SYNDROME POLLEN/ALIMENT une nouvelle famille de protéines: 

les GRP (Gibberellin-regulated proteins)

INSTITUT PASTEURCentre de Ressources et

de Recherche Technologique

Pascal PoncetPascal PoncetRoute aveccyprès et ciel étoiléVincent 

Van Gogh (1890)

(Saint Rémyde Provence)

Nature morte aux pêchesHenri Fantin de Latour (1880)

Nature morte aux oranges et citrons (Contemporain)

Nature morte avec grenadeAntonio Ponce (1640)

Les syndromes

Bouleau-pomme

Bouleau-céleri

Armoise-céleri-épices

Armoise-pêche

Armoise-camomille

Armoise-moutarde

Ambroisie-melon-banane

Platane-fruits

Chenopode-melon

Graminées-fruits

Composées-fruits exotiques

Cyprès-pêche

Allergènes impliqués

Syndromes et allergènes impliquésPopescu, 2015, World J Methodol; Pauli and Metz-Favre, 2013, Rev Mal Respir

PR10PR10, profilineProfiline,  Api g 5-like (FAD containing oxydase)Profiline, LTPDéfensineLTP,  profiline, Api g 5-like (FAD containing oxydase)LTP,  profilineLTPProfilineProfilineProfiline? LTP?

MAIS AUSSI…

- Iso flavone réductase (Bet v 6,…)-1,3-b glucanase (Ole e 9, …)- Thaumatin-like protein (Cup s 3, …)- Carbohydrate Cross-reactive Determinant- Oléosines (?)- …

40% 60%

Protéinestotales

Extrait pollen de cyprès(Ex: immunoempreintes 14 sérums)

pollen de Cyprès  20 - 30 mm

Orbicules300-600nm

Allergènes IUIS

Groupe 1 : pectate lyase (40-45 kDa)Groupe 2 : polygalacturonase (37-56 kDa)Groupe 3 : thaumatin like (23-34 kDa)Groupe 4 : Ca binding protein (17-24 kDa)

WAO J (2010)FEBS (2012)

Electrophoresis (2012)

HMW

BP14

J Proteomics (2012) AAAI (2013)

Folia Biologica (2014)

Shahali et al.

Pollen de cyprès

« « gibberellingibberellin  regulatedregulated  proteinprotein » »(GRP)(GRP)

Pru p 7

La famille des snakin/ GRP

Pisoschi et al. Eur J Med Chem, 2018.Nahirnak et al. Plant Signal Behav 2012. Tanaka et al. Mol Genet Genomics, 2004.Kuddus et al. 2016, Protein Expr. Purif

Gibbérellines : famille d’hormone diterpénique tétracyclique présente dans toutes les plantes

Rôle: • Maturation de la plante, de la graine, du fruit et du pollen (utilisée en agro-alimentaire)• Mécanismes de défense contre le stress abiotique (sécheresse, température, salinité,...) • … et biotique (bactéries, virus, champignons, ...)• Equilibre redox

Propriétés des GRP: • Petites protéines  (63 amino-acides) cationiques à activité anti-microbienne• 12 cystéines, 6 ponts disulfures• Résistantes à la trypsine et à la chaleur• 4 allergènes décrits dans les fruits

Les allergènes de la famille des GRP Les allergènes de la famille des GRP 

Pêche (Prunus persica)Péamacléine, Pru p 7

Tuppo et al. 2013, Clin Exp Allergy;2014, Biopolymers; 

Inomata et al. 2014,Ann Allergy Asthma Immunol.2016, 2017, J Dermat

Orange (Citrus sinensis)Cit s 7

Inomata et al. 2018, Clin Exp Allergy 

Grenade (Punica granatum)Pommacléine, Pun g 7

Tuppo et al. 2017, J Agric Food Chem

Abricot japonais (Prunus mume)UmeboshiPru m 7

Inomata et al. 2017, Immun Inflamm Dis

Au niveau bio et immunochimique

Comparaison de séquences de quelques GRPComparaison de séquences de quelques GRPAnalyse « Blast » sur le peptide BP14 Analyse « Blast » sur le peptide BP14 

Les allergènes de la famille des GRP Les allergènes de la famille des GRP 

Pêche (Prunus persica)Péamacléine 

Pru p 7

Orange (Citrus sinensis)Cit s 7

Grenade (Punica granatum)Pommacléine 

Pun g 7

Abricot japonais (Prunus mume)UmeboshiPru m 7

Au niveau bio et immunochimique Au niveau clinique

Syndromepollen de cyprès/pêche

Syndromepollen de cyprès/agrumes

QUESTIONLes GRP croisent elles entre elles?

Ce qui expliquerait les syndromes cliniquement décrits

- Hugues et al.  (2006) Allergy- Delimi et al. (2007) Rev Fr Allergol Clin Immunol- Caimmi et al. (2013) Allergy

- Martinez et al. (2015) Rev Fr Allergol- Martinez et al. (2015) CFA, EAACI

Immunoréactivité IgE comparatives de 28 sérums depatients allergiques au pollen de cyprès

INHIBITIONSCROISEES

L’extrait de pollen de cyprès ou la BP14 inhibe la réactivité IgE sur la snakine-1 

La snakine-1 n’inhibe pas la réactivité IgE sur la BP14 

Snakine :

GRP de pommede terre

GRP de pêche :

Péamacléine

Pru p 7

La péamacléine (Pru p 7) inhibe la réactivité IgE sur la BP14 de pollen de cyprès

BP14 est plus proche immunologiquement de la péamacléine que de la snakine 

P12

Pollen d

e cyprè

s

Pamplem

ousse

LES PATIENTS Cyprès-Agrumes ONT DES IgE DIRIGÉESCONTRE LA BP14 DU POLLEN DE CYPRÈSImmunoempreintes , SDS-PAGE 8-18% d’extraits de pollen de cyprès ou de pamplemousse

