Wie die Darmflora von Neugeborenen das spätere Allergierisiko beeinflusst

San Francisco – Eine Stuhlprobe aus der Windel eines einen Monat alten Säuglings könnte in Zukunft verraten, ob das Kind im Alter von vier Jahren an einer Atopie oder einem allergischen Asthma erkrankt ist. Eine Studie in Nature Medicine (2016; doi:10.1038/nm.4176) zeigt, dass Kinder, die später eine Atopie entwickeln, schon frühzeitig eine Störung der Darmflora haben. Diese ging mit der Bildung von kurzkettigen Fettsäuren einher, die in Experimenten das Gleichgewicht des Immunsystems in Richtung einer Allergie verschob.

Menschen werden mit einem keimfreien Darm geboren. Kurz nach der Geburt gelangen die ersten Mikroorganismen in den Darm, wo sie in der Folge eine Darmflora bilden. Die Bakterien, aber auch Pilze kommunizieren mit dem Immunsystem des Darms, das einerseits verhindern muss, dass Krankheitserreger in den Kreislauf gelangen. Andererseits lernt das Immunsystem, harmlose von pathogenen Keimen zu unter­scheiden. Eine Störung der Darmflora steht seit einiger Zeit im Verdacht, eine spätere Allergiebereitschaft zu fördern. 

Dies war bereits Gegenstand verschiedener Studien. Doch niemals wurden bisher so viele Stuhlproben von Kindern zu einem so frühen Zeitpunkt untersucht, wie von Susan Lynch und Christine Cole Johnson. Die Forscherinnen der Universität von Kalifornien in San Francisco konnten Stuhlproben von 298 Säuglingen untersuchen, die im Rahmen der Wayne County Health, Environment, Allergy and Asthma Longitudinal Study (WHEALS) im Alter von einem bis elf Monaten entnommen und tiefgefroren archiviert worden waren. Die WHEALS hatte genaue Daten zur Entwicklung von allergischen Erkrankungen in den ersten vier Jahren gesammelt, so dass die Forscher die Ergebnisse ihrer Mikrobiom-Analyse mit den späteren Erkrankungen in Verbindung setzen konnten.

Bereits im Alter von einem Monat gab es deutliche Unterschiede in der Darmflora. Die Forscher unterscheiden drei Gruppen der Darmflora, eine war auffällig und signifikant mit einer späteren Atopie assoziiert. Sie war gekennzeichnet durch eine geringe Konzentration von bestimmten Bakterien (beispielsweise Bifidobacterium, Akkermansia und Faecalibacterium) und eine relativ hohe Konzentration von Pilzen (Candida und Rhodotorula). Von den 11 Säuglingen mit diesem Mikrobiom hatten sechs bis zum zweiten Lebensjahr eine Atopie entwickelt, dreimal so viel wie in den beiden anderen Gruppen. 

Die Forscher untersuchten auch, wie die Darmbakterien das Atopie-Risiko steigern könnten. Zunächst brachten sie (keimfreie) Flüssigkeit aus den Stuhlproben im Labor mit Immunzellen von gesunden Menschen zusammen. Bei den Kindern mit dem atopischen Mikrobiom kam es prompt zu einem Anstieg von T-Helferzellen (Th), die Interleukin 4 freisetzen. Dies ist ein typisches Merkmal für eine Th2-Reaktion, die das immunologische Gleichgewicht später in Richtung Allergie verschieben kann.

Die Forscher haben dann untersucht, welche Bestandteile der Fäkalflüssigkeit diese Reaktion auslösen. In der Gruppe mit späterer Atopie war die Konzentration einer kurzkettigen Fettsäure mit der Bezeichnung 12,13-DIHOME erhöht. Diese Substanz war in einem weiteren Experiment ebenfalls mit einer Verschiebung des immunologischen Gleichgewichts verbunden. Die Forscher vermuten, dass die Bakterien über die Bildung von 12,13-DIHOME (und vielleicht noch anderen Substanzen) in der Darmwand die Bildung von regulatorischen T-Zellen vermindern, deren Aufgabe die Vermeidung von allergischen Reaktionen ist.

Die Studie liefert einen weiteren Beleg für die Hygiene-Hypothese allergischer Erkrankungen. Wenn die Kinder in den ersten Lebenswochen in einer keimreduzierten Umgebung aufwachsen, wird ihnen die Chance genommen, eine Darmflora aufzubauen, die sie im späteren Leben vor Allergien schützt. © rme/aerzteblatt.de