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Mikrobiom und Allergie
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Mikrobiomforschung

Ob im Darm, der Lunge oder Nase – jeder Mensch trägt schätzungsweise 38 Billionen Mikroorganismen auf seinen inneren und äußeren Oberflächen. Die Kleinstlebewesen profitieren vom Lebensraum Mensch und formen je nach Umgebung individuelle Ökosysteme. Im Gegenzug wehren sie Erreger und Schadstoffe ab und regulieren mit Signalstoffen menschliche Zellvorgänge. Sie trainieren beispielsweise das frühkindliche Immunsystem zur sogenannten Immuntoleranz. Sie ist nötig, um körpereigene oder harmlose Antigene vor entzündlichen Immunreaktionen zu schützen. Wegen dieses sensiblen Zusammenhangs von Mikrobiom und Immunsystem steht das „Zusatzorgan“ Mikrobiom längst im Fokus der Mikrobiomforschung bei Allergien.

Wissenschaftliche Beratung:

Prof. Dr. Claudia Traidl-Hoffmann, Universität Augsburg Inhaberin des Lehrstuhls für Umweltmedizin
Helmholtz Munich
Direktorin des Instituts für Umweltmedizin

E-Mail: umweltmedizin.med@tum.de

Ob im Darm, der Lunge oder Nase – jeder Mensch trägt schätzungsweise 38 Billionen Mikroorganismen auf seinen inneren und äußeren Oberflächen. Die Kleinstlebewesen profitieren vom Lebensraum Mensch und formen je nach Umgebung individuelle Ökosysteme. Im Gegenzug wehren sie Erreger und Schadstoffe ab und regulieren mit Signalstoffen menschliche Zellvorgänge. Sie trainieren beispielsweise das frühkindliche Immunsystem zur sogenannten Immuntoleranz. Sie ist nötig, um körpereigene oder harmlose Antigene vor entzündlichen Immunreaktionen zu schützen. Wegen dieses sensiblen Zusammenhangs von Mikrobiom und Immunsystem steht das „Zusatzorgan“ Mikrobiom längst im Fokus der Mikrobiomforschung bei Allergien.

Wissenschaftliche Beratung:

Prof. Dr. Claudia Traidl-Hoffmann, Universität Augsburg Inhaberin des Lehrstuhls für Umweltmedizin
Helmholtz Munich
Direktorin des Instituts für Umweltmedizin

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Video: Was hat das Mikrobiom mit Allergien zu tun?

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Mikrobiom oder Mikrobiota - Wo ist der Unterschied?

Bakterien, Viren, Pilze und Archaeen. Sie besiedeln nahezu alle Lebensräume der Erde und damit auch den menschlichen Körper. Abhängig vom regionalen Körpermilieu – Feuchtigkeit, Temperatur, pH-Wert, Nährstoff- und Sauerstoffangebot – und weiteren Faktoren formen sie individuelle Gemeinschaften. Die Lungenschleimhaut, die reich an Sauerstoff ist, lockt andere Mikroorganismen an als die Schleimhaut des Darms, die sauerstoffarm, aber reich an Nährstoffen ist. Wird von der mikrobiellen Zusammensetzung gesprochen, benutzen Fachleute den Begriff Mikrobiota beispielsweise der Lunge, des Darms und anderer Körperregion.

Die Mikrobiota des Menschen wiegt etwa 200 Gramm, im Vergleich: ein menschliches Herz wiegt etwa 300 Gramm. Als eine Art Organ wird die Mikrobiota in der Mikrobiomforschung auch gesehen. Denn die Mikroorganismen kommunizieren nicht nur untereinander, sie interagieren auch mit menschlichen Zellen wie den Immunzellen, Nervenzellen oder Darmzellen. Dazu sind sie in der Lage, weil sie mit 2–3 Millionen Genen über ein enormes Repertoire an Botenmolekülen, Stoffwechselprodukten und anderen Stoffen verfügen, die auf die menschlichen Schaltkreise einwirken. Die Mikrobiota zusammen mit ihrer „organischen“ Wirkung auf den Menschen wird in der Fachwelt als Mikrobiom bezeichnet.

