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Mikrobiom und Allergie

Prof. Dr. Erika von Mutius, Dr. von Haunersches Kinderspital der Ludwig-Maximilians-Universität, München

Mikrobiom und Allergie – ein neues Forschungsgebiet

Als Mikrobiom bezeichnet man die Gesamtheit der Mikroorganismen, die den menschlichen Körper besiedeln und diese können eine Masse von bis zu 2 kg aufweisen! Die Besiedlung durch Mikroorganismen existiert auf allen Schleimhäuten, dem Magen-Darm-Trakt, dem Uro-Genitaltrakt und der Haut. Ausgelöst durch jüngste Studienergebnisse, wird in der Presse vermehrt die Frage diskutiert, ob ein direkter Zusammenhang zwischen dem Mikrobiom eines Menschen und dessen Anfälligkeit für Allergien besteht. Über die Tragfähigkeit dieser Hypothese sprach MeinAllergiePortal mit Frau Prof. Dr. Erika von Mutius, Dr. von Haunersches Kinderspital der Ludwig-Maximilians-Universität, München, die für ihre Forschungen auf diesem Gebiet jüngst mit dem Leibniz-Preis ausgezeichnet wurde.

Frau Prof. von Mutius, besteht ein Zusammenhang  zwischen dem Mikrobiom eines Menschen und seinem Risiko, an einer Allergie zu erkranken?

Die Mikrobiom-Forschung steht noch ganz am Anfang und in Bezug auf Allergien gibt es hier bisher nur Vermutungen. Man hat zwar heute neue Möglichkeiten Bakterien nachzuweisen, indem man sich die DNA der Bakterien anschaut und dadurch Rückschlüsse ziehen kann, um welche Bakterien es sich handelt. Allerdings sind diese Untersuchungen aktuell noch sehr kostspielig und die Finanzierung muss man sich über Anträge auf Fördergelder von DFG, EU etc. erarbeiten. Ich gehe zwar davon aus, dass die Kosten für die Hochdurchsatz-Sequenzierung, mit der wir die große Anzahl von Proben untersuchen, im Laufe der Zeit sinken werden, aber noch ist dies nicht der Fall und deshalb gibt es noch nicht genügend Studien, um einen Zusammenhang zwischen dem Mikrobiom und dem Allergierisiko eindeutig nachweisen zu können.

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Ein Mikrobiom definiert sich ja durch Mikroorganismen in sehr unterschiedlichen Körperregionen. Kann man schon sagen ob es Regionen gibt, die besonders ausschlaggebend für ein potenzielles Allergierisiko sind?

Auch hier gibt es bisher nur Theorien. Man könnte sich theoretisch vorstellen, dass für die Neurodermitis vielleicht die Haut wichtig ist und für das Asthma vielleicht die Lunge und für die Nahrungsmittelallergien vielleicht der Darm. Aber es gibt auch Vermutungen dahingehend, dass der Darm vielleicht auch für das Asthma wichtig sein könnte. In Mausstudien konnte man diese Zusammenhänge bereits nachweisen, aber von der Maus zum Menschen ist es eben doch ein weiter Weg und ich glaube, dass man hier noch keine definitive Aussage treffen kann. Deshalb werden diese Fragestellungen jetzt in den Studien getestet. Hier wird viel geforscht, allerdings stark limitiert durch die hohen Kosten.

Auf welche Allergien konzentrieren sich die aktuellen Studien?

Bei Asthma gibt es Untersuchungen zum Mikrobiom in den Atemwegen. Hier konnte nachgewiesen werden, dass bei Kindern mit Asthma eine etwas andere Bakterien-Besiedlung in den unteren Atemwegen vorliegt als bei Kindern, die kein Asthma haben. 

Hier stellt sich allerdings die "Henne-Ei-Frage", d.h. "was war zuerst"? Liegt die unterschiedliche Bakterienbesiedlung daran, dass sich die Schleimhäute asthmakranker Kinder so von denen gesunder Kinder unterscheiden, dass sich dort andere Bakterien wohlfühlen? Dann wäre die Besiedlung ein Sekundäreffekt. Oder ist es tatsächlich so, dass es einen kausalen Zusammenhang zwischen der Besiedlung mit diesen Keimen und der Entstehung des Asthmas gibt? Dann hätten die Keime das Asthma verursacht. Im Moment lässt sich beides weder ausschließen noch bestätigen - diese Frage ist nicht abschließend geklärt.

 

Man kann aber sagen, dass die Vielzahl und Vielfalt von Bakterien in der Umwelt, also sozusagen das "Umweltmikrobiom", einen Schutz vor Asthma und Allergien bietet – man spricht hier von der Hygiene-Hypothese. Man weiß jedoch noch nicht, ob dies über das Mikrobiom vermittelt wird, d.h. ob Kinder, die in diesem Umfeld aufwachsen, ein anderes Mikrobiom an Darm, Schleimhäuten etc. aufweisen, das sie vor Asthma und Allergien schützt. Im Zuge der Bauernhofstudien untersuchen wir diese Frage gerade, aber es liegen noch keine Ergebnisse vor.

