el almacenamiento, y durante los procesos habituales de
extracción 8 . Esto conduce a una rápida degradación y pérdida
de la actividad biológica, produciendo resultados falsamente
negativos. Para subsanarlo se utiliza la prueba
cutánea con la fruta fresca: el prick-prick 9 . Esta prueba es
de realización simple, reproducible, fiable, y tiene una rentabilidad
diagnóstica superior a las PC realizadas con
extractos comerciales 6,7,10-12 (Tabla I). Sus principales inconvenientes
son la imposibilidad para su estandarización, y la
dependencia de la disponibilidad de la fruta, lo que supone
una notable limitación en el caso de frutas estacionales.
Existe una importante reactividad cruzada entre los
alergenos de rosáceas, y de éstas con pólenes, la cual conduce
a frecuentes resultados positivos en pacientes tolerantes.
Estos “falsos positivos” son sujetos que aunque presentan
IgE específica para el alergeno, toleran la ingestión
de la fruta.
En resumen, la labilidad de los alergenos de frutas
conduce a una importante pérdida de la sensibilidad (Se)
(aumento del número de falsos negativos), y la reactividad
cruzada a una pérdida de especificidad (Es) (aumento de
los falsos positivos) (Fig. 2). En la Tabla I se recogen datos
de sensibilidad y especificidad de pruebas cutáneas y serológicas
con diferentes frutas. Debido a las limitaciones de
la capacidad diagnóstica de estas pruebas el diagnóstico
definitivo solamente se realiza con pruebas de provocación,
siendo el gold standard la PODCCP.
La PODCCP es una técnica compleja, que requiere
gran número de personal sanitario y consume mucho tiempo,
lo que limita su uso en la práctica clínica habitual. La
ya comentada labilidad de los alergenos obliga a la prepa-

Tabla I. Sensibilidad (%) de las pruebas diagnósticas en la alergia a rosáceas
ración de la fruta y el vehículo en el que va escondida,
inmediatamente antes de la administración al paciente. El
disponer de ciertas frutas solamente durante unos meses al
año constituye un inconveniente adicional. Por todas estas
razones, la PODCCP se utiliza casi exclusivamente con
fines de investigación. Además, el diagnóstico se basa en la
inducción de una reacción alérgica (bajo condiciones controladas),
cuya intensidad no es predecible. Sería, por tanto,
deseable disponer de una técnica diagnóstica fácil de
realizar, exenta de riesgos, y eficaz.
Potencial diagnóstico de los alergenos purificados de alimentos
Serie Fruta Prick-prick Prick test con IgE específica
Fruta fresca extracto comercial sérica
Ortolani et al. 2 Melocotón 86 11 59
Manzana 84 4 70
Ortolani et al. 10 Melocotón 59 14 –
Manzana 81 2 70
Pera 43 0 –
Cuesta et al. 11 Melocotón 100 4; 5; 13; 74
Rodríguez et al. 12 Melocotón 71 – 68
Manzana 53 – 65
Pera 53 – 29
Albaricoque 41 – 53
Ciruela 56 – 47
Fresa 38 – 41
Fig. 2.
Prueba
diagnóstica
Diagnóstico (gold standard)
+
–
+
–
a b
c d
n 1
a: verdaderos positivos
b: falsos positivos
c: falsos negativos
d: verdaderos negativos
n 2
m 1
m 2
T
Sensibilidad (Se): a/n 1
Especificidad (Es): d/n 2
Eficiencia: a+d/T
ALERGENOS DE ROSÁCEAS
Los principales alergenos hasta ahora implicados en
la alergia a rosáceas son las proteínas homólogas de Bet
v 1, las profilinas, y las proteínas transportadoras de lípidos
(PTL). Proteínas de estos tres grupos han sido clonadas
y secuenciadas en diferentes frutas y pólenes. Se ha
podido demostrar que dentro de cada grupo tienen una
homología importante en sus secuencias de aminoácidos,
lo que explica la reactividad cruzada a nivel de epítopos
IgE.
