Der Stallfaktor schützt vor Asthma

Das Ziel der Forschergruppe um Prof. Erika vonMutius ist klar und hoch gesteckt. „Wir wollen Kinder vor Asthma und Allergien schützen“, sagt die Ärztin vom Dr. von Haunerschen Kinderspital und hat konkrete Forschungspläne, die idealerweise in klinischen Studien mit gänzlich neuen Präparaten münden sollen. Seit kurzem unterstützt der Europäische Forschungsrat die Wissenschaftlerin mit dem hoch dotierten „ERC Grant“ – mehr als zwei Millionen Euro, die in die laufenden Projekte fließen. Das Münchner Team erforscht, welche Bakterien und Pilze die Mädchen und Jungen vor den weit verbreiteten Erkrankungen wappnen könnten. „Die Natur macht es uns vor“, sagt Prof. von Mutius, „wir müssen die Wirkprinzipien verstehen und kopieren.“

Asthma mit seinen typischen Erstickungsanfällen zählt in westlichen Industrieländern zu den wichtigsten chronischen Leiden im Kindesalter. Zuweilen wächst sich die Krankheit aus, oft aber quält sie die Patienten ein Leben lang, weshalb sie gesellschaftlich und gesundheitspolitisch besonders wichtig ist. Die Patienten müssen dauerhaft Medikamente nehmen. Verursacht wird Asthma durch eine Kombination genetischer und umweltbedingter Faktoren. Bei einem Anfall reagiert das Immunsystem nicht passend, „auf der Schiene der T2-Zellen statt der T1-Zellen“, wie die Forscherin sagt. Daraufhin produziert es bestimmte Eiweißstoffe, die Immunglobuline vom Typ E, die wiederum die Ausschüttung allergieauslösender Botenstoffe bewirken. Sie lösen die Verengung der Atemwege aus.

„Je vielfältiger der mikrobiologische Zoo im Hausstaub, desto kleiner war das Asthma-Risiko“

Seit mehreren Jahrzehnten leiden mehr und mehr Kinder an Asthma und auch an Allergien – inzwischen sind rund zehn bis 15 Prozent der Mädchen und Jungen von Asthma betroffen. Doch der allgemeine Trend hat bemerkenswerte Ausnahmen. Beispielsweise erkranken Mädchen und Jungen, die auf Bauernhöfen aufwachsen, fünfmal seltener als ihre Altersgenossen in der Stadt, wie verschiedene Studien unter anderem des LMU-Teams belegen. Schon lange vermutete Erika von Mutius, „dass beim städtischen westlichen Lebensstil etwas verloren gegangen ist, was früher im verbreiteten Landleben vorhanden war.“ Sie nennt das den „Stallfaktor“, der sich nach den Erkenntnissen ihres Teams durch die ganz spezielle Bakterien- und Pilzflora im Kuhstall vermittelt.

2011 haben die LMU-Wissenschaftler und ihre Kollegen der TU München sowie aus Frankreich, Großbritannien, den Niederlanden und der Schweiz im renommierten Fachblatt „New England Journal of Medicine“ eine neue Studie veröffentlicht, die noch genauere Einblicke in den rätselhaften Schutzeffekt liefert. Demnach lässt sich das niedrigere Asthmarisiko von Bauern-Kindern größtenteils durch die höhere Vielfalt an Umwelt-Mikroorganismen erklären, mit denen der Nachwuchs konfrontiert wird. Um die Ursache des Phänomens näher zu beleuchten, untersuchten die Forscher bayerische Schulkinder. Im Rahmen der beiden großen europäischen Epidemiologiestudien GABRIEL und PARSIFAL verglichen die Wissenschaftler auf Bauernhöfen lebende Mädchen und Jungen mit anderen Kindern aus denselben ländlichen Regionen, die nicht in einem landwirtschaftlichen Umfeld aufwachsen. Das Besondere an der neuen Untersuchung: Die Wissenschaftler untersuchten ausschließlich den Staub aus den Kinderzimmern auf Pilze und bakterielle Erbsubstanz – und nicht aus dem Stall.