In der Mikrobiomforschung spielen außerdem Begriffe wie Bakteriom, Virom, Mykobiom oder Archaeom eine Rolle. Die ist der Fall, wenn nicht die gesamte Mikrobiota, sondern Bakterien, Viren, Pilze oder Archaeen und deren Wirkung untersucht und besprochen werden. Weil Bakterien einen wesentlichen Anteil der Mikrobiota ausmachen, sie wichtige Prozesse regulieren und im Vergleich zu beispielsweise Viren einfacher erforscht werden können, stehen sie im Fokus in der Mikrobiomforschung.

Heute wissen wir, dass das Mikrobiom unsere körperliche wie psychische Gesundheit beeinflussen kann und Mikrobiom und Mensch nur im Wechselspiel funktionieren. Daher werden Mikrobiom und Mensch als voneinander abhängige Gesellschaften betrachtet, die zusammen einen Metaorganismus oder Holobiont ergeben.

Hohe Vielfalt und individuelle Zusammensetzung des Mikrobioms

Inwieweit Mikrobiom und Mensch interagieren und wie das Mikrobiom auf den Gesundheits- und Krankheitszustand einwirkt, ist nicht leicht zu erforschen. Denn die Mikrobiota der einzelnen Körperregionen ist für jeden Menschen individuell und abhängig von vielen Faktoren, beginnend beim Geburtsvorgang und der frühkindlichen Ernährung oder dem Medikamentengebrauch, Geschlecht, Alter und Lebensstil.

Klar ist, dass jede:r Erwachsene ein sogenanntes Kern-Mikrobiom besitzt mit vier dominierenden Bakterienstämmen: Bacteroidetes, Firmicutes, Actinobakterien und Proteobakterien. Darüber hinaus sind über 20 weitere Bakterienstämme mit geringerem Anteil bekannt. Innerhalb der aktuell bekannten Stämme verzweigt sich der Stammbaum so weit, dass schätzungsweise 2.000 Bakteriengattungen und 5.000 Bakterienarten pro Person eine große bakterielle Vielfalt und Fülle ermöglichen.

Welche Faktoren verändern das Darmmikrobiom?

Seit der Mitte des 20. Jahrhunderts nehmen Erkrankungen wie Übergewicht, Diabetes, Asthma, Allergien oder chronisch entzündliche Darmerkrankungen deutlich zu. Zuerst nur in Industrieländern, nun auch in Entwicklungsländern. Gibt es einen gemeinsamen Grund oder sind die Ursachen vielfältig? Mit zunehmendem Wissen vermuten Forschende heute, dass das Mikrobiom, insbesondere das Mikrobiom des Darms, an den Erkrankungszuständen beteiligt ist. Dann, wenn die bakterielle Zusammensetzung in ihrer Vielfalt oder Fülle so verändert ist, dass bakterielle Funktionen verloren gehen.

Welche Faktoren verändern die mikrobielle Zusammensetzung? Der Kaiserschnitt beispielsweise verhindert laut einer Studie, dass Neugeborene mit den Bakterien der mütterlichen Vagina besiedelt werden. Die Forschenden der Studie verglichen das Mikrobiom von Neugeborenen, die per Kaiserschnitt oder über eine vaginale Geburt zur Welt kamen. Sie stellten fest, dass Kaiserschnittkinder oder intensiv mit Antibiotika behandelte Kinder weniger Artenreichtum in ihrem Darmmikrobiom erreichten und eine höhere Neigung zu Allergie zeigten.

Weniger Bakterien erhalten Neugeborene außerdem, wenn sie mit vorgefertigter Flaschennahrung gefüttert und nicht über die Brust gestillt werden. Das Stillen wird mit einem höheren Gehalt an Bifidobakterium-Arten (B. breve und B. bifidum) in Verbindung gebracht.

