Erfolgreiche interdisziplinäre Kooperation der Mikrobiologie und der Allergologie – von der Feldforschung zur „cutting edge“ Molekularbiologie

28. Februar 2016

Pollen besitzen ein für jede Pflanzenart spezifisches Mikrobiom!
Die Anzahl und Schwere der Erkrankungen auf Grund von Pollenallergien steigt stetig an. Inzwischen gehen die Wissenschaftler davon aus, dass die pflanzeneigenen Abwehrmechanismen gegen Umweltfaktoren, wie etwa Abgase oder ungünstige mikrobielle Überbelastung, einen entscheidenden Anteil an der Allergenität von Pollen und Pollenbeisubstanzen tragen. Dabei ist wichtig zu verstehen, dass Mikroben an sich noch keine negative Auswirkung auf Pflanzen (und Menschen) haben. Vielmehr scheint die „richtige Mischung“ (Diversität) von Mikroben entscheidend für die Gesundheit von Mensch, Tier und Umwelt zu sein. Die unten genannte Publikation beschreibt zunächst, welche unterschiedliche Art und Anzahl von Mikroben auf Birken- und Gräserpollen sitzen. Beschrieben werden einerseits die Unterschiede im Pollenmikrobiom zwischen verschiedenen Pflanzenarten und zum anderen die Unterschiede zwischen dem Pollenmikrobiom der gleichen Pflanzenart, aber unter dem Einfluss verschiedener Umweltfaktoren wie etwa Standort und Schadstoffbelastung. In einem zweiten Schritt wurden mögliche Zusammenhänge zwischen Luftverschmutzung, Pollenmikrobiom und der Allergenität von Pollen hergestellt.

Wenn wir die Umwelt weniger schädigen, wird auch die Allergenität von Pflanzenpollen sinken.

In diesem Zusammenhang konnte das Forscherteam feststellen, dass eben genau die Luftverschmutzung (Verkehrsbelastung) und eine „schädliche mikrobielle Belastung“ die Allergenität von Pollen negativ beeinflusst – es wird also mehr Allergen freigesetzt. Ziel ist, nunmehr zu verstehen, was Pollen dazu bewegt, mehr Allergen frei zu setzen und welche Mikroben hier als „Trigger“ (auslösende Faktoren) fungieren. Klar scheint zu sein, dass die Allergenproduktion und Allergenfreisetzung eine Abwehrreaktion darstellt – eine Art Stresssituation, die das Überleben der Pflanze sichern soll. Durch ein nachhaltiges Umweltmanagement muss die Pflanzenwelt in der Zukunft positiver beeinflusst werden, damit Pflanzen weniger (krankheitsverursachendes) Pollenallergen produzieren und somit die Patienten weniger Symptome haben und weniger Allergien entstehen.

Im Februar 2016 konnte für den Bereich der Medizin im international hoch gelisteten Fachjournal PLOS One die entsprechende Publikation „Pollen-Associated Microbiome Correlates with Pollution Parameters and the Allergenicity of Pollen“ (Erstautorin: Andrea Obersteiner) erfolgreich veröffentlicht werden. Die Publikation ist das Ergebnis einer ausgezeichneten interdisziplinären Kooperation zwischen dem Institut für Umweltmedizin am UNIKA-T und der Abteilung Mikroben-Pflanzen Interaktion am Helmholtz Zentrum München. Die wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen des Instituts für Umweltmedizin Stefanie Gilles, Isabelle Beck und Franziska Häring sowie Institutsdirektorin Claudia Traidl-Hoffmann freuen sich, durch ihre Forschungsleistungen einen bislang einmaligen Beitrag für das Verständnis über den Zusammenhang zwischen Mikrobiom, Luftverschmutzung und Pollenallergenität geleistet zu haben.

Wie anpassungsfähig sind Neutrophile gegenüber entgegengesetzten Signalen?

22. Februar 2024

Paola Martinez Murillo, Postdoktorandin in der Gruppe von Pierre-Yves Mantel von der CK-CARE AG, erhielt ein Spark-Stipendium des SNF, um die Auswirkungen gegensätzlicher Signale auf die Biologie der Neutrophilen bei atopischer Dermatitis zu untersuchen.

Spark ist ein Förderungsprogramm des Schweizerischen Nationalfonds (SNF) mit dem Ziel, Projekte zu unterstützen, die unkonventionelles Denken zeigen und einen einzigartigen Ansatz einführen. Spark ist sehr kompetitiv und unterstützt Projekte, die auf vielversprechenden und originellen Ideen basieren. CK-CARE wurde im Juni 2023 vom SNF als förderungswürdige Institution anerkannt, wodurch den Forschenden von CK-CARE neue Förderungsmöglichkeiten eröffnet worden sind.

