Duitse onderzoekers laten zien dat hogere CO2-niveaus mogelijk een sterkere allergische respons op ambrosiapollen teweegbrengen en dat de verhoogde allergeniciteit afhankelijk is van een samenspel van meerdere metabolieten.
Er is eerder al aangetoond dat verhoogde CO2-niveaus de productie van ambrosiapollen stimuleren. Het effect ervan op de allergeniciteit van de pollen is nog onbekend. De onderzoekers gebruikten een gecombineerde benadering van een in vivo muismodel, humaan in vitro-onderzoek en metabolomics om te onderzoeken of verhoogde CO2-niveaus die scenario’s voor klimaatverandering weerspiegelen, leiden tot een verhoogde allergeniciteit van ambrosiapollen.
Ambrosia werd gekweekt in klimaatgecontroleerde kamers onder normale (380 ppm) of verhoogde (700 ppm, op basis van het RCP4,5-scenario) CO2-niveaus. Pollenextracten (RWE) van controle- of CO2-pollen werden in vivo toegediend in een muismodel voor allergische aandoeningen (dagelijks gedurende 3-11 dagen, n = 5) en in vitro toegediend aan humane nasale epitheelcellen (HNEC’s) en van monocyten afgeleide dendritische cellen (DC’s).
In vivo induceerde CO2-RWE een sterkere allergische inflammatie ten opzichte van controle-RWE. Zo was in de CO2-RWE-behandelde groep het aantal neutrofielen en eosinofielen significant verhoogd na respectievelijk 3 en 11 intranasale toedieningen. Ook was het totaal IgE in serum significant verhoogd en werd hypersecretie van mucus gezien.
In vitro verhoogden HNEC’s die met RWE werden gestimuleerd de productie van pro-inflammatoire cytokines (IL-8, IL-1β, IL-6). Daarentegen verhoogden supernatanten van door CO2-RWE gestimuleerde HNEC’s, ten opzichte van door controle-RWE gestimuleerde HNEC’S, significant de TNF-productie en verlaagden ze de IL-10-productie in DC’s. Vergelijkbare resultaten werden verkregen door DC’s direct met RWE’s te stimuleren. De metaboloomanalyse onthulde differentiële expressie van secundaire metabolieten in controle- versus CO2-RWE. Combinaties van deze metabolieten lokten vergelijkbare reacties uit in DC’s.
Bron:
Rauer D, Gilles S, Wimmer M, et al. Ragweed plants grown under elevated CO2 levels produce pollen which elicit stronger allergic lung inflammation. Allergy. 2020 Oct 9. Online ahead of print.