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Kinder, die in ländlicher Umgebung aufwachsen, bekommen seltener Asthma oder Heuschnupfen. Münchner Forscher haben nun die verantwortlichen Bakterien identifziert.
Allergien, Heuschnupfen oder Asthma – Kinder, die in ländlicher Umgebung aufwachsen, sind seltener betroffen. Dieses Phänomen ist als Bauernhofeffekt bekannt. Einem internationalen Forschungsteam unter Leitung von Prof. Dr. Markus Ege vom Dr. von Haunerschen Kinderspital des LMU Klinikums München und dem Institut für Asthma- und Allergieprävention am Helmholtz Munich ist es nun erstmals gelungen, jene Bakterien in der Stallluft zu identifizieren, die für den sogenannten Bauernhofeffekt verantwortlich sind. Konkret konnte das Team außerdem auch aufzeigen, welche Stoff der Bakterien den Effekt vermitteln und an welche Rezeptoren im Körper zu andocken. Die Ergebnisse wurden im Fachblatt New England Journal of Medicine – Evidence veröffentlicht.
Das spannende an der Arbeit: Eindeutig bewiesen war der Bauernhofeffekt bislang nicht. Deshalb freut sich Epidemiologe Ege, dass man das nun mit der neuen Studie plausibel könne, weil das Tema die einzelnen Glieder der vermuteten Kausalkette benennen könne: „Bakterien, die beteiligten Stoffwechselprodukte der Mikroben und menschliche Rezeptoren.“
Auf Spurensuche
Für die Studie nutzte das Team die Daten von über 1.000 Kindern aus großen europäischen Studien in ländlichen Regionen. Von allen Mädchen und Jungen lagen zwei Arten von Proben vor: Nasenabstriche und Staub aus der Matratze. Zusätzlich wurden bei 47 Bauernhofkindern Staubproben aus Kuhställen genommen. Die Forscher haben dann geschaut, welche Bakterien und Pilze in diesen Proben vorkommen, wie diese Mikroorganismen zusammenhängen und ob bestimmte Mikroben-Gruppen die Mädchen und Jungen vor Asthma schützen.
Dafür verwendeten die Epidemiologen und Bioinformatiker moderne Gen- und Stoffwechselanalysen und entwickelten am Computer Modelle. Durch eine Art Ausschlussverfahren kamen sie letztlich den entscheidenden Mikroorganismen auf die Schliche. Zusätzlich prüften sie, ob Gene der Kinder diesen Schutz beeinflussen. Zur Bestätigung nutzten die Forscher außerdem Daten aus Frankreich und Finnland.
„Wir haben wenige Bakterien identifiziert, die wir nun bis auf Spezies-Ebene genau benennen können“, sagt Giuila Pagani, Erstautorin der Studie und Bioinformatikerin am Institut für Asthma- und Allergieprävention bei Helmholtz Munich. Beispiele seien Romboutsia timonensis und Glutamicibacter arilaitensis. „Diese sogenannten gram-positiven Bakterien vermitteln zusammen zwei Drittel des gesamten Bauernhofeffekts auf Asthma und zur Hälfte auf Heuschnupfen und Neurodermitis.“
Heilsbringer Kuhmagen
Die Bakterien stammen aus dem Verdauungstrakt der Kuh, wo sie Stoffe wie Kynurenin, Xanthin, Alpha-Linolensäure und Stearidonsäure produzieren oder verstoffwechseln, die leicht eingeatmet und von den zwei Rezeptoren AhR und PPARy auf den menschlichen Atemwegszellen erkannt werden können. „Diese Rezeptoren haben vielfältige Funktionen unter anderem im Immunsystem, sie verhindern vermutlich eine überschießende Entzündungsreaktion“, erklärt Prof. Ege. Ihre Rolle im Bauernhofeffekt war zuvor nicht bekannt. Zum ersten Mal ist mithin die gesamte biologische Kette sichtbar: Kuh → Stallluft → Bakterien → Stoffwechselprodukte → menschliche Rezeptoren → Schutz vor Asthma.
Die neuen Erkenntnisse können jetzt von Laborforschern genutzt werden, um die molekularen und zellulären Mechanismen des Bauernhofeffekts zu entschlüsseln. Das eröffnet die Perspektive, ein Medikament zu entwickeln, das den Bauernhof-Effekt nachahmt – ohne dass sich Kinder dafür im Kuhstall aufhalten müssen.
