When eating vegetables and fruits is a problem

Artticle published in April 2019

DOI: http://dx.doi.org/10.18567/sebbmdiv_ANC.2019.04.1

Domingo Barber Hernández

Instituto de Medicina Molecular Aplicada, Universidad San Pablo CEU

This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

 

Download article (pdf)

 

Allergic reactions to food are becoming more frequent. Many, usually appear after the development of respiratory allergies to pollens. This is due to the existence of very similar proteins between pollen and plant foods. In our environment two families of allergens, profilins and LTPs, are frequently involved.

El desarrollo de la alergología molecular ha permitido conocer en detalle los alérgenos, sus propiedades y su relación con la patología alérgica. Recientemente, en un esfuerzo conjunto de expertos, se ha recogido la información más relevante de los alérgenos implicados en la alergia, y su utilización como herramientas para el diagnóstico de la alergia (https://www.eaaci.org/documents/Molecular_Allergology-web.pdf).

La mayor parte de los alérgenos son proteínas de relativamente bajo peso molecular, que son liberadas fácilmente de las fuentes alergénicas y son capaces de alcanzar las células efectoras y desencadenar la reacción alérgica. Algunos de estos alérgenos pertenecen a familias con elevada homología y están presentes en distintos tejidos vegetales. Tal es el caso de las profilinas (implicadas en procesos biológicos clave, como la polimerización de la actina) o de las proteínas de transferencia de lípidos.

Las profilinas son proteínas lábiles, que se degradan fácilmente en medio ácido y normalmente solo causan molestias alérgicas leves, como picor de boca. Se asocian muy frecuentemente a una sensibilización previa a polen, casi siempre a polen de gramíneas. Un paciente sensibilizado a profilina puede tener molestias cuando come determinados alimentos, siendo el más característico el melón. Sin embargo, hemos descubierto que en zonas de muy alta exposición a polen de gramíneas, como Extremadura, hay pacientes que pueden desarrollar reacciones alérgicas causadas por profilinas más importantes, y que la razón estriba en que estas reacciones se producen a través de una mucosa muy alterada de la cavidad oral (1). El estudio de estos casos nos ha permitido entender mejor la evolución de la enfermedad alérgica y su efecto sobre la estructura de las barreras epiteliales .Utilizando herramientas analíticas de alta capacidad (2) podemos entender los procesos biológicos subyacentes y abrir nuevas vías de investigación prometedoras para diagnosticar, tratar o prevenir la patología alérgica.

Las proteínas de transferencia de lípidos, o LTPs, son la principal causa de alergia alimentaria en la edad adulta en nuestro país. A diferencia de las profilinas, son proteínas muy estables, y se asocian frecuentemente a reacciones alérgicas más graves. Desde su descubrimiento como alérgenos hace veinte años (3), se han realizado numerosos trabajos de investigación y se han descubierto distintas LTPs en muchos alimentos (4). No sabemos por qué, la incidencia de la alergia a LTPs es mucho más frecuente en los países del Sur de Europa. El alimento que suele estar en la génesis de la alergia a LTPs es el melocotón. Muchos pacientes desarrollan esta alergia de niños, evitan el consumo de melocotón y a lo largo de su vida desarrollan reacciones a otros alimentos como nueces, avellanas, lechuga, cerveza, vino, etc.

A diferencia de las profilinas, la divergencia estructural entre LTPs es elevada, y no hay un patrón único de alergia. En un paciente alérgico a LTPs, casi cualquier alimento vegetal puede causar una reacción grave. Además, hay determinados cofactores que potencian o desencadenan estas reacciones. Los más frecuentes son el consumo de antiinflamatorios no esteroideos (ibuprofeno, aspirina, etc.) y el ejercicio.

