Was macht die Asthma-Forschung?

Forschungsansätze

Neue Forschungserkenntnisse verändern und verbessern das Verständnis chronischer Atemwegserkrankungen stetig. Wissenschaftler erforschen weltweit in multidisziplinären Teams aus Medizin, Biologie und Chemie die Ursachen von Asthma bronchiale. Dabei stehen besonders folgende Fragen im Fokus:

     

  • Wie entstehen die Veränderungen in den Atemwegen?
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  • Welche molekularen Mechanismen führen zu den verschiedenen Asthma-Formen?
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  • Welche Rolle spielt die Vererbung bei der Entstehung von Asthma, und wann und auf wie wirken sich bestimmte Umwelteinflüsse aus?
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  • Wie können Menschen mit erhöhtem Asthma-Risiko frühzeitig erkannt werden und was können sie vorbeugend tun?
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  • Welche Rolle spielen akute Verschlechterungen, sogenannte Exazerbationen für den Krankheitsverlauf?
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  • Warum wird Asthma chronisch und sind diese Prozesse umkehrbar?
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  • Wie können neue Asthma-Therapien entwickelt werden und wer profitiert von welcher Behandlung?

Kindliches Asthmarisiko schon vor der Geburt beeinflussen?

Verschiedenen Studien beschreiben eine Reihe von Faktoren, die das kindliche Asthmarisiko bereits vor der Geburt beeinflussen. Als schützend werden beispielsweise Stallkontakt und mediterrane Kost bei werdenden Müttern diskutiert. Rauchen in der Schwangerschaft erhöht hingegen die Wahrscheinlichkeit, dass das Kind an Asthma erkrankt.

Die Mechanismen der frühen Prägung werden u.a. am Versuchsmodell untersucht. im Fokus stehen sowohl der Einfluss von Umweltfaktoren auf die sogenannte Epigenetik, als auch der gezielte Einsatz von günstigen Umweltfaktoren, um frühe Fehlprogrammierungen zu verhindern oder zu korrigieren. So soll allergisches Asthma hinauszögert oder gar dauerhaft unterbunden werden (Primäre Prävention).

Auch auf die Frage, warum manche Kinder, die in den ersten Lebensjahren häufig spastische Atemwegsinfekte hatten, später ein Asthma entwickeln, andere diese Beschwerden aber wieder vollkommen verlieren, versuchen Forschende Antworten zu finden. 

Analytische Suche nach Asthmagenen

Krankheitsrelevante Genveränderungen zu identifizieren, scheint angesichts der schieren Größe des menschlichen Genoms (ca. drei Milliarden Basenpaare) der sprichwörtlichen Suche nach der Nadel im Heuhaufen gleich zu kommen. Glücklicherweise gibt es heute Techniken, mit denen sich die DNA relativ schnell durchsuchen und analysieren lässt. Besonders aufschlussreich ist dabei der Vergleich mit dem Erbgut von gesunden Menschen.

Mit Hilfe von groß angelegten Studien konnten Forschende bereits bestimmte Genvarianten identifizieren, die das Asthmarisiko erhöhen. Besonderes Interesse gilt dabei den Bereichen des Erbguts, die einen Einfluss auf das Immunsystem haben. Schließlich ist die körpereigene Abwehr mit den verschiedenen Typen von Immunzellen und Botenstoffen bei der Entstehung von Asthma von zentraler Bedeutung.

Hygiene-Hypothese: Mikroben als Schutz vor Asthma?

Die „Hygienehypothese“ oder auch „Bauernhofhypothese“ mit der sich Forschende seit einigen Jahren intensiv beschäftigen, besagt vereinfacht ausgedrückt, dass Kontakt mit speziellen Mikroorganismen, wie Bakterien oder Pilzen, das Risiko für Asthma und Allergien verringern kann.

Kann ein Leben auf dem Bauernhof
vor Asthma bronchiale schützen?
©stefano - Fotolia.com

Die Idee des „Bauernhofeffekts“ entwickelte sich, da epidemiologische Untersuchungen zeigen, dass Kinder, die auf einem bewirtschafteten Bauernhof aufwachsen, generell seltener von Allergien betroffen sind als Kinder die zwar auf dem Land, jedoch nicht auf einem Bauernhof groß werden.