La alergia a rosáceas en los países del Centro y Norte
de Europa, zonas ricas en abedules, se asocia a la polinosis
de abedul. Esto es debido a que en esas frutas se
expresan unas proteínas altamente alergénicas relacionadas
con la patogénesis (proteínas PR), que presentan una alta
homología en sus secuencias con el Bet v 1, alergeno
mayor del polen de abedul. Los alergenos homólogos de
Bet v 1 están implicados en más del 90% de los pacientes
alérgicos a rosáceas del Norte y Centro de Europa 13-18 . En
esta zona la rosácea más inductora de reacciones es la manzana,
debido a la alta homología entre Bet v 1 y Mal d 1,
el alergeno mayor de manzana. Sin embargo, en la zona
Centro de España, área virtualmente desprovista de abedules,
la sensibilización a Bet v 1 se detecta en menos del
10% de los alérgicos a rosáceas 19,20 .
Otro alergeno implicado en la alergia a rosáceas es la
profilina, proteína altamente conservada, presente en todas
las células eucariotas, que forma complejos con la actina
(profilactina). La profilina se comporta como alergeno en
27

M. Fernández-Rivas
pólenes y en una gran variedad de alimentos de origen
vegetal, incluyendo las frutas rosáceas 21-23 . Su importancia
también varía con el área geográfica. En los pacientes
alérgicos a polen de abedul y rosáceas del Centro y Norte
de Europa la profilina es un alergeno menor (

ening para detectar sensibilización a melocotón. A cualquier
punto de corte, la Se de la PC con Pru p 3 es inferior
a la del prick-prick, pero la Es es claramente superior. Respecto
al CAP las diferencias en Se y Es son menos marcadas.
Es notable la alta Es (92%) de la PC con Pru p 3 cuando
se considera positivo un tamaño igual o superior al
control de histamina: el VPP es del 92%, de manera que
solamente 8 de cada 100 pacientes diagnosticados de alergia
sin PODCCP estarían mal clasificados. La baja Se
(33%) a ese nivel imposibilita su uso como screening de
sensibilización. Globalmente, la eficiencia de la PC con Pru
p 3, es decir la capacidad para clasificar correctamente a
los pacientes como verdaderos positivos y negativos, decrece
al subir el punto de corte (61%, 59%, 50%).
La utilización de Pru p 3 en el diagnóstico de la alergia
a melocotón tiene la ventaja de que puede ser estandarizado
y ofrecer una alta reproducibilidad, características que
la fruta fresca y los extractos hasta ahora comercializados
no presentan. Además, su disponibilidad durante todo el año
está garantizada. A la luz de los datos de que ahora disponemos,
la PC con Pru p 3 no parece ofrecer ventajas en Se,
pero su superior Es es atractiva. La concentración de Pru p
3 testada demostró una Se superior (91%, IC95%: 80%-
98%) en un estudio previo 32 . La procedencia de la mitad de
los pacientes allí estudiados de un área geográfica diferente
(Murcia), y el no haberse establecido el diagnóstico por
PODCCP pueden explicar la diferente Se. La Se de PC con
concentraciones superiores de Pru p 3 está siendo investigada
en la actualidad. Adicionalmente, es necesario ampliar el
tamaño muestral para poder establecer conclusiones definitivas.
La utilización combinada de otros alergenos importantes
en nuestros pacientes alérgicos al melocotón, como la
profilina, puede mejorar la eficiencia diagnóstica.
Potencial diagnóstico de los alergenos purificados de alimentos
Tabla II. Sensibilidad (Se), especificidad (Es) y valores predictivos positivo (VPP) y negativo (VPN), y eficiencia (Ef) de las
pruebas diagnósticas en la alergia a melocotón
Prueba diagnóstica Punto de corte Se (%) Es (%) VPP (%) VPN (%) Ef (%)
Prick-prick 7 mm2 88 15 73 33 67
Melocotón fresco 50% control histamina 79 39 77 42 67
(piel) 100% control histamina 61 62 80 38 61
CAP 0,35 kU/L 58 46 73 30 54
0,70 kU/L 55 62 78 35 57
3,5 kU/L 27 85 82 31 43
Prick test con 7 mm2 61 62 80 38 61
Pru p 3 50% control histamina 55 69 82 38 59
100% control histamina 33 92 92 35 50
AGRADECIMIENTOS
A Rosa Rodríguez Pérez, por su trabajo en la purificación
de Pru p 3, y a Eloína González Mancebo, por el
trabajo clínico realizado. A los Dres. Rosa Sánchez-Monge
y Gabriel Salcedo de la E.T.S. de Ingenieros Agrónomos
de Madrid por su ayuda en la purificación de Pru p 3.