Hydrophiles HydrophobesEpitopes putatifs

Modélisation 3D(Rougé et al. unpublished data)

Pru p 7 Cit s 7

Epitope 1 Epitope 2Epitope 3Epitope 4

Les GRP ont-elles une pertinence clinique?Pru p 7

Cit s 7

Pru m 7

Pun g 7

Inomata et al. 2017, Immunity, Inflam DisTAB, SPTAngio-œdème de la faceSymptômes dépendant de l’exercice physique, aspirine100 % identité avec Pru p 7

Test de dégranulation de basophiles (TAB)Klingebiel et al. 2018, Rev Fr Allergol

Skin Prick Test (SPT)Tuppo et al. 2012, Clin Exp Allergy. Inomata et al. 2017, J Dermatol

Association avec :   - Angio-œdème palpébral

Inomata et al. 2016, J Dermatol   - Anaphylaxie dépendant de l’exercice physique

Inomata et al. 2015, J Dermatol

TABPru p 7

Adapté de Klingebiel et al. 2018, Rev Fr Allergol

Tuppo et al. 2017, J Agr Food Chem?TAB, SPT ?

Inomata et al. 2018, Clin Exp AllergyTAB, SPTAngio-œdème de la faceSymptômes dépendant de l’exercice physique, aspirine

OUI !OUI !(avec une petite

incertitudesur Pun g 7)

0

20

40

60

80

100

1 10 1 000 10 000ng/ml

100 % b

asop

hile

s exp

rim

ant C

D63

Contrôlepositif

Anti-IgE

Contrôlenégatif

Pollen de cyprès

Snakin-1

BP14  a une pertinence clinique comme ses orthologues Pru p 7 et Cit s 7

BP14

Test d’activation des basophilesBasophiles du patient + allergène  évaluation par cytométrie de flux de l’activation par la 

mesure de l’expression du marqueur CD63 à la surface des cellules

Pertinence clinique de BP14, la GRP de pollen de cyprès

Péam

acléin

e

Pêch

e

Gren

ade

Patient  négatif contrôle:         : BP14         : Pêche         : Snakin-1          : Grenade       

Ø Un allergène de pollen (BP14), cliniquement pertinent, appartient à la famille des snakin/GRP  et  présente  une  réactivité  croisée  IgE  avec  au  moins  un  membre allergénique de cette  famille de protéines se  trouvant dans  les fruits (pêche et/ou agrume et/ou grenade). Il interviendrait dans les syndromes décrits cyprès/pêche et cyprès/agrumes en croisant avec Pru p 7 et Cit s 7, deux allergènes de la famille des snakin/GRP décrits respectivement dans la pêche et l’orange. 

Ø Malgré le fort pourcentage d’identité de séquence entre ces petites protéines, les différences ponctuelles entre GRP de fruits induisent des conformations différentes suffisantes pour expliquer l’absence de réactivités croisées systématiques

Ø  Quatre  épitopes  IgE peuvent  être  prédits  sur  les  GRP  de  fruits,  mais  des interactions  possibles  avec  d’autres  protéines  pourraient  accroître  la complexité allergénique des molécules sensibilisantes.

Ø La  famille  de  protéine  snakin/GRP  correspond  donc  à  une  nouvelle  famille  de protéine impliquée dans les syndromes allergiques pollen/aliment qui mériterait d’être étudiée quand aucun candidat croisant n’est mis en évidence.

CONCLUSION

A new allergen family involved in pollen food-associated syndrome: Snakin/gibberellin-regulated proteins.Sénéchal H, Šantrůček J, Melčová M, Svoboda P, Zídková J, Charpin D, Guilloux L, Shahali Y, Selva MA, Couderc R, Aizawa T, Poncet P. J Allergy Clin Immunol. 2018, 141, 411-414.

Pollen/fruit syndrome : clinical relevance of the cypress pollen allergenic Gibberellin-regulated protein  Sénéchal H., Keykhosravi S., Couderc R., Selva M.A., Shahali, Y., Aizawa T., Busnel J.M.,  Arif R., Mercier I., Pham-Thi N., Charpin D.A., Poncet P., Allergy Asthma & Immunology Research, 2019, 11, 143-151.

PERSPECTIVESAnticorps d’alpaca anti Pru p 7

Pru p 7

BP14 recombinant

Collaboration Pierre LAFAYE

INSTITUTPASTEUR

Collaboration : Tomoyasu AIZAWAUniversité de Sapporo, JAPON

Next Generationsequencing

5’ - 3’ RACE PCR

3 candidats GRPProtéines de 63 amino-acidesCystéines bien positionnées

Pollen de Cupressus sempervirensPollen de Cryptomeria japonica

Remerciements

Equipe de recherche « Allergie & Environnement »

Hélène SENECHAL               Sanaz KEYKHOSRAVIMarie-Ange SELVA Mahdokht MOSSALAEI

              Rémy COUDERC ------------------

Jean-Pierre SUTRA Olga RIVERA Andrea BRAZDOVA Cyril LONGEMeng-Yu LI  Maxime ALTERKimberley DINARD Noémie GIRARDMaxime DUBAIL                   Margaux ALLAINOumsaad NAAS Alexis GOMESDaniele GOMES Juliette ANDRIEU

-------------------Jocelyne JUST

Nos collègues toulousains, tchèques, japonais, et luxembourgeois.

Les massistes de Prague, Chatenay Malabry, de Cochin, de l’ESPCI, de 

l’Institut Pasteur

Les cliniciens de France (Paris et Province) et 

d’ItalieDenis CHARPIN,

Marseille

Les biologistes de France (Paris et Province)