Hace algunos años, determinamos que alrededor del 11% de los adultos sensibilizados a pólenes, y el 22 % de los niños en España estaban sensibilizados a LTPs (Figura1). Llevando estos datos a la población general, quiere decir que el 2-3% de la población adulta y el 5% de los niños se encuentran sensibilizados a LTPs y pueden por tanto desarrollar alergia alimentaria (5). Hay zonas de gran incidencia, como el valle del Ebro, donde se acumulan grandes cultivos de árboles frutales y que sugieren que la vía respiratoria es importante en la sensibilización a LTPs.

Desde su descubrimiento como alérgenos, iniciamos distintos proyectos de investigación cooperativa que dieron lugar al desarrollo de una vacuna para tratar la alergia a LTPs, que presenta una elevada rentabilidad terapéutica (6) y que ha permitido mejorar la calidad de vida de muchos pacientes alérgicos.

En los últimos años, se ha descubierto la aparición de alergia mediada por LTPs, ligada al consumo creciente de marihuana, en lo que parece constituir un ruta alternativa al melocotón para desarrollar este tipo de alergias, siendo especialmente importante en Centroeuropa.

También es interesante señalar que hay dos tipos de pólenes, el de Artemisia y el del Plátano de sombra, que tienen LTPs similares al melocotón. Los pacientes sensibilizados a estos pólenes, en zonas de alta exposición a los mismos, como es el caso de Canarias, para la Artemisia o Barcelona para el Platanero, presentan una patología alérgica más compleja, reaccionando a un mayor número de alimentos.

Recientemente se ha constituido un grupo de trabajo en el seno de la EAACI (Academia Europea de Alergia e Inmunología Clínica) para estudiar la alergia a LTPs y mejorar las estrategias de diagnóstico y tratamiento.

 

 FIGURA PREVALENCIA LTPS

 

 Figura. Mapa de sensibilización a LTPs en pacientes con alergia respiratoria por pólenes en España.

 

References:

1. Rosace D, Gomez-Casado C, Fernández P, Perez-Gordo M, Domínguez MDC, Vega A, Belver MT, Ramos T, Vega F, Marco G, de Pedro M, Sanchez L, Arnas MLM, Santaolalla M,Saez MÁ, Benedé S, Fernández-Rivas M, Blanco C, Alvarado MI, Escribese MM, Barber. D. Profilin-mediated food-induced allergic reactions are associated with oral epithelial remodeling. J Allergy Clin Immunol. 2019;143:681-690.
2. Obeso D, Mera-Berriatua L, Rodríguez-Coira J, Rosace D, Fernández P, Martín-Antoniano IA, Santaolalla M, Marco Martín G, Chivato T, Fernández-Rivas M, Ramos T, Blanco C, Alvarado MI, Domínguez C, Angulo S, Barbas C, Barber D, Villaseñor A, Escribese MM. Multi-omics analysis points to altered platelet functions in severe food-associated respiratory allergy. Allergy. 2018;73:2137-2149.
3. Sánchez-Monge R, Lombardero M, García-Sellés FJ, Barber D, Salcedo G. Lipid-transfer proteins are relevant allergens in fruit allergy. J Allergy Clin Immunol. 1999;103:14-9.
4. Salcedo G, Sánchez-Monge R, Barber D, Díaz-Perales A. Plant non-specific lipid transfer proteins: An interface between plant defence and human allergy. Biochimica et Biophysica Acta 2007:781-791.
5. Barber D, Torre F, Feo F, Florido F, Guardia P, Moreno C, Quiralte J, Lombardero M, Villalba M, Salcedo G, Rodríguez R. Understanding patient sensitization profiles in complex pollen areas: a molecular epidemiological study. Allergy, 2008;63:1550-1558.
6. Gómez F, Bogas G, González M, Campo P, Salas M, Díaz-Perales A, Rodríguez MJ, Prieto A, Barber D, Blanca M, Torres MJ, Mayorga C. The clinical and immunological effects of Pru p 3 sublingual immunotherapy on peach and peanut allergy in patients with systemic reactions. Clin Exp Allergy. 2017;47:339-350.

  

Read other articles

 

Interview

Domingo Barber Hernández

Instituto de Medicina Molecular Aplicada, Universidad San Pablo CEU

This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

 

P.- ¿Cuándo surgió su vocación científica? ¿Le influyó alguien de forma especial? 

