Pressemitteilung

Allergieforschung
18.07.2018

Pollen-Taxi für Bakterien

Bei Asthmatikern können unterschiedliche Stoffe in der Luft Atemprobleme verursachen. Dazu gehören auch Bakterien und deren Bestandteile, die Entzündungen auslösen können. Wie sie in die Luft gelangen, war allerdings bisher unklar. Ein Forschungsteam des Helmholtz Zentrums München und der Technischen Universität München (TUM) konnte nun im ‚Journal of Allergy and Clinical Immunology‘ zeigen, dass hauptsächlich der Pollen des Beifußes Bakterien transportiert und so noch aggressiver wird.

Quelle: ZAUM/Buters

Über fünf Jahre untersuchte das Forschungsteam zusammen mit Kolleginnen und Kollegen des Christine Kühne – Center for Allergy Research and Education (CK-CARE) auf täglicher Basis die Luft in der Innenstadt Münchens und im alpinen Raum – genauer in Davos. Sie analysierten zum einen, welche unterschiedlichen Pflanzenpollen in der Luft zu finden waren, und zum anderen maßen sie die Konzentration von so genannten Endotoxinen. Diese chemischen Verbindungen, die Bakterien auf ihrer Oberfläche ablagern, können bei manchen Personen Entzündungen auslösen. Endotoxine werden auch freigesetzt, wenn Bakterien absterben und in ihre Einzelteile zerfallen.

Niedrigere Luftverschmutzung in Davos

Als die Forscherinnen und Forscher den Pollenanteil und die bakteriellen Bestandteile der Münchner Luftwerte analysierten, kamen sie zu einem deutlichen Ergebnis: Die Menge an Endotoxin in der Luft nahm nur zu, wenn auch die Pollenkonzentration der Beifuß-Pflanze anstieg – unabhängig von klimatischen Veränderungen. Parallele Kontrollmessungen in Davos zeigten, dass die allgemeine Luftbelastung durch Pollen und Endotoxine dort sehr viel geringer war. Dennoch war auch hier ein Zusammenhang von Beifußpollen und den Bakteriengiften nachweisbar.

Quelle der Endotoxine gefunden

Das Professorenteam Claudia Traidl-Hoffmann und Jeroen Buters von TUM und Helmholtz Zentrum München leitete die Studie. „Wir konnten zeigen, dass die Pollen wie ein Taxi für die Bakterien und somit für ihre Toxine dienen. Der von Natur aus sehr allergene Pollen des Beifußes wird dadurch noch problematischer für Allergiker und Asthmatiker“, erklären sie.

Der Beifuß (Artemisia vulgaris) ist in Europa weit verbreitet ist und kann bis zu zwei Meter hoch wachsen. Sein Pollen ist seit langem als Auslöser für Heuschnupfen bekannt. Das Studienteam untersuchte ebenfalls den Bakterienbewuchs auf Beifußpflanzen, um herauszufinden, von welcher Bakterienart die Endotoxine auf dem Pollen stammen. Sie konnten eine einzige Art als Hauptquelle identifizieren: das Bakterium Pseudomonas luteola. Es war auf 95 Prozent der Pflanzen zu finden.

Bakterien verstärken allergische Effekte des Pollens

Zuletzt testeten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ihre Ergebnisse in einem komplexen Allergiemodell. Sie konnten aufzeigen, dass Beifuß-Pollen in Verbindung mit hohen Mengen von Endotoxinen des identifizierten Bakteriums starke Entzündungsanzeichen in den Atemwegen verursacht. Bei geringen Dosen des Endotoxins, mit dem Endotoxin alleine oder nur dem Pollen waren diese starken Effekte nicht zu messen.

„Mit diesem Wissen können wir künftig und indirekt über die Pollenmessung auch eine Vorhersage darüber treffen, wann die Endotoxin-Belastung in der Luft sehr hoch ist. Dadurch können wir Allergiker und Asthmatiker sinnvoll warnen“, erklärt Jose Oteros, Erstautor der Studie.


