Características de los alérgenos más importantes en el huevo

Los huevos de gallina de la especie Gallus domesticus son conocidos por su potencial para inducir reacciones alérgicas en humanos y las alergias al huevo son una de las más frecuentes en la población. La sensibilización al huevo con subsecuentes síntomas alérgicos en la niñez ocurre con frecuencia sin exposición oral conocida y la frecuencia en niños es 300% mayor que en adultos.

Aunque la clara de huevo es considerada como la fuente principal de alérgenos, se han reportado también alérgenos que se unen a la Inmunoglobulina E (IgE) en la yema. La cantidad reportada de proteína que induce reacciones adversas en las personas alérgicas al huevo (dosis de umbral) varía entre 0.2 y 200 mg de proteína, equivalente a 2-400 mg del alimento. Los síntomas alérgicos muestran gran diversidad y varían marcadamente entre individuos.

Los principales alérgenos de la clara han sido bien caracterizados y clasificados por la Unión Internacional de Sociedades Inmunológicas, aunque los alérgenos presentes especialmente en la yema no han sido asignados. La Ovoalbúmina ha recibido la mayor atención científica aunque parece no ser el más potente de los alérgenos en el huevo. Parece no haber evidencia de diferencias significativas en el patrón de sensibilización de los alérgenos del huevo en niños y adultos.

Ovomucoide (Gal d1) ha sido identificada como uno de los alérgenos dominantes en la clara y es la causa de la mayoría de las reacciones alérgicas en niños. Ovomucoide exhibe grado variable de actividad inhibitoria hacia varias proteasas de serina. Es una proteína altamente glucosilada con 20-25% de carbohidrato, peso molecular de 28 kDa y punto isoeléctrico (pI) de 4.1. El ovomucoide está compuesta de 186 aminoácidos arreglados en 3 dominios en tándem (designados DI, DII y DIII), con 60 aminoácidos cada uno. Una variante genética con eliminación de un dipéptido (en Val-134 – Ser-135) ocurre en aproximadamente el 20% de las moléculas de ovomucoide.

Cada dominio está entrecruzado por 3 uniones disulfuro intradominio, pero carecen de uniones disulfuro interdominio. Esta característica estructural única puede ser responsable de su alta estabilidad contra proteólisis y calor, así como de su fuerte alergenicidad.

El tercer dominio (DIII) muestra significativamente más actividades de unión a inmunoglobulina G (IgG) e IgE que los otros dos dominios en ovomucoide en suero de pacientes alérgicos al huevo. El mapeo de epítopes secuenciales en IgG e IgE ha identificado los aminoácidos dentro de estos que son críticos para la unión con las inmunoglobulinas y que tienen papeles importantes en la antigenicidad y alergenicidad así como en la integridad estructural de ovomucoide DIII.

Los estudios de alergenicidad en ovomucoide son raros, posiblemente debido a las rigurosas etapas de purificación que deben aplicarse para obtener proteínas con alto grado de pureza. Las especificidades de los anticuerpos de IgE de los pacientes contra epítopes secuenciales específicos de ovomucoide han sido evaluadas como marcadores para la persistencia de alergia al huevo.

Ovoalbúmina (Gal d2) es la proteína principal en la clara de huevo y fue una de las primeras proteínas aisladas en forma pura. La gran disponibilidad ha permitido su uso amplio como preparación estándar en estudios de estructura y propiedades de las proteínas y en modelos experimentales de alergia. Aunque es probablemente uno de los antígenos más estudiados en inmunología su función como proteína se desconoce.

Ovoalbúmina es una glucoproteína con una masa molecular relativa de 45 kDa, pertenece a la familia de las serpinas (grupo amplio de proteínas cuyo nombre deriva de serina proteasa inhibidora en virtud de sus propiedades funcionales) aunque carece de actividad inhibidora de proteasa y su secuencia comprende 386 aminoácidos con el término amino de la proteína acetilado.

Ovoalbúmina no tiene la clásica secuencia líder N-terminal, aunque es una proteína secretora; en su lugar, la secuencia hidrofóbica entre los residuos 21 y 47 puede actuar como una secuencia de señal interna involucrada en la localización de la transmembrana. La heterogeneidad en el comportamiento electroforético de la ovoalbúmina se debe en gran medida a los diferentes grados de fosforilación de los aminoácidos S69 y S345. Tres fracciones principales pueden ser separadas con cromatografía por intercambio de iones (IEC por sus siglas en inglés) con 2, 1 y 0 grupos fosfato por molécula de ovoalbúmina, respectivamente, en una relación aproximada de 8:2:1.

