Humulus japonicus, communément appelé houblon japonais, est une plante annuelle à pollinisation anémophile largement répandue en Asie de l’Est (Chine, Corée, Japon). Son pollen est une cause majeure de rhinite allergique automnale dans le nord de la Chine, avec des taux de sensibilisation pouvant atteindre 36 % chez les patients allergiques.

Le principal allergène Hum j 1 (10 kDa) décrit en 1999 est resté controversé. En effet, sa séquence n’était pas bien définie, il était difficile de le reproduire, il n’apparaissait pas sur les gels 2D et ses données étaient incohérentes avec celles de GenBank. Ces imprécisions limitaient son utilisation comme outil de diagnostic moléculaire et d’immunothérapie spécifique.

L’étude présentée résout cette incertitude en caractérisant précisément Hum j 1 (naturel et recombinant) et en évaluant ses propriétés allergéniques. A novel recognition of the major allergen, Hum j 1, from Humulus japonicus pollen by Qiong Li and al.

Méthode

• Participants : 14 personnes atteintes d’une allergie au pollen de H. japonicus (diagnostic clinique, IgE spécifiques ≥ 0,35 kUA/L, ou test cutané positif) et 5 témoins en bonne santé.
• Purification du Hum j 1 : extraction protéique de pollen brut, séparation par chromatographie échangeuse d’ions, chromatographie d’exclusion stérique, puis chromatographie d’interaction hydrophobe. Les fractions réactives à l’IgE étaient identifiées par SDS-PAGE, coloration Coomassie, et IgE-dot blot.
• Identification et clonage : spectrométrie de masse LC-MS/MS (principe), alignement avec le transcriptome pollinique obtenu par séquençage long Oxford Nanopore. Confirmation par PCR ( et séquençage Sanger.
• Production recombinante : expression sans peptide signal dans E. coli BL21 (DE3), purification par chromatographie d’affinité au nickel et échange d’ions, repliement in vitro.
• Analyse structurale : dichroïsme circulaire (CD) pour comparer les structures secondaires (explication CD).
• Évaluation allergénique : ELISA de liaison aux IgE spécifiques (ELISA) avec formes naturelles et recombinantes, étude de l’impact de traitements (chaleur, urée, rupture des ponts disulfure au DTT) sur l’activité IgE.
• Réactivité croisée : inhibition ELISA avec extraits de pollens d’Artemisia annua et d’Ambrosia trifida.

Résultats

• Identification : Hum j 1 purifié (98 % de pureté) correspond au 10 kDa décrit historiquement, avec une séquence complète (111 acides aminés, 2 ponts disulfure clairement identifiés). Il ne correspond à aucune famille protéique connue (protéine « orpheline »).
• Recombinant vs naturel : profils quasi identiques, IgE-réactivité fortement corrélée (R² = 0,99).
• Sensibilisation : 79 % des patients (11/14) réagissent au Hum j 1 avec des titres IgE 5,9 à 18,2 fois supérieurs au seuil.
• Stabilité :
  • Rupture des ponts disulfure : la réactivité IgE diminue de 76 à 87 %.
  • Déstructuration à l’urée : aucune variation significative.
  • Exposition à la chaleur jusqu’à 100 °C : aucun changement.
• Réactivité croisée : pratiquement inexistante avec A. annua et A. trifida (inhibition maximale de seulement 24 %).

Discussion

• Hum j 1 est confirmé comme allergène majeur du pollen de H. japonicus, avec séquence complète et propriétés structurales définies.
• Sa stabilité thermique et sa dépendance aux ponts disulfure pour maintenir ses épitopes conformationnels expliquent sa persistance environnementale et son potentiel allergisant élevé.
• Son manque de réactivité croisée signifie qu’il peut servir comme indicateur spécifique d’une allergie au houblon japonais.
• La forte corrélation entre formes naturelle et recombinante ouvre la voie à la standardisation du diagnostic moléculaire et à la production de vaccins hypoallergéniques ciblés.
• Les auteurs soulignent l’intérêt de ce nouvel outil dans les zones géographiques exposées à HJ, et la nécessité d’études complémentaires sur la cartographie fine des épitopes pour concevoir des variants hypoallergéniques.

Conclusion

Cette recherche met fin au flou entourant Hum j 1 en le reconnaissant comme un allergène majeur de H. japonicus. L’étude approfondie de sa séquence, de sa production recombinante et de sa caractérisation structurale et immunologique ouvre la voie à :

• Un diagnostic moléculaire précis
• Une immunothérapie spécifique plus sûre et efficace
• Une surveillance épidémiologique ciblée

Le Hum j 1 peut désormais intégrer les panels diagnostiques, à l’image de Bet v 1 pour le bouleau ou Phl p 1 pour les graminées.