Auch Antibiotika beeinflussen die Zusammensetzung des Mikrobioms deutlich. Die wiederholte Antibiotikabehandlung im frühen Kindesalter verringert die mikrobielle Artenvielfalt und erhöht zum Beispiel das Risiko für die Entwicklung von Asthma. Wenn bei menschlichen Neugeborenen bestimmte Bakterien, wie zum Beispiel Bifidobakterien, Akkermansia und Fäkalbakterien, vermehrt im Darm vorkommen, bringt die Forschung dies mit einem erhöhten Risiko für die Entwicklung von Atopie und Asthma in Verbindung. Es scheint also ein kritisches Entwicklungsfenster im frühen Leben zu geben, das für die Prägung der mikrobiellen Vielfalt des Darmmikrobioms, der systemischen Immunantwort und Gesundheit eine entscheidende Rolle spielt.

Vielfalt und Reifung des Darmmikrobioms beeinflussen Allergieneigung

Die wohl populärste Studie, die den Zusammenhang von Darmmikrobiom, Immunsystem und Asthma untersuchte, ist die „Bauernhof-“Studie. Sie verglich die Mikrobiota und das Risiko für Asthma von mehr als 700 Kindern zwischen 2 und 12 Jahren. Die Kinder lebten entweder auf einem Bauernhof oder in nicht-ländlicher Umgebung. Die Studie ergab, dass Bauernhofkinder einen besseren Schutz vor Asthma hatten als die Kinder aus nicht bäuerlicher Umgebung. Die Forschenden stellten außerdem fest, dass ein großer Anteil der Schutzwirkung auf die frühkindliche Bakterienbesiedelung zurückzuführen ist. Die bakterienreiche Umgebung eines Bauernhofs erhöht die Artenvielfalt des kindlichen Mikrobioms und fördert die Immuntoleranz.

Dass Babys mit einer geringeren mikrobiellen Artenvielfalt ein erhöhtes Allergierisiko haben, belegt eine weitere Studie. Die Forschenden verglichen das Mikrobiom von Neugeborenen, die per Kaiserschnitt oder über eine vaginale Geburt zur Welt kamen. Sie stellen nicht nur fest, dass Kaiserschnittkinder und intensiv mit Antibiotika behandelte Kinder weniger Artenreichtum im Darmmikrobiom erreichten. Sie wiesen bei diesen Kindern außerdem eine erhöhte Allergieneigung und eine veränderte mikrobielle Zusammensetzung des Darmmikrobioms nach.

Die Reifung des Immunsystems ist demnach geprägt von der mikrobiellen Besiedelung und entscheidet in gewissem Maße über die spätere Neigung zu allergischen Erkrankungen. Während Antibiotika oder Kaiserschnitt die Artenvielfalt negativ beeinflussen, verringern bestimmte Einflüsse die Wahrscheinlichkeit für Allergien deutlich. Etwa wenn Neugeborene – wie in den Leitlinien zur Allergieprävention empfohlen – in den ersten vier bis sechs Monaten voll gestillt werden. Die Muttermilch enthält nicht nur einen ersten Immun-Starter-Kit und Nährstoffe für das Baby, sondern auch Nahrung für die heranwachsende Mikrobiota des Babys. Durch den engen Mutter-Kind-Kontakt beim Stillen werden außerdem weitere mütterliche Bakterien ans Kind übertragen und die Artenvielfalt im Darm erhöht.

Mikrobiom und Lebensmittelallergie

Ob zwischen Lebensmittelallergien und dem Darmmikrobiom eine ursächliche Verbindung besteht, ist noch nicht eindeutig belegt. In einer Studie dazu analysierten Wissenschaftler:innen aus China die Mikroorganismen im Stuhl von fünf Monate alten Babys, die unter einer Lebensmittelallergie litten. Im Vergleich zu gesunden gleichaltrigen Kindern waren bei ihnen die Bakterien der Gattungen Bacteroides, Proteobacteria und Actinobacteria vermindert und die sogenannten Firmicutes stark vermehrt. Auch Clostridium sensu strictu und Anaerobacter fanden sich gehäuft.

Begleitet wurden diese Auffälligkeiten von einer verringerten Produktion des Botenstoffes Interleukin (IL) 10.

