[en] Food allergies are recognized as a global health concern. In order to protect allergic consumers from severe symptoms, allergenic risk assessment for well-known foods and foods containing genetically modified ingredients is installed. However, population is steadily growing and there is a rising need to provide adequate protein-based foods, including novel sources, not yet used for human consumption. In this context safety issues such as a potential increased allergenic risk need to be assessed before marketing novel food sources. Therefore, the established allergenic risk assessment for genetically modified organisms needs to be re-evaluated for its applicability for risk assessment of novel food proteins. Two different scenarios of allergic sensitization have to be assessed. The first scenario is the presence of already known allergenic structures in novel foods. For this, a comparative assessment can be performed and the range of cross-reactivity can be explored, while in the second scenario allergic reactions are observed toward so far novel allergenic structures and no reference material is available. This review summarizes the current analytical methods for allergenic risk assessment, highlighting the strengths and limitations of each method and discussing the gaps in this assessment that need to be addressed in the near future.
Disciplines :
Life sciences: Multidisciplinary, general & others
Author, co-author :
Mazzucchelli, Gabriel ; Université de Liège - ULiège > Département de chimie (sciences) > Laboratoire de spectrométrie de masse (L.S.M.)
Holzhauser, Thomas; Division of Allergology, Paul-Ehrlich-Institut, Langen, Germany.
Cirkovic Velickovic, Tanja; Center of Excellence for Molecular Food Sciences, University of Belgrade - Faculty of Chemistry, Belgrade, Serbia. ; Ghent University Global Campus, Yeonsu-gu, Incheon, South Korea.
Diaz-Perales, Araceli; Center for Plant Biotechnology and Genomic (UPM-INIA), Madrid, Spain.
Molina, Elena; CIAL (CSIC-UAM), Madrid, Spain.
Roncada, Paola; Istituto Sperimentale Italiano Lazzaro Spallanzani, Milano, Italy.
Rodrigues, Pedro; CCMAR, Center of Marine Science, University of Algarve, Faro, Portugal.
Verhoeckx, Kitty; RAPID, TNO, The Hague, The Netherlands.
Hoffmann-Sommergruber, Karin; Department of Pathophysiology and Allergy Research, Medical University of Vienna, Vienna, Austria.
Language :
English
Title :
Current (Food) Allergenic Risk Assessment: Is It Fit for Novel Foods? Status Quo and Identification of Gaps.
B. I. Nwaru, L. Hickstein, S. S. Panesar, G. Roberts, A. Muraro, A. Sheikh, Allergy 2014, 69, 992.
EFSA, EFSA J. 2011, 9, 2150.
EFSA Panel on Dietetic Products, EFSA J. 2016. 14, 4594.
K. Verhoeckx, H. Broekman, A. Knulst, G. Houben, Regul Toxicol. Pharmacol. 2016, 79, 118.
K. L. Bogh, J. van Bilsen, R. Glogowski, I. Lopez-Exposito, G. Bouchaud, C. Blanchard, M. Bodinier, J. Smit, R. Pieters, S. Bastiaan-Net, N. de Wit, E. Untersmayr, K. Adel-Patient, L. Knippels, M. M. Epstein, M. Noti, U. C. Nygaard, I. Kimber, K. Verhoeckx, L. O'Mahony, Clin. Transl Allergy 2016, 6, 21.
I. Bellinghausen, U. Brand, J. Knop, J. Saloga, J. Allergy Clin. Immunol. 2000, 105, 988.
A. Al-Ghouleh, R. Johal, I. K. Sharquie, M. Emara, H. Harrington, F. Shakib, A. M. Ghaemmaghami, PloS one 2012, 7, e33929.
K. Ashjaei, M. Bublin, U. Smole, N. Lengger, C. Hafner, H. Breiteneder, S. Wagner, K. Hoffmann-Sommergruber, Int. Arch. Allergy Immunol. 2015, 166, 97.
U. Smole, C. Radauer, N. Lengger, M. Svoboda, N. Rigby, M. Bublin, S. Gaier, K. Hoffmann-Sommergruber, E. Jensen-Jarolim, D. Mechtcheriakova, H. Breiteneder, PloS one 2015, 10, e0117904.