R.- El querer saber el porqué de las cosas es algo consustancial al ser humano y probablemente el motor principal de nuestra evolución como especie. Desde que recuerdo, ese querer entender cómo funciona todo y especialmente entender los procesos asociados a la vida siempre han ejercido un atractivo especial. Recuerdo haber leído cuanto tenía catorce años el libro “la doble hélice” y sentir la fascinación no solo de entender la estructura del ADN, sino también la parte humana del descubrimiento científico. También recuerdo el impacto de las biografías de gente maravillosa como Albert Einstein o Marie Curie, auténticos modelos de investigadores pero también con unos elevados estándares morales. Más adelante he tenido la suerte de compartir mis primeros años de carrera investigadora con excelentes investigadores. Especialmente el Profesor Gabriel Salcedo, fallecido hace pocos años, que fue mi Director de Tesis primero y amigo y colaborador durante muchos años después, me enseñó el rigor del trabajo científico y el desarrollo del sentido crítico, tan importante para lograr ser un buen investigador.

P.- ¿Podría resumirnos brevemente su trayectoria profesional?

R.- Después de estudiar Bioquímica en la Universidad Complutense de Madrid, inicié mi carrera investigadora como becario del FIS, adscrito a un grupo de química de proteínas del Hospital Ramón y Cajal, que colaboraba con el grupo de investigación dirigido por el profesor García Olmedo de la Universidad Politécnica de Madrid. Mi proyecto de tesis se centraba en el estudio de una familia de proteínas de endospermo de cereales con alto contenido en lisina, con el objetivo de entender su estructura y regulación génica y mejorar la calidad proteica de los cereales. Próximo a finalizar mi proyecto de tesis, la colaboración entre los dos grupos se rompió de modo traumático, y mi proyecto de tesis quedó igualmente fracturado, viéndome obligado a elegir entre los dos grupos. Puesto en la tesitura de elegir, elegí el grupo que creía que tenía razón, aunque suponía un alto riesgo de no poder completar mi proyecto de tesis, ya que mi director formal de tesis era distinto de mi director real. Simultáneamente, encontré un trabajo como responsable de análisis y control de calidad en una empresa farmacéutica española, dedicada a la fabricación de diagnósticos y tratamiento de alergia. Para completar mi tesis doctoral, al tener que eliminar el 50% de los datos (obtenidos en el Hospital Ramón y Cajal), formulé la hipótesis de que las proteínas con las que había estado trabajando eran alérgenos relevantes en un síndrome alérgico ocupacional, denominado asma del panadero. Mi director inicial de tesis no renunció a su dirección. Tuve que repetir los cursos de doctorado, esperar que cambiara la legislación y fui el primer no ingeniero que leyó la tesis doctoral en la Universidad Politécnica de Madrid. Pero todos los problemas tuvieron una parte positiva. Por un lado, inicié con el grupo de la ETSI de Ingenieros Agrónomos de Madrid una colaboración que todavía se mantiene. Además, me obligó a mantener mi carrera investigadora desde la empresa. Durante los años sucesivos, la empresa fue comprada por una multinacional danesa, fue creciendo y fui ocupando distintos cargos hasta acabar como Director de Investigación. Durante esos años adquirí una visión distinta y colaboré con múltiples grupos básicos y clínicos nacionales e internacionales.
En 2013 decidí buscar un mejor balance personal y me incorporé a la vida universitaria como director de un Instituto de Investigación en la Facultad de Medicina de la Universidad San Pablo CEU. Además, desarrollé una línea propia de investigación en alergia e inflamación. Actualmente coordino un equipo de más de veinte personas, tenemos varios proyectos nacionales, convenios con empresas y nos acaban de conceder un proyecto europeo. Asimismo, coordino un programa de una RETIC (Red temática de investigación cooperativa en salud) del Instituto de Salud Carlos III.

P.- ¿La repetiría en su totalidad? 