Demnach besteht offensichtlich ein Zusammenhang zwischen Mikrobiota und der Ausschüttung von Zytokinen. Denn IL-10 ist für die Toleranzentwicklung der körpereigenen Abwehr gegenüber den eigentlich unschädlichen Allergenen einer der entscheidenden Faktoren. Wie die Studie zeigt, geht ein verändertes Mikrobiom also mit Veränderungen des Immunsystems einher, was zu Nahrungsmittelallergien führen kann.

Schutzeffekt durch Clostridia-Bakterien

Versuche mit Mäusen zeigten, dass bestimmte Mikroorganismen im Darm vor Lebensmittelallergien schützen. Um die Darmflora der neugeborenen Tiere zu reduzieren, wurden sie entweder unter sterilen Bedingungen gehalten oder mit Antibiotika behandelt. Die Folge: Im Vergleich zu Artgenossen mit Mikrobiom bildeten die nahezu keimfreien Mäuse mehr Antikörper gegen Erdnuss-Allergene. Wenn die Tiere darauf Clostridia verabreicht bekamen – eine Bakterienart, die im menschlichen Verdauungstrakt gängig ist, schwächte sich die allergische Sensibiliserung ab.

Im Vergleich zu Bacteroides-Bakterien, die in einem Parallelversuch untersucht wurden, regten Clostridia-Bakterien Immunzellen in der Darmwand an, den Signalstoff IL-22 zu produzieren. Dass weniger Allergene aus der Nahrung ins Blut gelangen – und damit an den Ort, an dem die allergische Sensibilisierung stattfindet – kann an IL-22 liegen: Es verringert die Durchlässigkeit der Darmschleimhaut.

Darmmikrobiom beeinflusst Ausprägung von Lebensmittelallergien

Die Zusammensetzung der Darmmikrobiota wirkt sich auf den Schweregrad einer Lebensmittelallergie auch über einen Rezeptor des Immunsystems namens „NOD2“ aus. Dieser erkennt einen wichtigen Zellwandbestandteil von Darmbakterien und kann verschiedene Vorgänge im Immunsystem in Gang setzen. Wenn Mäusen NOD2 fehlt, verändert sich die Immunantwort auf ein Nahrungsmittel-Allergen ganz grundlegend.

Anstelle von T-Reg-Zellen (regulatorischen T-Zellen), die entzündungsfördernde Immunvorgänge unterdrücken, bildeten die Tiere ohne NOD2 vermehrt entzündungsfördernde T-Zellen. Diese Th2-Helferzellen regen die Produktion von Immunglobulin E (IgE) an, was eine allergische Reaktion hervorrufen kann. Der Antikörper bestimmt zudem, wie ausgeprägt diese ausfällt. Dabei zeigte sich, dass je mehr IgE vorhanden war, desto heftiger die Allergie-Symptome. So fiel bei den Nagern ohne NOD2 die allergische Reaktion besonders stark aus. Bei diesen Tieren war aber nicht nur die IgE-Produktion verändert, sondern auch die Zusammensetzung ihrer Darmflora. Stellten die Forscherinnen und Forscher die natürliche Zusammensetzung des Mikrobioms der Mäuse wieder her, konnten schwere allergische Reaktionen verhindert werden – trotz fehlendem NOD2.

Dieser Zusammenhang zwischen Darmflora und Antikörperproduktion eröffnet bei Lebensmittelallergikern mit geschädigtem Mikrobiom Hoffnung auf neue Therapieansätze. Denkbar wäre beispielsweise, in ihrem Verdauungstrakt die Ansiedlung von Bakterien, die eine Immuntoleranz bewirken, zu fördern und damit die schadhafte Reaktion des Körpers auf Allergene in Lebensmitteln abzuschwächen.

Hautmikrobiom bei Allergien der Haut

Eine ähnliche Verbindung gibt es zwischen dem Mikrobiom der Haut und dem des Darms. Inzwischen unterstützen mehrere Studien, dass auch zwischen Hauterkrankungen und dem Darm, insbesondere den Darmbakterien eine enge Verbindung besteht. Experten sprechen hier von der Darm-Haut-Achse. So leiden Menschen mit dermatologischen Erkrankungen häufig auch an Erkrankungen des Magen-Darm-Trakts – oder umgekehrt.