Weitere Informationen

Hintergrund:
Professor Jeroen Buters ist Leiter einer Forschungsgruppe am Zentrum Allergie und Umwelt, ZAUM der TUM und des Helmholtz Zentrums München. Professorin Claudia Traidl-Hoffmann ist Direktorin des Lehrstuhls (TUM) und Instituts (Helmholtz Zentrum München) für Umweltmedizin, UNIKA-T, sowie Chefärztin am Klinikum Augsburg. Die Studie wurde gefördert von der Kühne Stiftung - Christine Kühne Center for Allergy Research & Education (CK-CARE) und vom AIRBIOTA-CM Programm (S2013/MAE-2874, Community of Madrid, Spain). J. Oteros wurde unter anderem durch das Postdoktoranden Stipendienprogramm des Helmholtz Zentrums München unterstützt.

Original-Publikation:
Oteros, J. et al. (2018): Artemisia pollen is the main vector for airborne endotoxin. Journal of Allergy and Clinical Immunology, DOI: 10.1016/j.jaci.2018.05.040

Das Helmholtz Zentrum München verfolgt als Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt das Ziel, personalisierte Medizin für die Diagnose, Therapie und Prävention weit verbreiteter Volkskrankheiten wie Diabetes mellitus, Allergien und Lungenerkrankungen zu entwickeln. Dafür untersucht es das Zusammenwirken von Genetik, Umweltfaktoren und Lebensstil. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 2.300 Mitarbeiter und ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der 18 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit rund 37.000 Beschäftigten angehören. 

Am Institut für Umweltmedizin (IEM) verbindet sich translationale Forschung zur Umwelt-Mensch-Interaktion mit dem Schwerpunkt auf allergischen Erkrankungen, ein moderner interdisziplinär ausgerichteter Lehrbetrieb sowie eine umfassende und ganzheitliche Patientenversorgung in der Umweltambulanz am Klinikum Augsburg zu einem richtungsweisenden Gesamtkonzept. Alle drei Bereiche folgen dem gemeinsamen Ziel, chronischen Erkrankungen vorzubeugen und diese nachhaltig zu behandeln.

Die Technische Universität München (TUM) ist mit rund 550 Professorinnen und Professoren, 41.000 Studierenden sowie 10.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern eine der forschungsstärksten Technischen Universitäten Europas. Ihre Schwerpunkte sind die Ingenieurwissenschaften, Naturwissenschaften, Lebenswissenschaften und Medizin, verknüpft mit den Wirtschafts- und Sozialwissenschaften. Die TUM handelt als unternehmerische Universität, die Talente fördert und Mehrwert für die Gesellschaft schafft. Dabei profitiert sie von starken Partnern in Wissenschaft und Wirtschaft. Weltweit ist sie mit dem Campus TUM Asia in Singapur sowie Verbindungsbüros in Brüssel, Kairo, Mumbai, Peking, San Francisco und São Paulo vertreten. An der TUM haben Nobelpreisträger und Erfinder wie Rudolf Diesel, Carl von Linde und Rudolf Mößbauer geforscht. 2006 und 2012 wurde sie als Exzellenzuniversität ausgezeichnet. In internationalen Rankings gehört sie regelmäßig zu den besten Universitäten Deutschlands. 

Das Zentrum Allergie und Umwelt (Leitung: Prof. Dr. Carsten Schmidt-Weber) in München ist eine gemeinsame Einrichtung von Helmholtz Zentrum München und Technischer Universität München. Die in der deutschen Forschungslandschaft einzigartige Kooperation dient der fachübergreifenden Grundlagenforschung und Verknüpfung mit Klinik und klinischen Studien. Durch diesen translationalen Ansatz lassen sich Erkenntnisse über molekulare Entstehungsmechanismen von Allergien in Maßnahmen zu ihrer Vorbeugung und Therapie umsetzen. Die Entwicklung wirksamer, individuell zugeschnittener Therapien ermöglicht betroffenen Patienten eine bessere Versorgung.