Russian Journal of ImmunologyRussian Journal of ImmunologyRussian Journal of Immunology1028-72212782-7291Russian Society of Immunology1705910.46235/1028-7221-17059-EOESHORT COMMUNICATIONSКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯShort CommunicationEvaluation of endemic Bet v 1 allergen spectrum at the territory of the Republic of BelarusОпределение спектра эндемичных изоформ аллергена Bet v 1 на территории Республики БеларусьParkhomchukO. Yu.ПархомчукО. Ю.
Belarus

Researcher, Posrgraduate Student, Laboratory of Immunology and Cellular Biotechnology, Research Institute of Hygiene, Toxicology, Epidemiology, Virology and Microbiology

научный сотрудник, аспирант лаборатории иммунологии и клеточной биотехнологии, Научно-исследовательский институт гигиены, токсикологии, эпидемиологии, вирусологии и микробиологии

olgaparhom4uk@mail.ruFominaE. G.ФоминаЕ. Г.
Belarus

PhD, MD (Biology), Head, Laboratory of Immunology and Cellular Biotechnology, Research Institute of Hygiene, Toxicology, Epidemiology, Virology and Microbiology

д.б.н., заведующая лабораторией иммунологии и клеточной биотехнологии, Научно-исследовательский институт гигиены, токсикологии, эпидемиологии, вирусологии и микробиологии

olgaparhom4uk@mail.ruGrigorievaE. E.ГригорьеваЕ. Е.
Belarus

PhD (Biology), Associate Professor, Leading Researcher, Laboratory of Immunology and Cellular Biotechnology, Research Institute of Hygiene, Toxicology, Epidemiology, Virology and Microbiology

к.б.н., доцент, ведущий научный сотрудник лаборатории иммунологии и клеточной биотехнологии, Научно-исследовательский институт гигиены, токсикологии, эпидемиологии, вирусологии и микробиологии

olgaparhom4uk@mail.ruRepublican Center for Hygiene, Epidemiology and Public HealthРеспубликанский центр гигиены, эпидемиологии и общественного здоровья160220252822152200608202412082024Copyright ©; 2025, Parkhomchuk O.Y., Fomina E.G., Grigorieva E.E.Copyright ©; 2025, Пархомчук О.Ю., Фомина Е.Г., Григорьева Е.Е.2025Parkhomchuk O.Y., Fomina E.G., Grigorieva E.E.Пархомчук О.Ю., Фомина Е.Г., Григорьева Е.Е.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://rusimmun.ru/jour/article/view/17059

The birch tree occupies the temperate climate region in North America and Europe. Every year between April and May, the birch trees pollinate intensively, which is a common cause of seasonal pollinosis which negatively affects the quality of life in many subjects. Pollen allergy (pollinosis) is among the leading allergic diseases. Sensitization to birch pollen is common in the European regions. Bet v 1 is the main birch pollen allergen which may induce specific IgE in 95% of patients sensitized with birch pollen. Bet v 1 belongs to the PR-10 class of proteins, which includes a large group of aeroallergens and common food allergens. Currently, according to the nomenclature of allergens, 27 variants (isoforms) of Bet v 1 proteins are discerned which may often differ in only several amino acids. The aim of this study was to determine the genetic diversity of the major birch pollen allergen Bet v 1 on the territory of the Republic of Belarus. We studied the pollen samples from birch collected in spring time. Recombinant vector constructs containing genes encoding different isoforms of Bet v 1 allergen were obtained. The nucleotide sequences of the cloned fragments have been determined. Three sequences were found to contain intronic regions interrupting the coding part of the gene. An abridged reading frame was detected in two other sequences. We evaluated the spectrum of Bet v 1 protein isoforms. The sequences obtained are related to 11 genetic variants of the studied allergen to a greater or lesser extent. The majority (86%) of the identified variants correspond to 7 isoforms of 2 isoallergens retrieved in the database of allergenic proteins, with Bet v 1.0101-like sequences being more common (42%), followed by the group with common Bet v 1.0104 variant (19%). The third position (11%) is occupied by Bet v 1.0102-like sequences. The Bet v 1.02 isoallergen is represented by a single variant which is closely similar to the Bet v 1.0204 isoform (3% of the total number of sequences under study). 7 Bet v 1 isoforms were identified within one phylogenetic tree. Bet v 1.0101 (Bet v 1a, X15877.1) was found to be the predominant isoform of the main birch pollen Bet v 1 allergen.

Береза повислая, занимающая область умеренного климата, чаще всего встречается на территории Северной Америки и Европы. Ежегодно в период с апреля по май наблюдается интенсивное пыление берез, которое очень часто является одной из главных причин весеннего поллиноза, негативно влияя на качество жизни многих людей. Пыльцевая аллергия (поллиноз) занимает одно из ведущих мест среди аллергических заболеваний. В Европейском регионе значимой является сенсибилизация к пыльце березы. Bet v 1 – главный аллерген пыльцы березы, ответственный за выработку специфических IgE у 95% пациентов, сенсибилизированных к пыльце березы. Bet v 1 принадлежит к классу белков PR-10, включающих в себя большую группу аэроаллергенов и распространенных пищевых аллергенов. В настоящее время в соответствии c номенклатурой аллергенов выделяют 27 вариантов (изоформ) белка Bet v 1, которые отличаются между собой чаще всего только несколькими аминокислотами.

Целью настоящего исследования являлось определение разнообразия генетических вариантов главного аллергена пыльцы березы Bet v 1 на территории Республики Беларусь.