Die Schwere mancher Hauterkrankungen korreliert sogar mit der Schwere der Darmerkrankungen. Interessanterweise deuten einige Studien darauf hin, dass auch das Hautmikrobiom den Schweregrad von chronisch entzündlichen Darmerkrankungen beeinflusst.

Auch Entzündungen, ob im Darm oder in der Haut, können durch eine gestörte Darmflora ausgelöst werden. Variationen im Darmmikrobiom können zum Beispiel die Zahl verschiedener Immunzellen verändern, was zu Entzündungen und autoimmunvermittelten Erkrankungen des Magen-Darm-Trakts führen können. Die veränderte Immunreaktion kann dann die Haut erreichen und Entzündungs- und Autoimmunerkrankungen, einschließlich Psoriasis, hervorrufen. Daneben kann eine brüchige Schleimhautbarriere des Darms dazu führen, dass teils Bakterien oder Stoffe in den Blutkreislauf und zu anderen Organen wie der Haut gelangen.

Hautmikrobiom beeinflusst Neurodermitis

Bei der Neurodermitis (atopisches Ekzem) verändert sich das Mikrobiom der Haut nachweislich. Die Haut bei Neurodermitis-Betroffenen wird zunehmend trocken und entzündlich, weswegen sich der Lebensraum für die bisher ansässigen Hautbakterien verändert. Für das krankheitserregende Bakteriums S. aureus eignet sich der Lebensraum, er überwuchert die Haut und verdrängt andere Bakterien. Der hohe Anteil an S. aureus ist charakteristisch für die Neurodermitis und dient als diagnostischer und prognostischer Marker.

Je mehr S. aureus auf der Haut leben, desto schwerer ausgeprägt ist die Neurodermitis. Denn die Erreger produzieren einerseits Giftstoffe, die der Haut schaden, und andererseits ist die Bakteriengattung in der Lage, einen schleimigen Biofilm zu bilden. Darin sind sie eingebettet und geschützt vor mikrobiellen Konkurrenten, antibiotischen Stoffen und der menschlichen Immunantwort. Obwohl Antibiotika und Antiseptika die Besiedlung von S. aureus verringern können, kommt es häufig nach wenigen Wochen zur erneuten Übersiedelung mit den resistenten Keimen.

Künftige Therapiemethoden könnten daher an der Regulierung des Hautmilieus ansetzen, um das Wachstum von S. aureus zu kontrollieren. Ein Wissenschaftsteam von Helmholtz Munich und der Technischen Universität München untersuchte den Zusammenhang vom pH-Wert der Haut und dem Wachstum von S. aureus. Die Forschenden zeigten in ihrer Studie erstmals, dass das Mikrobiom und das Wachstum von S. aureus in Verbindung mit dem pH-Wert und dem Schweregrad der Neurodermitis steht. Spezielle Lotions, die das Hautmilieu verbessern oder Bakterien enthalten (probiotische Salben) können künftig womöglich helfen, die Übersiedelung zu verringern. Alternativ könnten Probiotika die Stabilität des Darmmikrobioms wiederherstellen, wenn es gestört ist. Noch mangelt es aber an wissenschaftlicher Beweiskraft für deren Wirkung.

Darmmikrobiom und Neurodermitis

Dass neben dem Hautmikrobiom auch das Darmmikrobiom einen wesentlichen Einfluss auf Neurodermitis besitzt, bestätigen mehrere Studien. In einer der größten Studien wurden die Stuhlproben von mehr als 600 Säuglingen nach festgelegten Zeitabständen untersucht. Sie zeigte, dass das Vorhandensein von Bakterien des sogenannten Clostridium Cluster I mit einem höheren Risiko verbunden war, eine Neurodermitis zu entwickeln. Dieser Zusammenhang hielt bis zu einem Alter von zwei Jahren an und hing davon ab, wie ausgeprägt die Besiedelung mit Clostridium Cluster I war.