Nur Bauernhofkinder mit einer speziellen Variante der so genannten „toll-like receptors“ sind durch den Kontakt mit den Mikroorganismen geschützt.

Tatsächlich muss sich das Immunsystem der Bauern-Kinder nicht nur im Kuhstall, sondern auch in „normalen“ Räumen mit weitaus mehr verschiedenen Umwelt-Mikroben auseinandersetzen als die Körperabwehr anderer Kinder. Die Keime fungierten wie ein Wächter der kindlichen Gesundheit. „Je vielfältiger der mikrobiologische Zoo im Hausstaub, desto kleiner war das Asthma-Risiko“, sagt Prof. von Mutius. Wie die Keime das Asthmarisiko senken, bleibt einstweilen nebulös. Mehrere Möglichkeiten sind denkbar. Zum einen könnte die Kombination bestimmter Umweltkeime das angeborene Immunsystem anregen und so eine Asthma begünstigende Immunlage verhindern. Zum zweiten verhindert die Auseinandersetzung mit vielfältigen Umweltmikroorganismen womöglich, dass sich übermäßig viele Asthma auslösende Keime in den unteren Atemwegen ansiedeln - ähnlich wie im Darm, der für eine reibungslose Funktion auch eine ausgewogene Keimflora benötigt. Zum dritten könnten es Stoffwechselprodukte der Mikroorganismen sein, die den Schutz bewirken.

Mikrobielle Vielfalt allein reicht vermutlich allerdings nicht aus, um Asthma zu verhindern. Wahrscheinlich entfaltet erst eine bestimmte Kombination verschiedener Arten, ein ganz spezieller Keim-Cocktail, eine Schutzwirkung. Denn aus ihren Tierversuchen wissen die Forscher, dass das Immunsystem auf verschiedene Bakterien unterschiedlich anspricht. „Wir haben aber einige Keime gefunden, die besonders interessant sein könnten", betont die Kinderärztin. Es sind dies außer bestimmten Bazillen und Staphylokokken auch Schimmelpilze der Gattung Eurotium. Hinzu kommt der Schutzeffekt des Konsums von Rohmilch, der aber nicht über die enthaltenen Keime vermittelt wird. Allerdings kann Rohmilch derzeit nicht zur Vorbeugung gegen Asthma und Allergien eingesetzt werden, weil sie auch krankmachende Mikroben enthält.

Das ist der Punkt: Eine zukünftige Prävention mit bestimmten Bakterien und Pilzen muss sicher sein. „Wir glauben, dass wir das erreichen können“, sagt Erika von Mutius, „müssen aber bis dahin noch wichtige Dinge klären.“ Zum einen suchen die Wissenschaftler aus Nasenabstrichen und Hausstaubproben mit so genannten Hochdurchsatz-Sequenzierverfahren weitere Keime, die präventiv bedeutsam sind und in den „Cocktail“ gehören. Die dabei eingesetzten Roboter können täglich tausende Proben gleichzeitig testen. In Tierversuchen werden die gefundenen Mikroorganismen dann auf ihr immunstimulierendes Potenzial getestet.

Zudem wissen die Forscher: Nur Bauernhofkinder mit einer speziellen Variante der so genannten „toll-like receptors“ sind durch den Kontakt mit den Mikroorganismen geschützt. Diese Moleküle erkennen die Strukturen von Mikroorganismen und helfen dem Immunsystem, zwischen „harmlos“ und „Gefahr“ zu unterscheiden. „Wir müssen also herausfinden, welche Keime welchem Kind helfen“, betont Erika von Mutius. Und nicht zuletzt scheint es bestimmte empfängliche Phasen für den Schutzeffekt zu geben. Nur einmal während der Schwangerschaft durch den Kuhstall zu spazieren, reicht nicht aus. „Wahrscheinlich“, so die Ärztin, „müssten wir den Kindern in ihren ersten Lebensjahren mehrfach den Cocktail mit den Mikroorganismen verabreichen.“

Quelle: Jahresbericht 2011 (Text und Bildnachweis)