B. J. Blaauboer, A. R. Boobis, B. Bradford, A. Cockburn, A. Constable, M. Daneshian, G. Edwards, J. A. Garthoff, B. Jeffery, C. Krul, J. Schuermans, Food Chem. Toxicol. 2016, 91, 19.
H. Ahmed (Ed.), Principles and Reactions of Protein Extraction, Purification, and Characterization, Boca Raton 2005.
S. Y. Chung, C. L. Butts, S. J. Maleki, E. T. Champagne, J. Agric. Food Chem. 2003, 51, 4273.
R. E. Poms, C. L. Klein, E. Anklam, Food Addit. Contam. 2004, 21, 1.
J. P. Goldring, Methods Mol. Biol. 2015, 1314, 5.
B. Wagner, H. Fuchs, F. Adhami, Y. Ma, O. Scheiner, H. Breiteneder, Methods 2004, 32, 227.
M. Wallner, P. Gruber, C. Radauer, B. Maderegger, M. Susani, K. Hoffmann-Sommergruber, F. Ferreira, Methods 2004, 32, 219.
A. Lorence (Ed.), Recombinant Gene Expression (Methods in Molecular Biology), Humana Press, Totowa, New Jersey, USA 2012.
B. Gasser, R. Prielhofer, H. Marx, M. Maurer, J. Nocon, M. Steiger, V. Puxbaum, M. Sauer, D. Mattanovich, Future Microbiol. 2013, 8, 191.
J. Yin, G. Li, X. Ren, G. Herrler, J: Biotechnol. 2007, 127, 335.
S. Graslund, P. Nordlund, J. Weigelt, B. M. Hallberg, J. Bray, O. Gileadi, S. Knapp, U. Oppermann, C. Arrowsmith, R. Hui, J. Ming, S. dhe-Paganon, H. W. Park, A. Savchenko, A. Yee, A. Edwards, R. Vincentelli, C. Cambillau, R. Kim, S. H. Kim, Z. Rao, Y. Shi, T. C. Terwilliger, C. Y. Kim, L. W. Hung, G. S. Waldo, Y. Peleg, S. Albeck, T. Unger, O. Dym, J. Prilusky, J. L. Sussman, R. C. Stevens, S. A. Lesley, I. A. Wilson, A. Joachimiak, F. Collart, I. Dementieva, M. I. Donnelly, W. H. Eschenfeldt, Y. Kim, L. Stols, R. Wu, M. Zhou, S. K. Burley, J. S. Emtage, J. M. Sauder, D. Thompson, K. Bain, J. Luz, T. Gheyi, F. Zhang, S. Atwell, S. C. Almo, J. B. Bonanno, A. Fiser, S. Swaminathan, F. W. Studier, M. R. Chance, A. Sali, T. B. Acton, R. Xiao, L. Zhao, L. C. Ma, J. F. Hunt, L. Tong, K. Cunningham, M. Inouye, S. Anderson, H. Janjua, R. Shastry, C. K. Ho, D. Wang, H. Wang, M. Jiang, G. T. Montelione, D. I. Stuart, R. J. Owens, S. Daenke, A. Schutz, U. Heinemann, S. Yokoyama, K. Bussow, K. C. Gunsalus, Nat. Methods 2008, 5, 135.
M. Levin, F. Rydnert, E. Kallstrom, L. W. Tan, P. J. Wormald, M. Lindstedt, L. Greiff, M. Ohlin, J. Immunol. 2013, 191, 551.
J. Spiric, A. M. Engin, M. Karas, A. Reuter, PloS one 2015, 10, e0142404.
C. Radauer, M. Bublin, S. Wagner, A. Mari, H. Breiteneder, J. Allergy Clin. Immunol. 2008, 121, 847.
C. Radauer, A. Nandy, F. Ferreira, R. E. Goodman, J. N. Larsen, J. Lidholm, A. Pomes, M. Raulf-Heimsoth, P. Rozynek, W. R. Thomas, H. Breiteneder, Allergy 2014, 69, 413.
EFSA, EFSA J. 2010, 8, 1700.
