Bauernhofstaub schützt vor Allergien: Mechanismus entschlüsselt

Belegt ist, dass Kinder, die auf dem Bauernhof oder mit Haustieren aufgewachsen sind seltener an Allergien oder Asthma leiden. Die genauen Gründe dafür waren bislang jedoch unbekannt. In einer aktuellen Studie wurde nun der Zusammenhang zwischen Umgebung, genetischen Faktoren und der Immunantwort auf Allergene untersucht.

Die Wissenschaftler stellten dabei die Hypothese auf, dass Endotoxine als Bestandteile von Bakterien an der Entstehung von Allergien beteiligt sein könnten. Um diesen Zusammenhang zu untersuchen, wurden Tierversuche durchgeführt. Über einen Zeitraum von zwei Wochen wurden Mäuse täglich einer geringen Dosis Endotoxine ausgesetzt. Anschließend wurde die Reaktion der Tiere auf allergieauslösende Staubmilben untersucht. Im Vergleich zu einer Kontrollgruppe ohne vorhergehende Endotoxin-Behandlung war die Immunreaktion dieser Mäuse auf die Allergene signifikant schwächer. Um zu klären, ob auch Stallstaub diesen schützenden Effekte zeigt, ersetzten die Wissenschaftler in einem weiteren Versuch Endotoxine durch einen Extrakt aus Stallstaub. Auch hier konnten die schützenden Effekte erzielt werden.

Erste genetische Untersuchungen der Mäuse lieferten Hinweise, dass das Enzym A20 in den Atemwegs-Schleimhäuten involviert sein könnte. Um die Rolle dieses Enzyms genauer zu charakterisieren, wurden die Mäuse genetisch so verändert, dass sie das Enzym A20 nicht mehr produzieren konnten. Die Wissenschaftler wiederholten die Experimente mit den genetisch veränderten Mäusen und konnten dabei feststellten, dass bei den Mäusen ohne Enzym A20, die Endotoxine keinen schützenden Effekt mehr aufweisen konnten. Molekularbiologische Untersuchungen konnten den Mechanismus aufdecken. A20 inhibiert einen Transkriptionsfaktor und stoppt so die Auslösung einer nachgeschalteten Entzündungskaskade.

Zur Überprüfung der Rolle des Enzyms A20 im menschlichen Organismus wurden die Tierversuchsmodelle anschließend an menschlichen Lungenzellen durchgeführt. Dazu wurden Zellen verwendet, die aus endobronchialen Biopsien von Menschen mit Asthma unterschiedlichen Schweregrades sowie von gesunden Kontrollpersonen stammten. Diese Zellen wurden ebenfalls zunächst den Endotoxinen ausgesetzt. In den Zellen gesunder Menschen konnte anschließend ein signifikant höherer Spiegel des Enzyms A20 nachgewiesen werden, als bei Menschen mit mildem oder auch schwerem Asthma.

Nachdem die Wissenschaftler den protektiven Einfluss des Stallstaubs auf die Entstehung von Allergien aufgezeigt hatten, wandten sie sich der Frage zu, ob auch eine genetische Komponente das Allergie- bzw. Asthmarisiko erhöhen könnte. In diesem Zusammenhang wurden genetische Daten aus der GABRIELA-Studie herangezogen. Die GABRIELA-Studie hatte ebenfalls die Auswirkungen eines Stalls auf das Allergie- und Asthmarisiko bei 1707 Kindern in vier europäischen Ländern untersucht. Die neu ausgewerteten Daten ließen darauf schließen, dass eine Modifikation des für A20 kodierten Gens demnach für eine verminderte Wirksamkeit des Endotoxin-Schutzes verantwortlich ist. Liegt es jedoch voll funktionsfähig vor, kann Asthma durch Endotoxine fast vollständig unterdrückt werden.

 

Die Ergebnisse zeigen einerseits, dass Bauernhofstaub eine schützende Wirkung vor Allergien und Asthma haben könnte, andererseits aber auch, dass es genetisch bedingt ist, ob und wie gut dieser Schutz funktioniert.

Weiterführend wollen die Wissenschaftler nun untersuchen, ob sich auf Basis dieser Ergebnisse neue Medikamente entwickeln lassen, die am Enzym A20 ansetzen und so besonders allergieanfälligen Menschen helfen könnten.

 

 

Quelle: M.J. Schuijs et al., Farm dust and endotoxin protect against allergy through A20 induction in lung epithelial cells Science, September 2015, Volume 349 (6252), pp: 1106-1110, DOI: 10.1126/science.aac6623