Исследована пыльца березы повислой, собранная в весенний период. Получены рекомбинантные векторные конструкции, содержащие гены, кодирующие различные изоформы аллергена Bet v 1. Определена нуклеотидная последовательность клонированных фрагментов. Установлено, что в 3 сиквенсах присутствуют интронированные участки, прерывающие кодирующую часть гена. Еще в 2 последовательностях обнаружена укороченная рамка считывания.

Проведен анализ результатов исследования спектра изоформ белка Bet v 1. Полученные последовательности в той или иной степени соответствуют 11 генетическим вариантам изучаемого аллергена. Большая часть (86%) выявленных вариантов соответствует 7 изоформам 2 изоаллергенов, размещенных в базе данных аллергенных белков, среди которых превалируют Bet v 1.0101-подобные последовательности (42%); за ними следует группа, объединенная вариантом Bet v 1.0104 – 19%, третье место (11%) занимают Bet v 1.0102-подобные последовательности. Изоаллерген Bet v 1.02 представлен только одним вариантом – максимально сходным с изоформой Bet v 1.0204 – и составил минимальных 3% от общего количества сиквенсов. В пределах одного дерева определено 7 изоформ Bet v 1. Установлено, что преобладающей изоформой главного аллергена пыльцы березы Bet v 1 является Bet v 1.0101 (Bet v 1a, X15877.1).

Betula pendulaBet v 1isoformsPR-10allergenhay feverBetula pendulaBet v 1изоформыPR-10аллергенполлинозAllergen Nomenclature. Available at: http://www.allergen.org/index.php (accessed 23 July 2024).Basic Local Alignment Search. Available at: https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi. (accessed 23 July 2024).Bijli K.M., Singh B.P., Sridhara S., Arora N. Isolation of total RNA from pollens. Prep. Biochem. Biotechnol., 2001, Vol. 31, no. 2, pp. 155-162.Erler A., Hawranek T., Krückemeier L., Asam C., Egger M., Ferreira F., Briza P. Proteomic profiling of birch (Betula verrucosa) pollen extracts from different origins. Proteomics, 2011, Vol. 11, no. 8, pp. 1486-1498.Ferreira F.D., Hoffmann-Sommergruber K., Breiteneder H., Pettenburger K., Ebner C., Sommergruber W., Steiner R., Bohle B., Sperr W.R., Valent P. Purification and characterization of recombinant Bet v I, the major birch pollen allergen. Immunological equivalence to natural Bet v I. J. Biol. Chem., 1993, Vol. 268, no. 26, pp. 19574-19580.Friedl-Hajek R., Radauer C., O’Riordain G., Hoffmann-Sommergruber K., Leberl K., Scheiner O., Breiteneder H. New Bet v 1 isoforms including a naturally occurring truncated form of the protein derived from Austrian birch pollen. Mol. Immunol., 1999, vol. 36, no. 10, pp. 639-645.Hoffmann-Sommergruber K., Vanek-Krebitz M., Radauer C., Wen J., Ferreira F., Scheiner O., Breiteneder H. Genomic characterization of members of the Bet v 1 family: genes coding for allergens and pathogenesis-related proteins share intron positions. Gene, 1997, vol. 197, no. 1-2, pp. 91-100.Radauer C., Nandy A., Ferreira F., Goodman R.E., Larsen J.N., Lidholm J., Pomés A., Raulf-Heimsoth M., Rozynek P., Thomas W.R., Breiteneder H. Update of the WHO/IUIS Allergen Nomenclature Database based on analysis of allergen sequences. Allergy, 2014, Vol. 69, no. 4, pp. 413-419.Sanger F., Nicklen S., Coulson A.R. DNA sequencing with chain-terminating inhibitors. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1977, Vol. 74, no. 12, pp. 5463-5467.Schenk M.F., Cordewener J.H., America A.H., Van’t Westende W.P., Smulders M.J., Gilissen L.J. Characterization of PR-10 genes from eight Betula species and detection of Bet v 1 isoforms in birch pollen. BMC Plant Biol., 2009, Vol. 9, no. 24, 24. doi: 10.1186/1471-2229-9-24.Schenk M.F., Gilissen L.J., Esselink G.D., Smulders M.J. Seven different genes encode a diverse mixture of isoforms of Bet v 1, the major birch pollen allergen. BMC Genomics, 2006, Vol. 7, 168. doi: 168.10.1186/1471-2164-7-168.Swoboda I., Jilek A., Ferreira F., Engel E., Hoffmann-Sommergruber K., Scheiner O., Kraft D., Breiteneder H., Pittenauer E., Schmid E. Isoforms of Bet v 1, the major birch pollen allergen, analyzed by liquid chromatography, mass spectrometry, and cDNA cloning. J. Biol. Chem., 1995, Vol. 270, no. 6, pp. 2607-2613.von Loetzen C.S., Jacob T., Hartl-Spiegelhauer O., Vogel L., Schiller D., Spörlein-Güttler C., Schobert R., Vieths S., Hartl M. J., Rösch P. Ligand recognition of the major birch pollen allergen Bet v 1 is isoform dependent. PLoS One, 2015, Vol. 10, no. 6, e0128677. doi: 10.1371/journal.pone.0128677.Wagner S., Radauer C., Bublin M., Hoffmann-Sommergruber K., Kopp T., Greisenegger E.K., Vogel L., Vieths S., Scheiner O., Breiteneder H. Naturally occurring hypoallergenic Bet v 1 isoforms fail to induce IgE responses in individuals with birch pollen allergy. J. Allergy Clin. Immunol., 2008, Vol. 121, no. 1, pp. 246-252.