V. Cunsolo, V. Muccilli, R. Saletti, S. Foti, J. Mass Spectrom. 2014, 49, 768.
G. A. Mueller, L. C. Pedersen, F. B. Lih, J. Glesner, A. F. Moon, M. D. Chapman, K. B. Tomer, R. E. London, A. Pomes, J. Allergy Clin. Immunol. 2013, 132, 1420.
M. Hummel, T. Wigger, J. Brockmeyer, J. Proteome Res. 2015, 14, 1547.
J. Tucher, T. Koudelka, J. Schlenk, A. Tholey, J. Chromatogr. B Analyt. Technol. Biomed. Life Sci. 2016, 1015–1016, 111.
N. Ghosh, G. Sircar, B. Saha, N. Pandey, S. Gupta Bhattacharya, PloS one 2015, 10, e0138992.
E. Lattova, A. Brabcova, V. Bartova, D. Potesil, J. Barta, Z. Zdrahal, J. Agric. Food Chem. 2015, 63, 3243.
A. Halim, M. C. Carlsson, C. B. Madsen, S. Brand, S. R. Moller, C. E. Olsen, S. Y. Vakhrushev, J. Brimnes, P. A. Wurtzen, H. Ipsen, B. L. Petersen, H. H. Wandall, Mol. Cell. Proteomics 2015, 14, 191.
G. Renzone, S. Arena, A. Scaloni, J. Proteomics 2015, 117, 12.
K. L. Johnson, J. G. Williams, S. J. Maleki, B. K. Hurlburt, R. E. London, G. A. Mueller, J. Agric. Food Chem. 2016, 64, 1406.
T. Jin, Y. Wang, Y. W. Chen, T. J. Fu, M. H. Kothary, T. H. McHugh, Y. Zhang, J. Agric. Food Chem. 2014, 62, 222.
K. Rajabi, J. Reuther, E. Deuerling, S. E. Radford, A. E. Ashcroft, Protein Sci. 2015, 24, 1282.
L. N. Willison, Q. Zhang, M. Su, S. S. Teuber, S. K. Sathe, K. H. Roux, Mol. Immunol. 2013, 55, 253.
A. Sinz, C. Arlt, D. Chorev, M. Sharon, Protein Sci. 2015, 24, 1193.
F. Liu, A. J. Heck, Curr. Opin. Struct. Biol. 2015, 35, 100.
G. Picariello, G. Mamone, F. Addeo, C. Nitride, F. P, in Foodomics: Advanced Mass Spectrometry in Modern Food Science and Nutrition (Ed: A. Cifuentes), John Wiley and Sons, Hoboken, New Jersey, USA 2013.
G. Picariello, G. Mamone, A. Cutignano, A. Fontana, L. Zurlo, F. Addeo, P. Ferranti, J. Agric. Food Chem. 2015, 63, 3579.
D. Apostolovic, T. A. Tran, C. Hamsten, M. Starkhammar, T. Cirkovic Velickovic, M. van Hage, Allergy 2014, 69, 1308.
K. M. Odedra, Nurs. Stand. 2015, 29, 43.
K. A. Hettinga, F. M. Reina, S. Boeren, L. Zhang, G. H. Koppelman, D. S. Postma, J. J. Vervoort, A. H. Wijga, PloS one 2015, 10, e0122234.
J. Golias, Z. Humlova, P. Halada, V. Habova, I. Janatkova, L. Tuckova, J. Agric. Food Chem. 2013, 61, 8851.
J. M. Tomm, T. van Do, C. Jende, J. C. Simon, R. Treudler, M. von Bergen, M. Averbeck, J. Investig. Allergol. Clin. Immunol. 2013, 23, 159.