Ein weiteres Darmbakterium, das bei der Erkrankung eine Rolle spielt, fand eine internationale Forschergruppe unter Beteiligung von Erika von Mutius von Helmholtz Munich: Bei Kindern, deren Stuhl im Alter von zwei Monaten nur geringe Mengen Escherichia coli enthält, ist die Wahrscheinlichkeit erhöht, mit sechs Jahren Neurodermitis zu haben. Dieses Ergebnis legt nahe, dass eine Besiedelung des Darms mit E. coli in den ersten Lebenswochen vor Neurodermitis schützen kann – und das langfristig.

Lungenmikrobiom bei allergischen Erkrankungen

Bei Atemwegserkrankungen ist häufig auch die Mikrobiota der Lunge gestört und das Immunsystem aus dem Gleichgewicht. Immunsystem und Mikrobiota stehen in enger Verbindung mit dem Immunsystem und der Mikrobiota des Darms. Sie kommunizieren über eine Route, die von Fachleuten als Darm-Lungen-Achse bezeichnet wird. Der cross-talk von Darmmikrobiom, Lungenmikrobiom und Immunsystem ist ein sensibles System. Wird ein Part verändert, beeinflusst es die anderen. Etliche Erkrankungen stehen mit einer gestörten Darm-Lungen-Achse in Zusammenhang wie Asthma, Allergien, COPD oder chronisch entzündliche Darmerkrankungen.

Bei Menschen mit Asthma beispielsweise haben sowohl die Lungen- als auch die Darmmikrobiota Auswirkungen auf die Entwicklung, den Typ und Schweregrad von Asthma.

Mehr zum Lungenmikrobiom finden Sie beim Lungeninformationsdienst von Helmholtz Munich.

Darmmikrobiom und allergisches Asthma

Inzwischen liegen wissenschaftliche Belege für den Menschen vor, dass ein verändertes Darmmikrobiom an der Entstehung von allergischem Asthma beteiligt sind. In einer Studie analysierten Forschende die Stuhlproben und damit das Darmmikrobiom von 319 Säuglingen im Alter zwischen drei Monaten und einem Jahr. Während der nächsten drei Jahre verfolgten die Forschenden, ob die Kleinkinder Ekzeme oder ein pfeifendes Atemgeräusch entwickelten – beides Indizien für ein erhöhtes Asthmarisiko.

Dabei stießen sie auf einen auffälligen Zusammenhang: Jene Kinder mit Ekzemen oder pfeifendem Atemgeräusch unterschieden sich hinsichtlich der Darmflora schon als Babys von ihren Altersgenoss:innen. So kamen die vier Bakteriengattungen Faecalibacterium, Lachnospira, Veillonella und Rothia (nach den Anfangsbuchstaben als „FLVR“ zusammengefasst) in deren Stuhlproben bedeutend seltener vor. Gleichzeitig enthielt der Stuhlgang der Risikokinder weniger Acetat – eine Form von kurzkettigen Fettsäuren –, die von den Bakterien des Menschen produziert werden. Kurzkettige Fettsäuren scheinen nach neuesten Erkenntnissen vor Asthma und vielen anderen Erkrankungen zu schützen, weil ihnen bei der entzündungshemmenden Immunreaktion eine Schlüsselrolle zugesprochen werden kann.

Bakterienmischung bremst Entzündungsreaktion

Auffällig an der Studie war, dass die im Säuglingsalter beobachteten Unterschiede weitgehend verschwunden waren, wenn die kleinen Proband:innen ein Jahr alt wurden. Die ersten 100 Tage im Leben stellen demnach ein kritisches Zeitfenster dar, in dem eine Verschlechterung des natürlichen Gleichgewichts der Darmflora mit dem Risiko von Asthma und Allergien verknüpft ist.