Zu Nahrungsmittelallergien und Mikrobiom ist mir aktuell keine Studie bekannt, aber auch hier werden zukünftig sicher Untersuchungen durchgeführt. 

Der Schwerpunkt Ihrer Studien liegt ja auf der Untersuchung von Kindern. Ist denn auch bei Erwachsenen zu erwarten, dass sich bei unterschiedlichen Umweltbedingungen Unterschiede im Mikrobiom zeigen?

Denkbar ist dies sicher. Es gibt erste Studien zum Mikrobiom von Menschen, die unter unterschiedlichen Umweltbedingungen leben. Z. B. wurde in einer Studie die Darmflora von US-Amerikanern mit der einer indigenen Bevölkerungsgruppe verglichen. Hier zeigten sich im Stuhl ganz klar unterschiedliche Bakterien. Im kleineren Umfeld, d.h. beim Vergleich von Stadt und Land oder Bauernhof und Nicht-Bauernhof etc. ist allerdings noch nicht bekannt, ob und in welchem Maße hier Unterschiede bestehen.


Kann man schon sagen ob bei einer bereits bestehenden Allergie der Aufenthalt auf einem Bauernhof sozusagen “heilend„ wirken kann?

Nein, wir wissen nicht, ob es hier auch einen therapeutischen Effekt gibt. Man weiß, dass es bei allergischen Kindern, die auf Bauernhöfe kommen, ausgelöst durch Katzen, Heu, Hausstaub etc., zu starken allergischen Reaktionen kommen kann. Ob sich das bei einem längeren Aufenthalt ändern würde, hat man noch nicht untersucht. Auch von den Mausstudien gibt es hierzu bisher noch keine klare Aussage. Prof. Holger Garn, Philips-Universität, Marburg  führt hierzu gerade Studien durch, die kurz vor dem Abschluss stehen.

Gibt es Hinweise darauf, ob sich ein bestehendes "negatives" Mikrobiom optimieren lässt?

Diese Frage stellen wir uns auch gerade im Zusammenhang mit Antibiotika. Im Moment deuten die Ergebnisse darauf hin, dass Antibiotika das Mikrobiom zwar vorübergehend verändern, das ursprüngliche Mikrobiom aber nach einer gewissen Zeit wieder zurückkehrt. Es sieht auch so aus als gäbe es so etwas wie eine persönliche Bakterien-Aura, die jeder mit sich führt. Noch ist unklar, inwieweit das Mikrobiom jedem Menschen "angeboren" ist, inwieweit es von der Umwelt geprägt ist und in welchem Maße es sich verändern lässt, wenn es einmal festgelegt ist. Das sind viele offene Fragen.

Was sind die nächsten spannenden Fragestellungen für Sie und Ihr Team und welche Ziele verfolgen Sie?

Uns interessiert die Frage: Was ist der Einfluss der Umwelt auf das Mikrobiom? Wir untersuchen Rachen- und Nasenabstriche von Kindern, die auf Bauernhöfen leben und von Kindern, die nicht auf Bauernhöfen leben. Wir haben hier bereits erste Daten und beginnen jetzt mit der Datenanalyse. Die spannenden Fragen sind: "Inwieweit wird das Mikrobiom durch die Umgebung in der man lebt beeinflusst?" und "Gibt es Wechselwirkungen mit Allergieerkrankungen und wie genau sehen diese aus?".

Sie nähern sich also Schritt für Schritt der Frage, welche Zusammenhänge bestehen und wo sich welche Interventionsmöglichkeiten für die Medizin bieten?

Das ist in der Tat ein langsamer Prozess. Zuerst müssen wir verstehen und beschreiben, denn in der Mikrobiomforschung stehen wir wirklich noch sehr am Anfang. Zum Vergleich: Das Mikroskop wurde ungefähr Anfang des 17. Jahrhunderts erfunden und es dauerte noch fast 200 Jahre bis man wusste, dass bestimmte Krankheiten durch bestimmte Bakterien verursacht werden und bis man die ersten Impfkampagnen durchgeführt hat. Wir werden sicher nicht 200 Jahre brauchen bis wir das Mikrobiom entschlüsselt haben, aber wir wissen noch so wenig und müssen noch sehr viel verstehen lernen, bevor sich klare Aussagen treffen lassen. Wichtig ist es, anzufangen und das tun wir mit unseren Bauernhof-Kinder-Studien - von da aus sehen wir weiter.

Frau Prof. von Mutius, herzlichen Dank für das Gespräch!

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