M. Rosmilah, M. Shahnaz, J. Meinir, A. Masita, A. Noormalin, M. Jamaluddin, Int. Arch. Allergy Immunol. 2013, 162, 299.
C. Piras, P. Roncada, P. M. Rodrigues, L. Bonizzi, A. Soggiu, Proteomics 2016, 16, 799.
P. Picotti, R. Aebersold, Nat. Methods 2012, 9, 555.
R. Korte, S. Lepski, J. Brockmeyer, Anal. Bioanal. Chem. 2016, 408, 3059.
M. Koeberl, D. Clarke, A. L. Lopata, J. Proteome Res. 2014, 13, 3499.
N. L. Houston, D. G. Lee, S. E. Stevenson, G. S. Ladics, G. A. Bannon, S. McClain, L. Privalle, N. Stagg, C. Herouet-Guicheney, S. C. MacIntosh, J. J. Thelen, J: Proteome Res. 2011, 10, 763.
M. Carrera, B. Canas, J. M. Gallardo, J: Proteomics 2012, 75, 3211.
S. M. Kelly, T. J. Jess, N. C. Price, Biochim. Biophys. Acta 2005, 1751, 119.
I. A. Bolotina, V. O. Chekhov, V. Lugauskas, A. V. Finkel'shtein, O. B. Ptitsyn, Mol. Biol. 1980, 14, 891.
I. A. Bolotina, V. O. Chekhov, V. Lugauskas, O. B. Ptitsyn, Mol. Biol. 1980, 14, 902.
D. Stanic-Vucinic, M. Stojadinovic, M. Atanaskovic-Markovic, J. Ognjenovic, H. Gronlund, M. van Hage, R. Lantto, A. I. Sancho, T. C. Velickovic, Mol. Nutr. Food Res. 2012, 56, 1894.
C. Bhattacharjee, S. Saha, A. Biswas, M. Kundu, L. Ghosh, K. P. Das, Protein J. 2005, 24, 27.
S. Pfeifer, M. Bublin, P. Dubiela, K. Hummel, J. Wortmann, G. Hofer, W. Keller, C. Radauer, K. Hoffmann-Sommergruber, Mol. Nutr.Food Res. 2015, 59, 2077.
P. E. Johnson, I. Van der Plancken, A. Balasa, F. A. Husband, T. Grauwet, M. Hendrickx, D. Knorr, E. N. Mills, A. R. Mackie, Mol. Nutr. Food Res. 2010, 54, 1701.
H. Yang, S. Yang, J. Kong, A. Dong, S. Yu, Nat. Protoc. 2015, 10, 382.
M. Carbonaro, A. Nucara, Amino Acids 2010, 38, 679.
S. J. Koppelman, C. A. Bruijnzeel-Koomen, M. Hessing, H. H. de Jongh, J. Biol. Chem. 1999, 274, 4770.
A. Ilari, C. Savino, Methods Mol. Biol. 2008, 452, 63.
A. Bax, Annu. Rev. Biochem. 1989, 58, 223.
A. Pomes, M. Chruszcz, A. Gustchina, W. Minor, G. A. Mueller, L. C. Pedersen, A. Wlodawer, M. D. Chapman, J. Allergy Clin. Immunol. 2015, 136, 29.
C. C. Blake, D. F. Koenig, G. A. Mair, A. C. North, D. C. Phillips, V. R. Sarma, Nature 1965, 206, 757.
M. Chruszcz, M. A. Ciardiello, T. Osinski, K. A. Majorek, I. Giangrieco, J. Font, H. Breiteneder, K. Thalassinos, W. Minor, Mol. Immunol. 2013, 56, 794.
L. R. Offermann, S. L. Chan, T. Osinski, Y. W. Tan, F. T. Chew, J. Sivaraman, Y. K. Mok, W. Minor, M. Chruszcz, Mol. Immunol. 2014, 60, 86.
S. Kusano, M. Kukimoto-Niino, Y. Satta, N. Ohsawa, T. Uchikubo-Kamo, M. Wakiyama, M. Ikeda, T. Terada, K. Yamamoto, Y. Nishimura, M. Shirouzu, T. Sasazuki, S. Yokoyama, J. Mol. Biol. 2014, 426, 3016.
S. L. LaPorte, Z. S. Juo, J. Vaclavikova, L. A. Colf, X. Qi, N. M. Heller, A. D. Keegan, K. C. Garcia, Cell 2008, 132, 259.