R.- Aunque los problemas iniciales en mi carrera científica fueron determinantes para no seguir una trayectoria investigadora más convencional, viéndolo de forma retrospectiva, la experiencia adquirida en gestión de investigación durante mis años en la empresa me ha permitido tener una visión transversal y desarrollar competencias que han sido determinantes para poder desarrollar el grupo de investigación que ahora coordino. Ahora realizo un trabajo mucho más vocacional, potenciando la carrera profesional de los investigadores de mi universidad y de la RETIC. A pesar de haber dejado la empresa, mantengo excelentes relaciones con ella y sigo colaborando en distintos proyectos. Por lo tanto, más que cambiar algo, mi consejo sería aprovechar todas las oportunidades que se presentan y no tener miedo a tomar decisiones con las que estés en paz contigo mismo, aunque parezca que puedan tener un impacto negativo.
La experiencia de trabajar en empresas y en el mundo académico es enriquecedora y aunque no es frecuente en nuestro entorno, sí lo es en otros países donde existe un tejido industrial más amplio.

P.- ¿Qué consejo daría a los que ahora inician su carrera científica? 

R.- Para seguir una carrera científica es importante entender que hay una serie de etapas críticas que hay que superar. El primer paso es conseguir un buen expediente académico que facilite el acceso a una beca de investigación predoctoral. El problema está en que en los primeros años de estudios esto puede no ser evidente, y simplemente más tarde no será posible cambiar un mal expediente al inicio de los estudios. Es triste ver como estudiantes muy buenos y motivados no pueden acceder a la carrera científica por esta razón. Hay que entender que es un camino largo, que requerirá estancias prolongadas en el extranjero. Es esencial dominar el idioma inglés y ser capaz de hablar y exponer en público de forma eficaz. En nuestro entorno, hay países que cuidan mucho más estas habilidades desde el colegio, pero nuestro sistema educativo hasta el momento no les ha dado la prioridad que merecen y por lo tanto es recomendable desarrollarlas adecuadamente con un esfuerzo adicional. Es muy importante iniciar la carrera en un grupo científico que tenga una demostrada capacidad investigadora y de formación de estudiantes y al menos, para la realización de la tesis doctoral, los proyectos en los que se trabaje deben ser realizables o sustentados por hipótesis sólidas. Esto muchas veces no es fácil de evaluar y hay que intentar hablar con investigadores que se hayan formado en el grupo y evaluar las publicaciones científicas del grupo. También se puede colaborar en más de un proyecto para tener alternativas. Hay que tener claro que iniciar un proyecto de tesis, supone la posibilidad de lograr el máximo grado académico y de explorar la carrera científica, pudiendo posteriormente decidir el camino a seguir. Por lo tanto, no es una decisión irreversible.

P.- ¿Podría describirnos brevemente en qué consiste su línea de investigación actual y cuál es su trascendencia? 

R.- En las últimas décadas se ha producido un incremento notable de distintas patologías, entre ellas la alergia, que afecta a aproximadamente el 25% de la población. Pero no solo ha aumentado la prevalencia, sino también la gravedad de la misma. Nuestro grupo de investigación y el programa de la RETIC ARADYAL que coordino se centra en entender porque se está produciendo este aumento y tratando de diseñar estrategias de prevención y tratamiento.
Bajo este objetivo global, desarrollamos distintos proyectos en asma, poliposis naso-sinusal, alergia alimentaria, etc. Intentamos entender aspectos clave en el desarrollo de la alergia, como el papel del microbiota y su transferencia madre-hijo, los cambios sistémicos producidos por la inflamación alérgica utilizando distintas técnicas ómicas. Para todos estos proyectos es esencial la colaboración dentro de la red con distintos grupos clínicos y básicos y la colaboración con centros de investigación internacionales.
Además, España es muy especial en el mundo de la alergia. Presenta una gran diversidad climática que hace que se den patologías alérgicas únicas, como por ejemplo la alergia extrema por polen de olivo, en Córdoba y Jaén, o la alergia alimentaria grave mediada por sensibilización a polen de gramíneas. Esto nos ha permitido generar modelos clínicos, que se están revelando como muy importantes para descubrir nuevos mecanismos de control de la inflamación. Dentro de la Universidad San Pablo CEU tenemos distintas infraestructuras de investigación, como el Instituto de Medicina Molecular Aplicada (IMMA) o el Centro de Metabolómica y Bioanálisis (CEMBIO), que proporcionan un marco único para poder desarrollar los proyectos indicados.