A los Dres. Mª Dolores Alonso, Ana Rosado, Miguel
Angel Tejedor y Concepción Vila, de la Unidad de Alergia
de la FHA por su contribución en el estudio clínico. Este
proyecto de investigación ha sido financiado con una beca
FIS (00/0179), y ha recibido el Premio a la Investigación
KPMG-Fundación Hospital Alcorcón del año 2000.
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Repercusión clínica de la reactividad
cruzada
INTRODUCCIÓN
Dentro del sistema inmunológico, una de las características principales de los
anticuerpos es su gran especificidad. Sin embargo, se sabe que una determinada IgE

puede reconocer antígenos diferentes. La base etiopatogénica
de este hecho está en que el anticuerpo reconoce tan solo una
cadena corta de aminoácidos del antígeno (son suficientes
unos 10 aminoácidos para constituir un epítopo), por lo que
basta que dos proteínas se asemejen en unos cuantos aminoácidos
para que pueda existir reactividad cruzada (RC) entre
ellas. Por lo tanto y dentro de nuestra especialidad, entendemos
por RC al reconocimiento de distintos antígenos por un
mismo anticuerpo IgE. La RC se demuestra en laboratorio por
experimentos de inhibición de captación de IgE (inhibición de
ELISA, inhibición de inmunodetección, etc.). Si lo que se
quiere es identificar a los alergenos responsables de la RC, se
debe recurrir a técnicas más complejas que entran en el campo
de la biología molecular, como por ejemplo a la utilización
de anticuerpos monoclonales o antígenos recombinantes.
Desde el punto de vista clínico y centrándonos en la
alergia a alimentos, la RC se traduce en alergias asociadas
de forma estadísticamente significativa. Por ejemplo, los
pacientes alérgicos a gambas suelen serlo también a langosta,
siendo fácil demostrar en laboratorio que detrás de
esta alergia asociada existe una RC entre los antígenos de
ambas especies. El problema es más complejo, porque con
frecuencia la RC se traduce en pruebas cutáneas positivas
que se asocian de forma significativa en grupos de alimentos,
sin que esto tenga trascendencia clínica alguna. En
este caso, se habla de sensibilizaciones asociadas, que son
muy frecuentes en alergia a alimentos. Para complicar mis
el panorama, podemos demostrar RC in vitro que no tenga
ninguna repercusión in vivo, en cuyo caso se trataría de
simples hallazgos de laboratorio que no se traducen en
sensibilizaciones o alergias asociadas.
El estudio de la RC y de su repercusión clínica ha
sido uno de los temas principales de preocupación en alergia
a alimentos a lo largo de los últimos años 1,2 . La reciente
aplicación de técnicas de biología molecular ha permitido
identificar diversos alergenos responsables de
síndromes clínicos de alergias asociadas, que hasta hace
pocos años eran de difícil explicación. A continuación se
resumen de forma sucinta algunos de los conceptos básicos
y avances en el campo de la RC en alergia a alimentos.
LA REACTIVIDAD CRUZADA EN FAMILIAS
DE ALIMENTOS
A priori parece razonable que exista RC entre antígenos
de especies filogenéticamente cercanas. Por ejemplo,
Repercusión clínica de la reactividad cruzada
es lógico que una misma IgE reconozca una insulina humana
y otra porcina, habida cuenta de la gran similitud en su
secuencia de aminoácidos. La experiencia en alergia a alimentos
indica que con frecuencia el paciente que sufre
reacciones con un alimento concreto de una familia determinada,
suele tener problemas con otros miembros de la
misma familia. Hoy en día se conocen varios de los alergenos
principales responsables de esta RC, que se traduce clínicamente
en sensibilización o alergia asociada a una familia
de alimentos concreta 1,2 .
