Millionen Amerikaner leiden unter Nahrungsmittelallergien. Albina Glisic/Shutterstock.com
In der Vergangenheit 30 Jahre, Nahrungsmittel-Allergien sind immer häufiger geworden in den Vereinigten Staaten. Veränderungen in der menschlichen Genetik können den plötzlichen Anstieg nicht erklären. Das liegt daran, dass es viele Generationen dauert, bis sich Veränderungen innerhalb einer Bevölkerung so weit ausbreiten. Vielleicht liegt die Erklärung in Veränderungen unserer Umwelt, insbesondere unserer inneren Umgebung. Veränderte Lebensstilpraktiken im letzten halben Jahrhundert – zunehmender Einsatz von Antibiotika und antimikrobiellen Mitteln, Oberflächensterilisation, Luftfiltration und Ernährungsumstellungen – haben unsere innere Umgebung verändert und wichtige Bakterien mit positiven Auswirkungen auf die Gesundheit ausgelöscht.
Für viele Jahre, meine Forschungsgruppe an der University of Chicago hat die Rolle untersucht, die Darmbakterien bei der Vorbeugung von allergischen Reaktionen auf Nahrungsmittel spielen. Bakterien bilden zusammen mit Viren, Pilzen und anderen kleinen Organismen, die in und auf unserem Körper leben, das Mikrobiom und spielen eine entscheidende unterstützende Rolle für die Gesundheit.
Das Mikrobiom ist unsere innere Umgebung. Menschen und Mikroben sind gemeinsam „aufgewachsen“: Mit der Evolution der Menschen entwickelten sich auch ihre Mikroben. Wir neigen dazu zu glauben, dass sich Gesundheitspraktiken langsam ändern, doch aus der Sicht der Bakterien in unserem Darm vollzogen sich Veränderungen in ihrer Zusammensetzung und Funktion schneller – und die Ergebnisse sind dramatisch.
Darmbakterien und Allergien
Vor einigen Jahren hat meine Forschungsgruppe zusammen mit einem Mitarbeiter in Italien Roberto Berni Canani, verglich die Bakterien, die bei Säuglingen mit einer diagnostizierten Kuhmilchallergie vorhanden waren, mit solchen ohne. Wir fanden einige bemerkenswerte Unterschiede zwischen den beiden Gruppen. Dies führte uns zu der Frage, ob die unterschiedlichen Bakterien, die in jeder der beiden Gruppen vorhanden sind, ausreichen, um vor Allergien zu schützen. Und wenn ja, könnten wir herausfinden, warum?
Um diese Idee zu testen, haben wir das gesamte Mikrobiom der beiden unterschiedlichen Gruppen – der gesunden Säuglinge und der Kuhmilchallergiker – in spezielle Labormäuse transplantiert, die in einer völlig sterilen Umgebung ohne eigene Bakterien gezüchtet wurden. Die Idee war einfach: Wenn wir Mäusen die verschiedenen Bakteriengruppen verpflanzen, wird die Maus dann allergisch gegen Kuhmilch oder nicht?
Als wir dies taten, waren wir von den Ergebnissen verblüfft: Die Bakterien eines gesunden Säuglings konnten die Maus davor schützen, eine anaphylaktische Reaktion auf ein Kuhmilchprotein zu entwickeln, während dies bei den Bakterien eines Säuglings, der gegen Kuhmilch allergisch war, nicht der Fall war.
Eine neue Diagnose?
Als wir die Bakterien katalogisierten, die in Mäusen vorhanden waren, die mit gesunden Bakterien besiedelt waren, und diejenigen, die in Mäusen vorhanden waren, die mit kuhmilchallergischen Bakterien besiedelt waren, konnten wir das Verhältnis von schützenden zu nicht schützenden Gruppen berechnen. Dieses Verhältnis könnte genau vorhersagen ob die Säuglinge eine Allergie hatten oder nicht. Wir haben auch gelernt, dass die beiden verschiedenen Bakteriengruppen unterschiedliche Gene im Mäusedarm aktivieren.
Diese Gene beeinflussen verschiedene Prozesse im Darm, etwa den Stoffwechsel und die Durchlässigkeit. Wir haben insbesondere eine Bakterienart identifiziert, Anaerostipes caccae, als Schlüssel. Als wir nur diese Art in eine keimfreie Maus einsetzten, war die Maus vor einer Nahrungsmittelallergie geschützt.
Bakterien (rot) befinden sich zwischen den Epithelzellen (blau) und dem Schleim (grün) des Dünndarms einer Maus. UChicago,
Diese Studien zeigen eine gesundheitsfördernde Rolle des Mikrobioms bei Nahrungsmittelallergien. Es ist klar, dass die innere Umgebung des Darms bei Säuglingen mit und ohne Nahrungsmittelallergie sehr unterschiedlich ist und dass diese innere Umgebung die Biochemie des Darms verändert.
Unsere Studie schlägt auch einen Weg vor, diese schützenden Bakterien und die von ihnen produzierten Moleküle als Therapien zur Vorbeugung und Behandlung von Nahrungsmittelallergien zu nutzen. Sie könnten auch als diagnostisches Instrument zur Vorhersage von Allergien und Allergierisiken eingesetzt werden. Therapien, die auf dieser Idee basieren, werden noch fünf bis zehn Jahre entfernt sein, aber ich bin gespannt auf ihre Aussichten. Solche Therapien können Kindern, Eltern, Betreuern und Patienten mit Nahrungsmittelallergien Linderung verschaffen.
Über den Autor
Cathryn Nagler, Bunning-Professorin für Lebensmittelallergie, University of Chicago
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