Ernährungsstrategien zur Allergieprävention bei Kindern

Es gibt immer noch keine Therapie, die Kinder mit Asthma und allergischen Erkrankungen vollständig kurieren kann. Behandlungen konzentrieren sich auf die Symptombekämpfung. Die Beschwerden können so gelindert werden, sind aber vom Patienten üblicherweise über sehr lange Zeiträume oder gar lebenslang anzuwenden. Die beste Langzeittherapie ist immer noch die Vermeidung des auslösenden Allergens, z.B. bestimmter Nahrungsmittel.

Bisher wurden von der Forschung keine wirkungsvollen Strategien zur Prävention von Allergien gefunden. Deshalb ist die Entwicklung neuer Konzepte eine Notwendigkeit.

Die Prävention von Allergien durch die Ernährung im frühen Kindesalter ist ein solches Konzept, das Beachtung verdient. Bis vor Kurzem bestand Prävention einzig darin, dass man dazu riet, bestimmte Nahrungsmittel zu meiden, ganz besonders im Säuglings- und Kleinkindalter. Die neuesten Empfehlungen zielen aber nicht mehr in diese Richtung. Denn es konnte nicht bewiesen werden, dass das Weglassen bestimmter Nahrungsmittel oder deren späte Einführung Allergien verhindern kann. Ganz im Gegenteil konzentrieren sich neue Vorschläge darauf, dass der frühe Kontakt zu Allergenen eine Immuntoleranz induzieren kann. So öffnet sich möglicherweise ein Zeitfenster im frühen Kindesalter zur Verhinderung einer Entwicklung von Allergien. 

In unserer Bauernkindstudie (PASTURE/EFRAIM) haben wir bereits zeigen können, dass vielseitige Beikost im ersten Lebensjahr das Risiko einer atopischen Dermatitis reduziert. Denselben Effekt konnten wir auch für Asthma, Nahrungsmittelallergie und allergische Sensibilisierung nachweisen. Unabhängig davon konnten wir auch den schützenden Effekt von Beikost, vor allem Milchprodukten (z.B. Joghurt), die im ersten Lebensjahr eingeführt wurden, zeigen (wie im Newsletter vom Oktober 2012 beschrieben). 

Unsere Erkenntnisse aus der Bauernkindstudie unterstützen die Hypothese, dass im kindlichen Darmtrakt ein früher Kontakt zu verschiedenen Allergenen für die Entwicklung einer Immuntoleranz notwendig ist. Die Art der Ernährung, die Darmflora und die Immunantwort hängen eng zusammen. Eine mögliche Erklärung für den schützenden Effekt könnte die frühe Besiedelung des Darmes mit Keimen und deren Stoffwechselprodukte sein. Es wurde bereits gezeigt, dass die sogenannten kurzkettigen Fettsäuren, Stoffwechselprodukte von gewissen Darmbakterien, eine antientzündliche Wirkung besitzen. Diese kurzkettigen Fettsäuren werden durch die Fermentation von Kohlenhydraten im Darmtrakt generiert, sind aber auch in der Nahrung enthalten. Eine dieser Fettsäuren, Butyrat, ist in den Triglyceriden der Kuhmilch enthalten, deshalb ist der natürliche Butyrat-Gehalt in Milchprodukten hoch. 

Im Mausmodell der allergischen Atemwegentzündung (ähnlich wie Asthma) konnten wir erstmals den präventiven Effekt von kurzkettigen Fettsäuren beobachten. Wir haben den Mäusen über die gesamte Dauer des Experiments die kurzkettigen Fettsäuren oral verabreicht. Normalerweise befinden sich in einer gesunden Lunge nur einige Makrophagen, die die Lunge durchwandern. Sobald eine Allergie ausgelöst wird, steigt die Zellzahl in der Lunge stark an, was vor allem auf dem Einwandern von eosinophilen Zellen beruht. Wir haben die Lungen von Mäusen in unserem Allergie-Modell ausgewaschen und die darin enthaltenen Zellen gezählt. Dabei konnten wir zeigen, dass die Gabe von kurzkettigen Fettsäuren die Anzahl der in der bronchoalveolären Lavage (BAL, Auswaschung der Lunge) enthaltenen Zellen deutlich reduzieren kann. 

Auch für eine Allergie typische Botenstoffe gehen durch die Gabe von kurzkettigen Fettsäuren deutlich zurück, was den schützenden Effekt dieser kurzkettigen Fettsäuren in einer Allergie weiter bestätigt. 
Diese vielversprechenden Resultate im Mausmodell lassen uns weitere Projekte dieser Richtung in Angriff nehmen. Geplant sind Gaben von kurzkettigen Fettsäuren kombiniert mit einem Butyrat verstärkenden Substrat und ebenso von Butyrat produzierenden Probiotika. 

In der Bauernkindstudie planen wir, den Gehalt an kurzkettigen Fettsäuren in Stuhlproben aus dem ersten Lebensjahr zu untersuchen. Der Zusammenhang zwischen Fettsäuregehalt und Ernährung soll untersucht werden. 

Die oben beschriebenen Resultate weisen in eine Richtung, die die Entwicklung von wirkungsvollen Ernährungsstrategien zur Prävention allergischer Erkrankungen möglich macht.

Wie anpassungsfähig sind Neutrophile gegenüber entgegengesetzten Signalen?

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

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

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

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

Forschung, die unter die Haut geht

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

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

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.