Desde el punto de vista práctico, al paciente que presenta
alergia a un miembro de una familia alimentaria en la
que se sabe que existe RC, se le prohibe el resto de los
componentes de dicha familia hasta que por medio del
estudio alergológico se demuestra la presencia o ausencia
de alergia a cada uno de ellos. Dicho estudio se basa en la
historia clínica de consumo y posible tolerancia a cada uno
de los miembros de la familia en cuestión, con fecha posterior
a la reacción motivo de consulta. La historia clínica
se complementa con pruebas in vivo e in vitro (prick con
extractos comerciales, prick en fresco con los alimentos,
determinación de IgE específica) para demostrar las sensibilizaciones
existentes. Por último y en los casos en que
esté indicado, las pruebas de provocación oral dilucidan la
tolerancia a aquellos alimentos a los que se ha demostrado
sensibilización 3 .
Es fundamental recordar que, mientras que la ausencia
de sensibilización es un indicador muy fiable de tolerancia,
la presencia de sensibilización a un determinado
alimento debe seguirse de una prueba de provocación oral
si se quiere determinar si el paciente es o no alérgico al alimento
en cuestión. Esto es así por ser muy frecuentes las
sensibilizaciones asintomáticas a alimentos. Por supuesto,
el estudio alergológico descrito debe realizarse en unidades
capacitadas para ello, es decir, que cuenten con el personal,
la experiencia y los medios precisos para tratar todo
tipo de reacciones alérgicas. Pasamos a enumerar brevemente
las RC que con más frecuencia encontramos en
familias de alimentos, con mención a los posibles alergenos
implicados, en los casos en los que se haya podido
identificar (Tabla I).
Crustáceos
La RC entre los mariscos es frecuente y bien conocida
4 . Puede implicar no sólo a los crustáceos, sino también
a los cefalópodos y a los bivalvos. Los síntomas abarcan
todo el espectro posible, desde reacciones leves hasta las
más graves, siendo muy frecuentes las sensibilizaciones
31

C. Blanco
Tabla I. La reactividad cruzada en familias de alimentos. Resumen de las familias implicadas con más frecuencia y de los
posibles alergenos responsables
Familia de alimentos Alergenos responsables Peso molecular ~Kd Referencias
Crustáceos Tropomiosinas 34-36 4-6
Pescados Parvalbúminas 12 7-10
Leguminosas Vicilinas 12-16 11-13
asintomáticas. La base molecular de esta RC estriba en la
tropomiosina, proteína muscular y alergeno principal de la
gamba 5 . Se han identificado tropomiosinas potencialmente
alergénicas en todos los crustáceos investigados, además de
en moluscos, insectos, ácaros del polvo y nemátodos, sentando
la base de un síndrome clínico que se mencionará
más adelante 6 . Otra proteína muscular, la paramiosina,
podría también jugar un papel.
Pescados
Los pescados son una causa frecuente de alergia a alimentos
y, a su vez, un claro ejemplo de RC. De hecho, se
ha demostrado la existencia de RC clínicamente relevante
entre varias especies de pescados 7,8 . El más estudiado desde
el punto de vista antigénico es el bacalao, cuyo alergeno
principal Gad c 1 es una parvoalbúmina, proteína transportadora
de calcio. La sensibilización a homólogos de Gad c
1 parece ser responsable de la RC entre los distintos pescados
9,10 .
Legumbres
Si bien la mayoría de los pacientes alérgicos a
cacahuete toleran el resto de las legumbres 11 , los alérgicos
a otras leguminosas de mayor consumo en el área mediterránea,
como por ejemplo las lentejas, suelen ser alérgicos
a otros miembros de la familia 12 . Recientemente se ha
caracterizado a dos clases distintas de alergenos en lentejas
cocidas, posibles responsables de la RC 13 . Len c 1 ha
resultado pertenecer a un grupo de proteínas de reserva
denominadas vicilinas, mientras que Len c 2 se corresponde
con una proteína fijadadora de biotina específica de
semillas.
32
Proteínas biotiniladas 66
Frutos secos Albúminas 2S 9 14, 15
Frutas rosáceas PTL 9 16-18
Cereales Inhibidores de la α-amilasa 14-16 19, 20
Gliadinas 65
Frutos secos
La alergia a cacahuete se asocia significativamente
con alergia a frutos secos como la avellana y la nuez 14 . En
la práctica clínica, el paciente con reacción alérgica a un
fruto seco suele mostrar sensibilización a otros frutos
secos, que en muchos casos tiene una clara repercusión clínica.