P.- ¿Cuál es su opinión sobre cómo está articulada la carrera científica en España?

R.- La carrera científica en España sufre las consecuencias de la falta de una planificación estratégica mantenida a lo largo del tiempo. Está soportada por una baja financiación pública y por un tejido industrial débil. Hay que tener en cuenta que la investigación empresarial se realiza fundamentalmente en los países que son la sede social de la empresa y casi nunca en las filiales. Es importante entender que hay que apoyar y financiar la investigación e innovación de nuestras empresas. El sistema funcionarial de la investigación, donde el acceso a una plaza estable se consigue tras muchos años de esfuerzo y precariedad es perverso, porque no premia adecuadamente a los investigadores comprometidos y además en época de crisis acaba con la financiación del estamento investigador más productivo y siega el futuro de generaciones enteras, ya que el único presupuesto reducible es el ligado a personal investigador joven no funcionarial y financiación directa de proyectos. Deberíamos evolucionar a un sistema mixto, donde existan complementos salariales importantes ligados a indicadores de calidad, donde investigadores improductivos estén penalizados y donde existan contratos dignos de investigadores jóvenes. La limitación de recursos disponibles ha hecho que cada vez más la financiación se dirija a centros de excelencia, olvidando el papel clave de las universidades en el ecosistema investigador y de innovación de un país. Parece claro que profesores con una elevada carga docente no pueden competir en pie de igualdad con investigadores profesionales. Al igual que para la investigación biomédica existen programas especiales de investigación del Instituto de Salud Carlos III, deberían articularse mecanismos más eficaces para apoyar la actividad investigadora en la universidad y motivar y valorar al profesorado investigador.

Debería firmarse un pacto de estado de larga duración entre las principales fuerzas políticas que garantizara un marco estable y unos umbrales mínimos de financiación, porque nuestro futuro a medio y largo plazo está íntimamente ligado a nuestra capacidad de innovar como país. La carencia de visión y planificación estratégica de la investigación es nuestro principal problema.

.

 

Biography

Domingo Barber Hernández

Instituto de Medicina Molecular Aplicada, Universidad San Pablo CEU

This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Domingo Barber Hernández es Licenciado en CC. Químicas, especialidad Bioquímica por la UCM y Dr. en Bioquímica por la UPM. En el periodo 1987-2013, trabaja en la Industria Farmacéutica desempeñando distintos puestos como Director de Calidad, Director de Desarrollo e Investigación y Director de Investigación del Grupo ALK-Abello A/S, empresa líder mundial en el diagnóstico y tratamiento de la Alergia. Su aportación fue clave para el desarrollo de las primeras vacunas de alergia con registro farmacéutico a nivel mundial, y para el desarrollo de terapias en alergia alimentaria. En 2013 se incorpora a la Universidad San Pablo CEU, como Director del Instituto de Medicina Molecular Aplicada. Actualmente dirige un equipo multidisciplinar de más de 20 personas en el estudio de la patología alergia y es coordinador de un programa de una RETIC del ISCIII. Tiene más de 170 publicaciones en el área, con un índice h de 39 (WOS). Desde su incorporación al CEU es IP de dos proyectos FIS y un JPI Europeo.
En febrero de 2019 ha recibido el premio Paul Ehrlich de la Academia Europea de Alergología e Inmunología Clinica (EAACI). Dicho premio es la máxima distinción que otorga la EAACI en el campo de la investigación experimental en el área de la Alergología y la Inmunología Clínica.

Protector Members