Dieses Projekt zielt darauf ab, zu verstehen, wie zwei gegensätzliche Signale – eine dysregulierte Immunumgebung bei Ekzemen (Th2-Reaktion) und eine bakterielle Besiedlung (Th1-Reaktion) – die Funktion der Neutrophilen beeinflussen.

Neutrophile sind kleine, aber leistungsstarke Immunzellen in unserem Blut, die Bakterien und Viren abwehren. Sie leben nur 2-3 Tage und können schnell auf Infektionen reagieren. Neutrophile können sich dank ihrer genetischen Anweisungen (RNA) an verschiedene Situationen anpassen. Die reversiblen Veränderungen in der DNA unseres Körpers, die so genannten epigenetischen Modifikationen, sind entscheidend für eine funktionierende Immunantwort.

Ekzeme, eine chronische Hauterkrankung, entstehen, wenn verschiedene Faktoren wie Genetik, Hautschäden und Immunreaktionen durcheinandergeraten. Menschen mit Ekzemen haben neutrophile Granulozyten, die bei der Bekämpfung von Bakterien nicht so gut funktionieren, wodurch sie anfälliger für Infektionen sind.

Diese Studie untersucht eine Wissenslücke bei der Anpassung von Neutrophilen an ein allergisches Milieu welche durch transkriptionelle, epigenetische und funktionelle Analysen der Neutrophilen geschlossen werden soll. Anschliessend soll der Effekt einer Dupilumab Behandlung auf die Funktionalität von Neutrophilen in Patienten mit atopischer Dermatitis genau untersucht werden.

Environmental exposure and sensitization patterns in a Swiss alpine pediatric cohort

19. Dezember 2023

The level of environmental exposure throughout life may contribute to the prevalence of allergic sensitization and allergic disease. The alpine climate has been considered a healthy climate with little allergen exposure and pollution. We conducted a cross-sectional study to investigate local environmental exposure and concomitant prevalence of allergic sensitization among local school children born and raised in an alpine environment.

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CK-CARE Teamtreffen 2023

23. Oktober 2023

Vom 19. bis 20. Oktober fand das 17. CK-CARE Teamtreffen statt, an dem Mitarbeitende aus Davos sowie weiteren Standorten (Augsburg, Bonn, St. Gallen und Zürich) zusammenkamen. Auch das CK-CARE Scientific Board und der CK-CARE Verwaltungsrat waren an diesem zweitägigen Anlass vertreten.

Im Zentrum dieses Teamtreffens stand das Thema «Artificial Intelligence (AI) – Rollen, Veränderungen, Chancen und Herausforderungen», v.a. im medizinischen Bereich und in der allergologischen Forschung. Rolf Pfister, Research Director des Lab42 aus Davos, und Kilian Parigger von Cloudflight hielten zu diesem Thema jeweils eine interessante Präsentation und beantworteten in einer Paneldiskussion mit zwei medizinischen Fachpersonen alle Fragen rund um AI im Kontext von CK-CARE. Die Teilnehmenden des Teamtreffens setzten sich am nächsten Tag in Gruppenarbeiten mit Schlüsselfragen zu verschiedenen Themenfeldern zur Behandlung von Neurodermitis auseinander, deren Resultate anschliessend präsentiert wurden. Abgerundet wurde dieses Teamtreffen mit einer Führung im Kirchner Museum Davos und einem gemeinsamen Nachtessen zum ausgiebigen Netzwerken.

Der Medizincampus wächst

12. September 2023

Deutlich sichtbar für alle wächst in Davos Wolfgang der Medizincampus in die Höhe.

Forschung, die unter die Haut geht

6. September 2023

Neue Methoden der CK-CARE-Forschungsgruppe von Prof. Mirjam Schenk enthüllen molekulare Ursachen der atopischen Dermatitis.

Vollständiger Artikel aus der Davoser Zeitung

Räumliche Transkriptomik in Kombination mit Einzelzell-RNA-Sequenzierung entschlüsselt das komplexe Netzwerk von Immunzellen bei atopischer Dermatitis

27. Juli 2023

Atopische Dermatitis (AD) ist eine chronisch-entzündliche Hauterkrankung, von der weltweit bis zu 3-5 % der Erwachsenen und 20 % der Kinder betroffen sind. An der Pathophysiologie der AD sind verschiedene Faktoren beteiligt, darunter die Genetik, eine veränderte Hautbarrierefunktion und immunologische Anomalien.