Sin embargo, por el momento se desconocen los antígenos
responsables de esta RC, si bien se ha demostrado la
alergenicidad de unas proteínas de reserva denominadas
albúminas 2S en varios frutos secos y semillas comestibles
15 . Estas proteínas podrían dar cuenta de la RC entre los
distintos frutos secos, así como entre éstos y el cacahuete.
Frutas rosáceas
La alergia a frutas rosáceas como el melocotón, el
albaricoque, la ciruela y la cereza, es una asociación bien
conocida 16 . La clínica característica es el síndrome de alergia
oral (SAO), sobre todo cuando esta alergia se asocia a
polinosis (ver más adelante). Sin embargo, en el área Mediterránea
se observa con relativa frecuencia alergia a rosáceas
sin polinosis asociada, en cuyo caso la clínica varía
desde SAO hasta reacciones graves 17 . Recientemente, se ha
demostrado que los alergenos principales reconocidos por el
suero de los pacientes alérgicos a rosáceas sin polinosis asociada
son las proteínas trasportadoras de lípidos (PTL) 18 .
Cereales
La mayoría de los estudios sobre RC entre cereales se
han realizado con suero de pacientes con alergia respiratoria
por inhalación de harinas (asma del panadero), identificándose
como principales alergenos responsables a inhibidores
de la α-amilasa 19 . Con respecto a la ingestión de

cereales, parece existir RC al menos entre trigo, cebada y
centeno, habiéndose demostrado recientemente que una
gliadina de trigo reacciona de forma cruzada con otras proteínas
de cereales 20 .
LOS SÍNDROMES DE REACTIVIDAD
CRUZADA ENTRE AEROALERGENOS
Y ALIMENTOS
Llama poderosamente la atención el hecho de que
exista RC entre alergenos de especies que no tienen
relación taxonómica directa entre sí. En los últimos
años, se han descrito varios síndromes de alergias asociadas
entre especies distantes, generalmente de aeroalergenos
y alimentos, habiéndose demostrado la existencia
de RC entre ellas. La aplicación de técnicas de
biología molecular al estudio de estos síndromes clínicos
ha permitido identificar distintas familias de antígenos
que reaccionan de forma cruzada, tanto en el reino
animal como en el vegetal. Recientemente se ha acuñado
el término panalergeno para definir a estos antígenos,
responsables de RC entre diversas especies que no
se relacionan de forma directa entre sí 21 . Desde el punto
de vista clínico, los síndromes de alergia asociada entre
aeroalergenos y alimentos son de difícil diagnóstico y
manejo, si no se conoce una serie de conceptos básicos
sobre ellos. Por lo tanto, es fundamental familiarizarse
con estos síndromes para poder hacer un diagnóstico
correcto y dar unas indicaciones terapéuticas adecuadas.
La identificación de diversos panalergenos y la actual
disponibilidad diagnóstica de algunos de ellos ha
Repercusión clínica de la reactividad cruzada
Tabla II. Los síndromes de reactividad cruzada entre aeroalergenos y alimentos. Resumen de los alimentos implicados con más
frecuencia y de los posibles panalergenos responsables
Síndrome Alimentos implicados Panalergenos responsables Referencias
Abedul-manzana Manzana, zanahoria, patata, kiwi, otros Familia Bet v 1 21, 25-27
Profilinas
Artemisa-apio- Múltiples alimentos vegetales Profilinas 28, 29
zanahoria-especias ¿Homólogos Art v 1?
Gramíneas-melocotón Rosáceas Profilinas 31, 32
Látex-frutas Aguacate, castaña, plátano, kiwi, otros Quitinasas de clase I 34-41
Ácaros-mariscos Crustáceos, moluscos Tropomiosina 6, 42-47
PTL
supuesto un gran avance en este sentido. En un futuro
no lejano, será posible la aplicación terapéutica de
dichos panalergenos.