La estructura cristalina de la ovoalbúmina nativa de gallina muestra un rizo central reactivo intacto en forma de una α-hélice de 3 vueltas que resalta del cuerpo principal de la molécula en 2 tallos de péptidos. La estructura de la ovoalbúmina incluye 4 moléculas de ovoalbúmina cristalográficamente independientes y la posición del rizo central reactivo helicoidal relativo al núcleo de la proteína difiere por 2-3 Å entre moléculas. Al contrario de las serpinas inhibidoras, la ovoalbúmina no muestra evidencia de un gran cambio conformacional luego de la escisión en su centro reactivo putativo y parece perder la extrema movilidad característica de sus ancestros inhibidores.

El almacenamiento del huevo lleva a un cambio conformacional de la ovoalbúmina a una forma térmicamente más estable llamada S-ovoalbúmina, levantando el punto medio de la desnaturalización térmica (Tm) de 78 a 86°C. La apariencia de la S-ovoalbúmina coincide con la pérdida de valor como alimento en el huevo durante el almacenamiento ya que los huevos con alto contenido de S-ovoalbúmina tienen claras menos firmes y no coagula de manera efectiva en la cocción.

El incremento en estabilidad en la conversión a la forma “S” resulta del cambio conformacional unimolecular y no de un cambio en la estructura química de la ovoalbúmina. La forma “S” difiere de la ovoalbúmina nativa solamente en su mayor estabilidad, grado de compactación e hidrofobicidad.

Ovotransferrina (Gal d3, también llamada conalbúmina) conforma entre el 12 y el 13% de las proteínas de la clara y tiene una masa molecular relativa de 77 kDa. Exhibe un bajo contenido de carbohidratos (2.6%) y pI de 6.0. Está considerada como un alérgeno menor con menor frecuencia de sensibilización comparada con los dos alérgenos principales del huevo Gal d1 y Gal d2.

Debido a sus propiedades ligadoras de hierro, la ovotransferrina está involucrada en los procesos de transporte de hierro, tiene propiedades antimicrobianas y antivirales y juega un importante papel en la inmunología del pollo. También está incorporada a la cáscara del huevo.

Aunque la ovotransferrina está entrecruzada por disulfuros, la forma apo no es muy estable a los desnaturalizantes. La ovotransferrina es relativamente estable al calentamiento a 60 y 82°C dependiendo de las isoformas (formas diférrica y apo, respectivamente).

La reactividad cruzada con IgE puede esperarse con ovotransferrinas de otras aves, ya que la proteína en el pato es 80% idéntica a la de pollo. No se ha identificado reactividad cruzada por transferrinas del hígado.

Lisozima (Gal d4) representa solamente alrededor del 3.5% del contenido total de proteína de la clara de huevo de gallina, tiene una masa molecular relativa de 14 kDa y pI de 10.7. Se considera un alérgeno menor y su alergenicidad es todavía más rara que la de Gal d3.

Lisozima juega un importante papel en la defensa contra infección bacteriana en el huevo; es bien conocida por sus propiedades antibacteriales pero también presenta actividades antiviral, antitumoral e inmunomoduladora.

Lisozima es utilizada como un conservador en alimentos así como una substancia activa incluida en preparaciones farmacéuticas.

Dado que la Lisozima en la clara de huevo de gallina es hasta el 96% idéntica con secuencias de los huevos de aves como codorniz y pavo, y por lo menos 78% idéntica a otras lisozimas conocidas, la reactividad cruzada con varios huevos de ave es altamente probable.

α–Livetina (Gal d5), presente en la yema y la seroalbúmina presente en la sangre son idénticas. La función biológica de la seroalbúmina comprende ligarse a agua, cationes (de calcio, sodio y potasio), ácidos grasos, hormonas, bilirrubina y medicamentos; también es responsable de la regulación de la presión osmótica coloidal en sangre.

α–Livetina tiene una masa molecular relativa de 70 kDa y pI de 4.3 a 5.7, consiste de 3 dominios homólogos con el dominio I de los aminoácidos 8 al 183, el dominio II del 202 al 375 y el dominio III del 394 al 573.

α –Livetina está considerada como el alérgeno más relevante en la sensibilización a las proteínas de huevo por vía de inhalación. La unión de IgE a α–livetina ocurre en el 100% de los pacientes con alergia a las plumas de aves y a la yema de huevo.

Hay 2 livetinas adicionales, con pesos moleculares de 42kDa para β-livetina y 150 kDa para γ-livetina. Estas dos livetinas han recibido poca atención al considerar que tienen un papel insignificante en la alergenicidad al huevo.