Dass es hier tatsächlich einen ursächlichen Zusammenhang gibt, belegten die Forscherinnen und Forscher in einem ergänzenden Versuch. Sie übertrugen die Bakterienmischung aus dem Stuhlgang eines Kindes mit hohem Asthmarisiko auf keimfrei aufgewachsene Mäuse. Bei den Nachkommen der Tiere, die dieses Mikrobiom ebenfalls besaßen, löste eine Reizung ihrer Atemwege eine starke Entzündung aus. Bekamen die Mäuse vorab die vier FLVR-Bakterienspezies verabreicht, war diese Reaktion sehr viel schwächer oder blieb aus. Eine Analyse der Darmflora bei Säuglingen könnte somit künftig helfen, Kinder mit hohem Asthmarisiko schon frühzeitig zu identifizieren.

Auch die Behandlung von Asthma könnte sich künftig nach der Zusammensetzung des Darmmikrobioms richten. Um asthmaähnliche Episoden bei Kindern – Vorboten für Asthma – zu lindern, wurde in einer Untersuchung unter anderem Antibiotikum eingesetzt. Es zeigte sich, dass das Antibiotikum stärker wirkte, wenn die Kinder mit asthmaähnlichen Symptomen ein artenreiches Mikrobiom beherbergten. Auch wie lange die Asthma-ähnlichen Anfälle dauerten, war abhängig von der Zusammensetzung des Mikrobioms.

Bestimmte Mikrobiomsignatur verdreifacht Asthmarisiko

Eine US-amerikanische Forschungsgruppe untersuchte Stuhlproben von fast 300 Babys im Alter von einem bis elf Monaten. Die Proben wurden im Rahmen der US-amerikanischen WHEALS-Studie gewonnen, genau wie deren Daten zur Entwicklung von allergischen Erkrankungen. Die gesammelten Daten konnten so mit den Ergebnissen der Mikrobiomanalyse verknüpft werden.

Es zeigte sich, dass ein bestimmtes Mikrobenmuster im Darm der Säuglinge das Risiko für allergische Reaktionen (Atopie) und die Entwicklung von Asthma verdreifachte. Gekennzeichnet war deren Mikrobiom durch eine vergleichsweise geringe Konzentration normaler Bakteriengattungen wie dem Bifidobakterium und Faecalibakterium und durch einen relativ hohen Anteil der Pilze Candida und Rhodotorula.

Im Verdacht: Lipide in der Schleimhaut

Bei den Säuglingen, die später an Asthma erkrankten, ließen sich weniger kurzkettige Fettsäuren nachweisen als bei den Vergleichskindern. Dafür waren bei ihnen andere Lipide in der Schleimhaut vermehrt nachweisbar. Darunter eines namens 12,13-DIHOME, das bereits bei Erwachsenen mit Asthma in Zusammenhang gebracht werden konnte. Das Lipid verschob in einem weiteren Experiment das immunologische Gleichgewicht in Richtung Allergie.

Die veränderte bakterielle Zusammensetzung führte daher zu weniger entzündungshemmenden Stoffen wie kurzkettigen Fettsäuren. Dagegen ließen sich mehr entzündungsfördernde Signalsubstanzen wie 12,13-DIHOME nachweisen, die die Bildung von entzündungsregulierenden und anti-allergisch wirkenden Treg-Zellen verhindern.

Fazit

Zusammengenommen häufen sich die wissenschaftlichen Belege, dass sowohl ein erhöhtes Allergierisiko als auch allergische Krankheitsformen wie allergisches AsthmaNeurodermitis und Nahrungsmittelallergien mit Veränderungen des Mikrobioms von Darm, Lunge oder Haut einhergehen. Der Trend geht dahin, dass die zukünftige Diagnose und Behandlung von Menschen mit Asthma, Lebensmittelallergien oder anderen allergischen Erkrankungen durch die Analyse des individuellen Mikrobioms unterstützt werden sollte. Bis dahin fehlt allerdings noch eine Vielzahl an evidenzbasierten Studien, insbesondere am Menschen, sowie standardisierte Verfahren der Probenentnahme und Auswertung erhobener Daten.

Quellen

Die hier aufgeführten Leitlinien und Aufsätze richten sich, so nicht ausdrücklich anders vermerkt, an Fachkreise. Ein Teil der hier angegebenen Aufsätze ist in englischer Sprache verfasst.

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Letzte Aktualisierung:

08.03.2023