Con respecto a la etiopatogenia, los panalergenos suelen
ser proteínas conservadas por la evolución, debido a
que desempeñan una función muy importante en las especies
animales o vegetales correspondientes. Por ejemplo,
los panalergenos hasta ahora identificados se encuadran en
grupos de proteínas de defensa, proteínas del citoesqueleto
o proteínas musculares, todas ellas con funciones relevantes
22 . Por otra parte, es muy interesante considerar que
mientras que los niños se sensibilizan a alimentos por vía
digestiva y debido a un fallo del mecanismo de tolerancia
inmunológica, los adultos con alergia asociada a aeroalergenos
y alimentos probablemente se sensibilicen al panalergeno
por vía respiratoria. Como consecuencia de la RC
entre el aeroalergeno y los antígenos alimentarios, dicha
sensibilización daría lugar a reacciones alérgicas a determinados
alimentos 23 . A continuación se resumen brevemente
algunos de los conceptos básicos sobre los síndromes de
RC entre aeroalergenos y alimentos mejor conocidos (Tabla
II).
Alergia a alimentos vegetales y polinosis
Una de las formas más frecuentes de alergia a alimentos
en pacientes adultos es el SAO por alimentos vegetales
en polínicos 24 . Los alimentos implicados con más frecuencia
pertenecen a las familias de rosáceas y
umbelíferas, mientras que los pólenes habitualmente implicados
son los de abedul y de artemisa. En la mayoría de los
casos, los síntomas respiratorios por pólenes preceden a la
aparición de las reacciones adversas a alimentos, lo que
33

C. Blanco
sugiere que la sensibilización primaria es por vía respiratoria.
Con respecto a la polinosis por abedul, característica
del norte de Europa, es muy frecuente que se asocie con
SAO por manzana y otros alimentos vegetales 25 . Este síndrome
abedul-manzana se basa en las familias del Bet v 1
y de las profilinas 26 . El Bet v 1 es una proteína de defensa
que se comporta como alergeno principal del abedul,
habiéndose demostrado homólogos en diversos alimentos
vegetales como la manzana 27 . Las profilinas son unas proteínas
del citoesqueleto de los eucariotas, ubicuas en el reino
vegetal, a la cual pertenece el alergeno 2 de abedul (Bet
v 2) 21 . Si bien la profilina de abedul se comporta como un
alergeno menor, el paciente sensibilizado a Bet v 2 suele
mostrar también pruebas cutáneas positivas a pólenes de
gramíneas y malezas, es decir, suele estar polisensibilizado.
Por su parte, en el centro de Europa se ha descrito el
síndrome artemisa-apio-zanahoria-especias, que se manifiesta
con clínica variable desde SAO hasta reacciones graves
28 . En este caso no están implicados los homólogos a Bet
v 1, del que carece la artemisa, mientras que las profilinas
parecen jugar un papel. Además, hay otro grupo de antígenos
de peso molecular alto y función desconocida, en el
rango del alergeno principal de artemisa Art v 1, que podrían
también participar en la RC 29 . En nuestro medio, dado
que el consumo de apio y especias es más limitado que en
el centro de Europa, no se suele diagnosticar este síndrome.
Sin embargo, es frecuente observar múltiples alergias a alimentos
vegetales (frutos secos, rosáceas, crucíferas, leguminosas)
en pacientes polínicos por artemisa, con expresión
clínica variable 30 . También en el sur de Europa, la
alergia a gramíneas se asocia con SAO por melocotón u
otras rosáceas 31 . Los alergenos responsables de esta RC
parecen ser las profilinas y las PTL 32 . Además, es frecuente
el SAO por cucurbitáceas en polínicos por plantago o
gramíneas, pudiendo estar implicadas las profilinas 33 .
Alergia a látex y frutas
Durante la última década, la alergia mediada por IgE
al látex ha sido reconocida como un problema médico de
enorme trascendencia. Esto es debido al aumento observado
en su prevalencia, a su presentación como enfermedad
profesional entre trabajadores que usan guantes y a la gravedad
potencial de las reacciones que induce. En el año
1994 se describió la existencia de un síndrome látex-frutas,
al evidenciarse una asociación clínica significativa entre
estas alergias 34 . De hecho, diversos estudios han demostrado
que entre un 20% y un 60% de los pacientes alérgicos a
látex presentan reacciones mediadas por IgE a una amplia
34
variedad de alimentos, principalmente a frutas como el plátano,
el aguacate, la castaña y el kiwi 35 . La variedad y proporción
de alimentos implicados varía en función del consumo
relativo de los mismos en cada zona. Muchos de los
pacientes muestran alergia simultánea a 3 o más alimentos.
