Investigation of intervention strategies for Ig-E mediated food allergy in a murine model of cow's milk allergy

Food allergy, an immune-mediated adverse hypersensitivity reaction to ingested food, is an emerging global health problem that not only causes the disease to susceptible individuals but also causes psychological impacts and financial damage to their families. Food allergy incidence is significantly increased in the past decade and currently estimated at 6-8% in 1 year old children, and 2-4% in older children and adults. Food allergy is the leading cause of anaphylaxis in children and severe cases may lead to fatal anaphylaxis reactions. Although continuous efforts have been made to better understand the nature of allergens, predisposing environmental factors, and the host's immune response mechanisms, there is no cure available for food allergy today. In this study, we have investigated three food allergy reducing strategies by supplementing probiotics, low doses of allergens and omega-3 poly unsaturated fatty acids (ω-3 PUFAs) in cow's milk protein sensitized Balb/c mice. Lactobacillus rhamnosus GG (LGG) supplementation had tendency to promote Th1 response while VSL#3 provided more potent allergy reducing effects via inducing intestinal secretory IgA (sIgA). Low doses of allergen administration offered suppression of allergen-specific immune responses via Treg-mediated active suppression, indicated by suppressing both allergen-specific Th1 response [reduced BLG-specific serum IgG2a and elevated IL-12(p40)], and Th2 response [lower BLG-specific serum IgE and IgG]. Interestingly, mice received both VSL#3 and low doses of allergen exhibited both allergen-specific active suppression effects and higher sIgA production. We then investigated the effects of different levels of ω-3 and ω-6 PUFAs in the energy and fat rich Western-style diet on food allergy development. Observation of elevated BLG-specific serum immunoglobulins in all experimental mice indicated that both ω-3 and ω-6 PUFAs failed to prevent the development of allergen-specific immune response. However, ω-3 PUFAs alleviated anaphylactic reactions and the severity of allergic reaction as indicated by the unchanged rectal temperature, lower hypersensitivity scores, and Th1-favoured immune responses in BLG-sensitized O3H mice. In general, this study revealed the promising strategies for treatments and prevention against food allergy in the near future.Les allergies alimentaires, réactions dues à une hypersensibilité du système immunitaire après ingestion d'un certain type d'aliments, constituent un problème de santé publique croissant qui, en plus de dégrader la santé des individus susceptibles, engendre un impact psychologique et financier pour les familles touchées. L'incidence des allergies alimentaires a significativement augmenté ces dernières années et le taux est actuellement estimé être de 6-8% chez les jeunes enfants d'1 an et de 2-4% chez les autres enfants et les adultes. Les allergies alimentaires représentent la première cause d'anaphylaxie chez l'enfant et plusieurs cas d'allergies peuvent causer une réaction anaphylactique fatale. Bien que des efforts continus aient été faits pour tenter de mieux comprendre la nature des allergènes, les facteurs environnementaux prédisposant aux allergies et les mécanismes de la réponse immunitaire, aucun traitement contre les allergies alimentaires n'est disponible à l'heure actuelle. Dans cette étude, nous avons testé trois différentes stratégies visant à réduire l'allergie alimentaire, à savoir l'utilisation de probiotiques, de faibles doses d'allergènes et d'acides gras polyinsaturés oméga-3 chez des souris Balb/c sensibilisées aux protéines de lait de vache. L'administration de Lactobacillus rhamnosus GG (LGG) a montré une tendance à promouvoir une activation des cellules Th1 alors que VSL#3 a engendré une plus forte réduction de l'allergie via l'induction de la sécrétion intestinale d'IgA (sIgA). L'administration de faibles doses d'allergènes a provoqué une suppression de la réponse immunitaire dirigée contre les allergènes via l'activation des cellules Treg, ceci étant suggéré par la suppression des réponses immunitaires Th1 spécifique [diminution des IgG2a BLG-spécifiques et augmentation des IL-12(p40)] et Th2 spécifique [diminution des IgE et IgG BLG-spécifiques]. De plus, les souris ayant reçu à la fois VSL#3 et des faibles doses d'allergènes ont montré une suppression des effets de la réponse allergénique et une production plus élevée de sIgA. Nous avons ensuite étudié les effets de différents niveaux d'oméga-3 et d'oméga-6 dans un régime alimentaire de type occidental riche en énergie et en matières grasses sur le développement des allergies alimentaires. L'observation d'une élévation des immunoglobulines BLG-spécifiques chez toutes les souris expérimentales ont indiqué que les oméga-3 et -6 n'ont pas réussi à empêcher le développement de la réponse immunitaire dirigée contre les allergènes. Cependant, les oméga-3 ont diminué les réactions anaphylactiques et le degré de sévérité de la réaction allergique, ceci étant suggéré par un score d'hypersensibilité plus faible, une absence de changement de la température rectale et une réponse immunitaire favorisée par les cellules Th1. Pour conclure, cette étude a révélé des stratégies prometteuses pour le traitement et la prévention des allergies alimentaires dans les années à venir