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© Dr. Kristin Weiße/UFZ
Mithilfe von Passivsammlern wird untersucht, welche Umweltschadstoffe Einfluss auf die Gesundheit haben.
 
Immunologie 11. Jänner 2013

Rauchen beeinflusst allergierelevante Stammzellen

Besonders sensibel auf Umwelteinflüsse reagieren Kinder, die bereits erkrankt sind.

Umweltschadstoffe wie Rauchen, sind schädlich für den menschlichen Organismus, insbesondere im Hinblick auf Allergieentstehung. Das ist bekannt. Ob und inwieweit Umweltschadstoffe auch allergierelevante Stammzellen beeinflussen, wurde wissenschaftlich bislang nicht untersucht. Jetzt hat ein Team des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) erstmals den Nachweis erbracht: Rauchen beeinflusst die Entwicklung von peripheren allergierelevanten Stammzellen im Blut.

Um dieses Forschungsergebnis vorzulegen, haben Dr. Irina Lehmann und Dr. Kristin Weiße einen neuen wissenschaftlichen Weg gewählt: Die Kombination von Expositionsanalytik und Stammzellforschung.

Als Bindeglied zwischen unspezialisierten Stammzellen und spezialisierten Gewebe- oder Organzellen fungieren Vorläuferzellen, z. B. eosinophie/basophile Vorläuferzellen, die im Knochenmark heranreifen und dann in die Blutbahn ausgeschwemmt werden. Ob und wieweit Umweltschadstoffe diesen Reife- und Entsendeprozess beeinflussen, wurde bislang nicht untersucht. An diesem Punkt setzte das Team an.

Hypothese bestätigt

Aus mehreren Studien waren zwei Sachverhalte bereits bekannt: Zum einen, dass sich im Blut von Allergikern – gleich ob Kinder oder Erwachsene – erhöhte Zahlen an eosinophilen/basophilen Vorläuferzellen nachweisen lassen. Zum anderen, dass ein Auftreten von jenen peripheren Vorläuferzellen im Nabelschnurblut auf ein erhöhtes späteres Allergierisiko hindeutet. Die Hypothese, die Weiße und Lehmann auf dieser Basis entwickelten, verband erstmals diese Erkenntnisse aus der Stammzellforschung mit den Ergebnissen aus der langjährigen Expositionsforschung des UFZ.

„Wir wollten den Zusammenhang klären zwischen Umgebungseinflüssen und der Reifung und Differenzierung der Vorläuferzellen einerseits und deren Beitrag zum Allergiegeschehen andererseits. Konkret wollten wir wissen, ob das Auftreten von allergierelevanten Vorläuferzellen im Blut von Kleinkindern durch Umwelteinflüsse verändert werden kann“, so die Autorinnen.

Das Ergebnis der Studie, basierend auf Daten von 60 Kindern im Alter von einem Jahr: Kinder mit Hauterkrankungen wie atopischer Dermatitis oder Milchschorf haben erhöhte Mengen an eosinophilen Vorläuferzellen in ihrem Blut. In diesem Zusammenhang wurde nun erstmals der Nachweis erbracht, dass Kinder die bereits erkrankt sind, besonders sensibel auf Umweltexpositionen reagieren: Nachwuchs aus Familien mit hoher Belastung an flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) in der Wohnung zeigten deutlich mehr der allergierelevanten eosinophilen/basophilen Vorläuferzellen ( Weisse et al.: Clin Exp Allergy 2012 ). „Dass VOCs, die in hohem Maße aus Zigarettenrauch freigesetzt werden, den stärksten Effekt auf die Reifung von Stammzellen erbringen, war nicht völlig unerwartet“, erläutert Lehmann. „Ebenso wichtig ist jedoch“, ergänzt Weiße, „dass wir zeigen können, dass nur bei den Kindern, die bereits eine Hauterkrankung bekommen haben, eine durch Schadstoffe veränderte Anzahl an Stammzellen zu beobachten ist.“ Daher wird geschlussfolgert: Es besteht eine Verbindung zwischen genetischer Veranlagung für eine Erkrankung und Umwelteinflüssen – es gibt Faktoren in Umwelt und Lebensstil, die darüber entscheiden, ob eine genetische Anlage zur Ausprägung gelangt oder nicht.

LiNA

Hinter dieser Erkenntnis steckt ein hoher logistischer Aufwand: Da ist zum einen die Langzeitstudie „LiNA – Lebensstil und Umweltfaktoren und deren Einfluss auf das Neugeborenen-Allergierisiko“, die gemeinsam vom UFZ und vom Städtischen Klinikum St. Georg in Leipzig realisiert wird. 622 Mütter mit ihren insgesamt geborenen 629 Kindern konnten zwischen 2006 und 2008 für die Studie gewonnen werden. Um mit LiNA auch Umwelteinflüsse aus der vorgeburtlichen Phase erfassen zu können, wurden die Mütter – im Unterschied zu früheren vergleichbaren Neugeborenenstudien – bereits während der Schwangerschaft und die Kinder vom Zeitpunkt der Geburt an in die Untersuchungskohorte aufgenommen.

Zum anderen galt es, die für die Stammzellanalysen notwendige Methode im Labor des kanadischen Kooperationspartners, Prof. Judah Denburg von der McMaster University in Hamilton, zu erlernen und anschließend nach Deutschland zu transferieren. Sechs Monate arbeitete Weiße in Kanada, um sich das entsprechende Know-how anzueignen und von den Erfahrungen der kanadischen Partner zu profitieren. „Mit dem Thema Umweltbelastung und Stammzellen haben wir ein spannendes neues Forschungsfeld etabliert“, sind sich Lehmann und Weiße einig.

Quelle: Pressemitteilung UFZ

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