M. Li, A. Gustchina, J. Alexandratos, A. Wlodawer, S. Wunschmann, C. L. Kepley, M. D. Chapman, A. Pomes, J. Biol. Chem. 2008, 283, 22806.
G. A. Mueller, J. A. Ankney, J. Glesner, T. Khurana, L. L. Edwards, L. C. Pedersen, L. Perera, J. E. Slater, A. Pomes, R. E. London, Mol. Immunol. 2014, 59, 200.
B. S. Park, D. H. Song, H. M. Kim, B. S. Choi, H. Lee, J. O. Lee, Nature 2009, 458, 1191.
M. Chruszcz, M. D. Chapman, T. Osinski, R. Solberg, M. Demas, P. J. Porebski, K. A. Majorek, A. Pomes, W. Minor, J. Allergy Clin. Immunol. 2012, 130, 241.
G. A. Mueller, R. A. Gosavi, A. Pomes, S. Wunschmann, A. F. Moon, R. E. London, L. C. Pedersen, Allergy 2011, 66, 878.
D. B. Roche, M. T. Buenavista, S. J. Tetchner, L. J. McGuffin, Nucleic Acids Res. 2011, 39, W171.
C. M. Thomas, C. M. Fitzsimmons, D. W. Dunne, D. J. Timson, Biochimie 2015, 108, 40.
A. Barre, J. P. Borges, P. Rouge, Biochimie 2005, 87, 499.
K. Lehmann, K. Schweimer, G. Reese, S. Randow, M. Suhr, W. M. Becker, S. Vieths, P. Rosch, Biochem. J. 2006, 395, 463.
A. Muraro, T. Werfel, K. Hoffmann-Sommergruber, G. Roberts, K. Beyer, C. Bindslev-Jensen, V. Cardona, A. Dubois, G. duToit, P. Eigenmann, M. Fernandez Rivas, S. Halken, L. Hickstein, A. Host, E. Knol, G. Lack, M. J. Marchisotto, B. Niggemann, B. I. Nwaru, N. G. Papadopoulos, L. K. Poulsen, A. F. Santos, I. Skypala, A. Schoepfer, R. Van Ree, C. Venter, M. Worm, B. Vlieg-Boerstra, S. Panesar, D. de Silva, K. Soares-Weiser, A. Sheikh, B. K. Ballmer-Weber, C. Nilsson, N. W. de Jong, C. A. Akdis, Allergy 2014, 69, 1008.
R. Asero, B. K. Ballmer-Weber, K. Beyer, A. Conti, R. Dubakiene, M. Fernandez-Rivas, K. Hoffmann-Sommergruber, J. Lidholm, T. Mustakov, J. N. Oude Elberink, R. S. Pumphrey, P. Stahl Skov, R. van Ree, B. J. Vlieg-Boerstra, R. Hiller, J. O. Hourihane, M. Kowalski, N. G. Papadopoulos, J. M. Wal, E. N. Mills, S. Vieths, Mol. Nutr. Food Res. 2007, 51, 135.
J. D. Astwood, J. N. Leach, R. L. Fuchs, Nat. Biotechnol. 1996, 14, 1269.
J. G. Kenna, E. RM, Toxicologists 2000, 54, 141.
T. J. Fu, U. R. Abbott, C. Hatzos, J. Agric. Food Chem. 2002, 50, 7154.
K. C. Verhoeckx, Y. M. Vissers, J. L. Baumert, R. Faludi, M. Feys, S. Flanagan, C. Herouet-Guicheney, T. Holzhauser, R. Shimojo, N. van der Bolt, H. Wichers, I. Kimber, Food Chem. Toxicol. 2015, 80, 223.
M. Minekus, P. Marteau, R. Havenaar, H. i. t. V. J, ATLA 1995, 197.
F. J. Moreno, F. A. Mellon, M. S. Wickham, A. R. Bottrill, E. N. Mills, FEBS J. 2005, 272, 341.
D. Dupont, G. Mandalari, D. Molle, J. Jardin, J. Leonil, R. M. Faulks, M. S. Wickham, E. N. Mills, A. R. Mackie, Mol. Nutr.Food Res. 2010, 54, 767.