Ovomucina comprende aproximadamente 3.5% de la proteína en la clara y está fuertemente glucosilada con un contenido de carbohidrato de hasta el 33%. Difiere de otras proteínas del huevo porque la molécula es extremadamente larga, con pesos moleculares reportados entre 1800 y 8300 kDa. Contiene una cantidad substancial de grupos disulfuro, éteres de sulfato, grandes cantidades de cistina (interconectada por uniones intermoleculares) y el 50% del contenido de ácido siálico presente en la clara.

La clara tiene 2 formas de ovomucina. La forma insoluble caracteriza la alta viscosidad de la ovomucina en la capa delgada de la clara, que tiene actividad antiviral.

La alergenicidad de la ovomucina se considera menor comparada con los alérgenos más importantes, ovomucoide y ovoalbúmina y no ha sido identificada como alérgeno en la mayoría de los estudios sobre alergia al huevo, posiblemente por los procesos de extracción utilizados.

Las lipoproteínas de baja densidad (LDL, por sus siglas en inglés) juegan un papel menor en la alergenicidad del huevo de gallina. Se ha reportado unión a IgE de algunas proteínas en la fracción LDL de la yema, pero dichas proteínas no se han caracterizado.  Las LDL contienen 5 principales apoproteínas con pesos moleculares de aproximadamente 130, 80, 65, 60 y 15 kDa y están compuestas de 12% de proteínas y 87% de lípidos, presentan una forma esférica con un diámetro promedio de 35 nm y son consideradas los principales contribuidores a la excepcional actividad emulsificante de la yema de huevo de gallina, que es un ingrediente esencial para la preparación de gran variedad de emulsiones alimentarias, como mayonesas, aderezos y cremas. La solubilidad de LDL es alta, independientemente de las condiciones del medio, debido a su baja densidad.

La mayoría de las personas alérgicas reaccionan a los huevos crudos y cocinados, aunque algunos casos aislados reportan personas que reaccionan solamente al huevo crudo y toleran el cocinado (con frecuencia presentan bajos niveles de IgE ovoespecíficos).

El calentamiento y la liofilización pueden reducir la alergenicidad clínica en algunas personas, pero no previene la unión a IgE o las reacciones clínicas. Los huevos calentados o cocidos (90-100°C, 3-60 min) contienen ovomucoide y ovoalbúmina con antigenicidad disminuida pero claramente detectable. Temperaturas superiores a los 100°C parecen ser esenciales para una eficiente reducción o eliminación de alergenicidad en el huevo y la hidrólisis con enzimas digestivas (pH 1.2) eficientemente degrada ovotransferrina y ovomucoide, mientras que ovoalbúmina y fosvitina (de la yema) resisten la digestión péptica aun después de 1 hora. Parece ser que el procesamiento industrial común solamente tiene efecto en algunos alérgenos del huevo.

La reactividad cruzada clínica de los alérgenos del huevo está generalmente restringida a otros huevos aviares (pavo, pato, ganso y gaviota, entre otros) pero varias proteínas con reactividad cruzada han sido detectadas también en suero y carne de pollo. La probabilidad de reacciones cruzadas puede ser afectada por las relaciones interespecíficas.

Se han reportado reacción alérgica y anafilaxis luego de la ingestión de nidos comestibles de ave, una especialidad en la cocina china. La caracterización inmunoquímica del alérgeno es homóloga al ovoinhibidor, un inhibidor de proteasa de serina que es uno de los alérgenos encontrados en la clara de huevo. El consumo de sopa de nido de ave puede tener relevancia clínica para personas con alergias al huevo de gallina.

Las proteínas microparticuladas presentes en algunos substitutos de grasa a base de proteínas de suero (usados en alimentos bajos en energía) no muestran diferencia en la unión a IgE cuando se comparan con las proteínas nativas de huevo al aplicarse a suero de individuos alérgicos al huevo y/o a la leche de vaca.

Las personas con alergias alimentarias a la yema de huevo pueden también sufrir de síntomas respiratorios causados por exposición a las aves, llamado “síndrome ave-huevo”, consistente primariamente en síntomas respiratorios por exposición al ave y de manera secundaria de síntomas alérgicos luego de la ingestión de huevo. Este síndrome presenta una sensibilización cruzada a la yema de huevo y los alérgenos del ave (plumas, suero, desechos y carne) principalmente causados por una α–livetina parcialmente termolábil y componente tanto de la yema como de las plumas.