Immunregulation und Umweltfaktoren

Arbeitsgruppe Immunregulation & Umweltfaktoren


Im Rahmen unserer prospektiven Mutter-Kind-Studie LINA (Lebensstil und Umweltfaktoren und deren Einfluss auf das Neugeborenen-Allergierisiko Webseite Die LINA-Studie) untersuchen wir den Zusammenhang zwischen Umwelt-Exposition und Allergie-relevanten Parametern wie Th1/Th2 Zytokine, inflammatorische Marker, regulatorische T-Zellen, MAIT-Zellen und IgE. Hauptziel der Untersuchungen ist es frühe Erkennungsmarker für allergische Erkrankungen zu finden und eine Basis zu liefern für die Umsetzung der wissenschaftlichen Ergebnisse in Präventions-strategien. Weiterhin werden die Daten aus den Studien in In-vitro-Experimenten validiert.

MAIT Zellen

MAIT - Mucosal-associated invariant T cells

Mucosal-associated invariant T cells (MAIT) sind Zellen, die erst kürzlich entdeckt wurden und beim Menschen zwischen 1% und 10% der T-Zellen im Blut ausmachen, sich aber auch stark in der Mukosa der Lunge und des Darms anreichern. Neue Studien weisen darauf hin, dass MAIT-Zellen bei chronischen inflammatorischen Erkrankungen wie chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen, Psoriasis, multipler Sklerose aber auch Asthma eine Rolle spielen. Anhand ihres spezialisierten T-Zellrezeptors erkennen MAIT Zellen Metaboliten aus dem bakteriellen Vitamin B Stoffwechselweg. Es ist anzunehmen, dass jede Veränderung im bakteriellen Stoffwechsel die Aktivierung dieser Zellen verändert und dadurch schädliche Gesundheitseffekte haben kann. Ziel dieses Exposome Projektes ist es durch Umweltchemikalien (z.B. Pestizide) veränderte bakterielle Stoffwechselmetaboliten sowohl in ihrer Diversität als auch Konzentration auf die MAIT-Zellaktivierung zu untersuchen. Zusätzlich werden sowohl MAIT-Zellen als auch Umweltchemikalien in den Proben aus unseren prospektiven Geburtskohorten (LINA, LISA) gemessen. Somit können potentielle Gesundheitseffekte festgestellt werden.

Regulatorische T-Zellen

Regulatorische T-Zellen (Treg) spielen eine wichtige Rolle bei der Kontrolle der Immunantwort und somit bei der Entstehung allergischer Erkrankungen. In der LINA-Studie wurden die Treg in Blutproben von Mutter und Kind zu verschiedenen Zeitpunkten (34. Schwangerschaftswoche, Geburt, 1. Lebensjahr, 2. Lebensjahr) untersucht. Bisherige Ergebnisse zeigen, dass eine geringe Anzahl an Treg im mütterlichen Blut während der Schwangerschaft mit erhöhten IgE-Spiegeln im Nabelschnurblut korrelieren, die Basis für spätere allergische Erkrankungen (Hinz et al, 2010, Clin Exp Allergy Abstract). Weiterhin konnten wir zeigen, dass mütterliches Rauchen und Rauchexposition in der Schwangerschaft mit einer geringen Anzahl an regulatorischen T-Zellen bei den Kindern assoziiert war. Diese Kinder hatten ein höheres Risiko atopische Dermatitis zu entwickeln (Hinz et al, 2012, Allergy Abstract). Folgeuntersuchungen zeigten, dass die microRNA-223 sowohl mit der Rauchexposition in der Schwangerschaft in Zusammenhang stand als auch mit einer geringeren Anzahl an Treg bei den Kindern und Müttern und demnach ein Bindeglied zwischen Umweltexposition und Immunregulation darstellt (Herberth et al, 2014, JACI Abstract).
Auch Chemikalienexposition in der Schwangerschaft scheint einen Einfluss auf die Treg des Kindes zu haben. Beispielsweise konnten wir zeigen, dass Kinder von Müttern mit einer hohen Phthalat-Belastung in der Schwangerschaft eine niedrige Anzahl an Treg im Nabelschnurblut und in den ersten Lebensjahren hatten. Diese Kinder hatten auch ein höheres Risiko eine atopische Dermatitis und eine Sensibilisierung gegen Lebensmittelallergene zu entwickeln (Herberth et al., 2017, JACI Abstract).

Inflammatorische Immunantwort und Metabolom

Neue wissenschaftliche Daten weisen darauf hin, dass Stoffwechselmetabolite immunmodulatorisch wirken können. Bisherige Metabolom Untersuchungen in der LINA-Studie zeigen, dass ein Ungleichgewicht zugunsten von höheren Zuckerkonzentrationen schon bei Neugeborenen und Kleinkindern zur Aktivierung eines Molekül-Komplexes (Inflammasome) und dadurch zur Auslösung einer entzündlichen Immunantwort führen. Diese Kinder haben später ein erhöhtes Risiko für entzündliche Atemwegserkrankungen wie Bronchitis. Aminosäuren und Lyso-Phosphatidylcholine (LysoPC) zeigen die entgegengesetzte Wirkung, sie hemmen die Aktivierung des Inflammasome-Komplexes (Herberth et al, 2015, JACI Abstract). Welche Umweltschadstoffe in den menschlichen Stoffwechsel eingreifen und dieses Gleichgewicht stören könnten, ist Gegenstand von zukünftigen Untersuchungen.