G. Martos, P. Contreras, E. Molina, R. Lopez-Fandino, J. Agric. Food Chem. 2010, 58, 5640.
M. Minekus, M. Alminger, P. Alvito, S. Ballance, T. Bohn, C. Bourlieu, F. Carriere, R. Boutrou, M. Corredig, D. Dupont, C. Dufour, L. Egger, M. Golding, S. Karakaya, B. Kirkhus, S. Le Feunteun, U. Lesmes, A. Macierzanka, A. Mackie, S. Marze, D. J. McClements, O. Menard, I. Recio, C. N. Santos, R. P. Singh, G. E. Vegarud, M. S. Wickham, W. Weitschies, A. Brodkorb, Food Funct. 2014, 5, 1113.
A. Diaz-Perales, C. Blanco, R. Sanchez-Monge, J. Varela, T. Carrillo, G. Salcedo, J. Allergy Clin. Immunol. 2003, 112, 1002.
E. N. C. Mills, J. T. Marsh, P. E. Johnson, R. Boyle, K. Hoffmann-Sommergruber, D. DuPont, J. Bartra, S. Bakalis, J. McLaughlin, S. PR, EFSA Supporting Publication 2013:EN-529 2013.
J. A. Jenkins, H. Breiteneder, E. N. Mills, J. Allergy Clin. Immunol. 2007, 120, 1399.
M. Gubesch, B. Theler, M. Dutta, B. Baumer, A. Mathis, T. Holzhauser, S. Vieths, B. K. Ballmer-Weber, Allergy 2007, 62, 1243.
K. C. Verhoeckx, S. van Broekhoven, C. F. den Hartog-Jager, M. Gaspari, G. A. de Jong, H. J. Wichers, E. van Hoffen, G. F. Houben, A. C. Knulst, Food Chem.Toxicol. 2014, 65, 364.
H. Broekman, K. C. Verhoeckx, C. F. den Hartog Jager, A. G. Kruizinga, M. Pronk-Kleinjan, B. C. Remington, C. A. Bruijnzeel-Koomen, G. F. Houben, A. C. Knulst, J. Allergy Clin.Immunol. 2016, 137, 1261.
J. Smit, M. L. Zeeuw-Brouwer, M. van Roest, G. de Jong, J. van Bilsen, Toxicol. Lett. 2016, 262, 62.
G. Reese, R. Ayuso, S. B. Lehrer, Int. Arch. Allergy Immunol. 1999, 119, 247.
R. Ayuso, S. B. Lehrer, L. Tanaka, M. D. Ibanez, C. Pascual, A. W. Burks, G. L. Sussman, B. Goldberg, M. Lopez, G. Reese, Ann. Allergy Asthma Immunol. 1999, 83, 399.
M. L. Bernardi, I. Giangrieco, L. Camardella, R. Ferrara, P. Palazzo, M. R. Panico, R. Crescenzo, V. Carratore, D. Zennaro, M. Liso, M. Santoro, S. Zuzzi, M. Tamburrini, M. A. Ciardiello, A. Mari, PloS one 2011, 6, e27856.
G. Reese, J. Viebranz, S. M. Leong-Kee, M. Plante, I. Lauer, S. Randow, M. S. Moncin, R. Ayuso, S. B. Lehrer, S. Vieths, J. Immunol. 2005, 175, 8354.
J. Kleine-Tebbe, L. Vogel, D. N. Crowell, U. F. Haustein, S. Vieths, J. Allergy Clin. Immunol. 2002, 110, 797.
F. Husslik, J. Nurnberg, C. Seutter von Loetzen, T. Mews, B. K. Ballmer-Weber, J. Kleine-Tebbe, R. Treudler, J. C. Simon, S. Randow, E. Volker, A. Reuter, P. Rosch, S. Vieths, T. Holzhauser, D. Schiller, Clin. Exp. Allergy 2016, 46, 1484.
H. Berkner, C. Seutter von Loetzen, M. Hartl, S. Randow, M. Gubesch, L. Vogel, F. Husslik, A. Reuter, J. Lidholm, B. Ballmer-Weber, S. Vieths, P. Rosch, D. Schiller, PloS one 2014, 9, e111691.