Las manifestaciones clínicas de estas reacciones pueden
variar desde SAO hasta reacciones anafilácticas. Si bien la
clínica con látex suele preceder a las reacciones adversas a
alimentos, en algunos casos se observa lo contrario.
Recientemente, se ha logrado caracterizar a algunos de
los alergenos comunes responsables de la RC entre el látex
y las frutas. Estos panalergenos han resultado ser quitinasas
de clase I, que poseen un dominio heveína N-terminal 36 . La
heveína es uno de los alergenos principales del látex, al
menos en pacientes adultos, por lo que existe RC entre las
quitinasas de los alimentos vegetales y la heveína del látex 37 .
Hasta el momento, se ha demostrado la existencia de quitinasas
alergénicas en castaña, aguacate y plátano, además de
en otros alimentos implicados en el síndrome con menor
frecuencia 38,39 . Puesto que las quitinasas son proteínas de
defensa de los vegetales 40 , su expresión aumenta con determinados
estímulos, como por ejemplo al tratar las plantas
con óxido de etileno 41 . Este producto se emplea para estimular
cultivos y madurar frutas, por lo que es posible que
las frutas que se consumen hoy en día tengan un contenido
alergénico muy superior a las que se consumían años atrás.
Este hecho podría explicar, al menos en parte, el aumento
observado en la prevalencia del síndrome látex-frutas. Por el
contrario, el tratamiento térmico inactiva las quitinasas, lo
que explica qué alimentos que expresan quitinasas potencialmente
alergénicas, pero que se suelen comer cocinados
(como las judías verdes), no causen problemas clínicos en
pacientes afectos del síndrome látex-frutas 41 .
Alergia a crustáceos/moluscos y alergia respiratoria
a ácaros
Desde hace años se sabe que la alergia respiratoria a ácaros
del polvo se asocia con relativa frecuencia con alergia alimentaria
a mariscos 42 . La clínica con mariscos varía desde
SAO hasta reacciones graves, siendo frecuentes las sensibilizaciones
asintomáticas 43 . Más raramente, los pacientes afectos
presentan reacciones clínicas con moluscos bivalvos o cefalópodos.
Además, estos pacientes suelen mostrar prueba cutánea
positiva a cucaracha, cuya significación clínica es incierta 44 .
Tal y como se comentó anteriormente, la tropomiosina
es el panalergeno responsable de esta RC 6 . Además de
ser el alergeno principal de la gamba, se han identificado
tropomiosinas alergénicas en otros crustáceos, ácaros del

polvo, insectos, caracoles y nemátodos 45,46 . Por otra parte, se
conoce la existencia de RC entre moluscos, crustáceos y
determinados insectos, causada por determinantes carbohidratados
que reaccionan de forma cruzada (CCD), si bien
su trascendencia clínica es más que dudosa 47 .
Otros síndromes de reactividad cruzada
Aunque en este caso no se trate de RC entre especies
distantes, conviene mencionar otros síndromes encuadrados
dentro de la RC entre aeroalergenos y alimentos. En primer
lugar, el síndrome ave-huevo, que destaca por su trascendencia
clínica 48 . Se caracteriza por la asociación entre reacciones
alérgicas por ingestión de huevo y alergia respiratoria
por inhalación de antígenos derivados de aves, siendo
más frecuente en pacientes adultos. Se ha identificado a la
seroalbúmina de aves o α-livetina como la responsable de
esta RC 49 .
Del mismo modo, se ha descrito la asociación de alergia
respiratoria a animales con reacciones alérgicas por
ingestión de carne. Un ejemplo es el síndrome gato-cerdo,
en el que pacientes con alergia respiratoria a gato presentan
reacciones por ingestión de carne de cerdo 50 . En éste y en
otros casos de reacciones cruzadas por ingestión de carnes
parece estar implicada la seroalbúmina animal.
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