[In silico analysis of the identity of lipocalin of dog, cat, horse, cow, hamster and hen. Possible role in allergic diseases]

Rev Alerg Mex. Jan-Mar 2016;63(1):1-10. doi: 10.29262/ram.v63i1.95.
[Article in Spanish]

Abstract

Background: Lipocalins seem to explain the cross-reactivity between some pets such as cat and dog. However, its role in other animals and its possible clinical impact in allergy diseases have been scarcely studied.

Objective: To analyze by bioinformatics techniques, the identity between lipocalin of some animals and to explore the clinical impact on allergic diseases.

Material and method: An in silico study was done to search for lipocalin sequences using the BLAST program of NCBI Database. The protein sequences were aligned with CLUSTAL Omega UniProt version 1.2.1 software. The base sequences for alignments were lipocalins dogs and cats. The defined percentage identity was compared with the frequency of sensitization to animals exposed in a population of 284 patients with suspected allergic diseases.

Results: Identities between sequences were 10% to 70%. The highest values were found with Can f 6-Fel d 4 (68%) and Fel d 4-Equ c 1 (68%). The lower identity was found with lipocalin porpurin and retinol binding (<20%). We observed a relationship between sensitization and the percent identity between the species studied.

Conclusion: Lipocalins as Can f 6, Fel de 4 and Equ c 1 seem to play an important role in the cross-reactivity to cat, horse and dog but not for the co-sensitization to hamster, cow or birds. Fel de 4 and Equ c 1 could be a prevalent allergen for horse and cat. These results come from predictive analysis and must be confirmed by in vitro and in vivo studies.

Antecedentes: las lipocalinas parecen explicar la reactividad cruzada entre animales como gato y perro, pero poco se ha estudiado acerca de su papel en la reactividad cruzada con otros animales y su efecto clínico. Objetivos: analizar por técnicas bioinformáticas la identidad entre lipocalinas de diferentes especies y explorar la utilidad de estas técnicas en el estudio de las alergias. Material y método: estudio in silico en el que se buscaron las secuencias de lipocalinas utilizando el programa BLAST. Las secuencias de proteínas se alinearon con el programa CLUSTAL Omega versión 1.2.1 de UniProt. Las secuencias base de los alineamientos fueron las lipocalinas de perros y gatos. La identidad entre las lipocalinas se comparó con la frecuencia de sensibilización a animales en una población de 284 pacientes alérgicos. Resultados: las secuencias mostraron identidades entre 10 y 70%. Los valores más altos se encontraron entre Can f 6-Fel d 4 (68%) y Fel d 4-Equ c 1 (68%). La identidad más baja fue con las lipocalinas purpurina y proteína de unión al retinol del gallo (menor de 20%). Observamos una relación entre el patrón de sensibilización y el grado de identidad entre las especies estudiadas. Conclusiones: a partir de los estudios bioinformáticos y los patrones de sensibilización encontrados se propone que Fel d 4 y Equ c 1 son posibles alergenos mayores para gato y caballo en la población del trópico y comparten alta reactividad cruzada con Can f 6. Debido a que estos resultados provienen de modelos predictivos, deben confirmarse con estudios in vitro e in vivo.

Keywords: allergy; bioinformatics; birds; cat; hen; horse; identity; lipocalin; pets; sensitization.

MeSH terms

  • Allergens / genetics
  • Allergens / immunology*
  • Animals
  • Cats
  • Cattle
  • Chickens
  • Computer Simulation*
  • Cricetinae
  • Cross Reactions / genetics
  • Cross Reactions / immunology*
  • Dogs
  • Female
  • Horses
  • Humans
  • Hypersensitivity / genetics
  • Hypersensitivity / immunology
  • Hypersensitivity / veterinary*
  • Lipocalins / genetics
  • Lipocalins / immunology*
  • Sequence Analysis, DNA
  • Species Specificity

Substances

  • Allergens
  • Lipocalins