Mittlerweile vermutet man, dass der Effekt durch eine größere Vielfalt an Mikroorganismen entsteht. Eine mögliche Erklärung ist, dass (größtenteils harmlose) Umweltmikroben das reifende Immunsystem prägen, und so ein Schutz vor allergischen Erkrankungen aufgebaut wird. Langfristig hoffen die Forschenden anhand dieser Ergebnisse, Therapieansätze zu entwickeln, mit denen man sich vor Asthma schützen kann.

Lesen Sie mehr zu Allergien beim Allergieinformationsdienst des Helmholtz Zentrums München: www.allergieinformationsdienst.de

Welchen Einfluss haben Luftschadstoffe?

Welche Bedeutung die Luftverschmutzung durch Verkehr und Industrie für die Entwicklung von Asthma hat, wird in der Wissenschaft nach wie vor kontrovers diskutiert.

Allerdings zeichnet sich ab, dass gerade verkehrsbedingte Schadstoffbelastung die Atemwegssymptome bei Asthmatikern verstärkt, die Lungenfunktion verschlechtert und die Sensibilisierung gegenüber Allergenen fördert.

Bewschwerdefrei heißt nicht entzündungsfrei – Airway remodeling

Der typische Krankheitsverlauf von Asthma ist durch wiederkehrende Asthmaanfälle gekennzeichnet, dazwischen können die Betroffenen vollkommen beschwerdefrei sein. Verschiedene Forschergruppen fanden heraus, dass auch in den Phasen, in denen keine Beschwerden auftreten, schwere Entzündungen in den Bronchien nachweisbar sind. Die Atemwege leiden also unbemerkt weiter und drohen dauerhaft Schaden zu nehmen.

Durch die chronische Entzündung kann es zu einem strukturellen Umbau des Lungengewebes kommen, der als "Airway Remodeling" bezeichnet wird:

Das Airway Remodeling kann zu einer nicht umkehrbaren Verengung der Atemwege und bleibenden Beeinträchtigungen der Lungenfunktion führen. Die dahinterstehenden Prozesse liegen noch weitgehend im Dunkeln. Forschende setzten daher auch einen Schwerpunkt auf die Mechanismen des Airway Remodelings in der Hoffnung, daraus neue Therapiemöglichkeiten ableiten zu können.

Antikörper gegen die Entzündung

Eine neue Möglichkeit in der Asthma-Therapie ist seit einiger Zeit der Eingriff in die sogenannte TH2-Entzündungskaskade. Durch Blockade einzelner Entzündungsbotenstoffe (Zytokine) und deren Rezeptoren, kann die überschießende Entzündungsreaktion blockiert werden.

Biologika zur Behandlung von Asthma
richten sich gegen die Entzündung in
der Lunge. ©ustas - Fotolia.com

In den vergangenen Jahren wurden verschiedene Antikörper (Biologika) gegen Entzündungsbotenstoffe der TH2-Reaktion oder deren Rezeptoren entwickelt. Mit dem Ziel, die dauerhafte Gabe von Cortison zu reduzieren und die Gefahr von Exazerbationen zu verringern.

Deshalb richten sich diese Medikamente zunächst auch nur an Patienten mir schwer zu kontrollierenden Krankheitsverläufen, die mit der empfohlenen Standardtherapie nur unzureichend behandelt sind.

Die Erfahrung aus unterschiedlichen Studien hat gezeigt, dass diese zielgerichteten Therapien zwar sehr gut funktionieren – aber nur in vorher gut ausgewählten Untergruppen. Liegt dem Asthma im Einzelfall eine andere Art der Entzündung zugrunde (Non-TH2) wirken die Medikamente nicht besser als Vergleichspräparate ohne Wirkstoff (Placebo).

Neu ist an diesen Medikamenten nicht nur die Wirkungsweise, sondern auch die Art der Anwendung: Die künstlich hergestellten Antikörper werden ein bis zweimal im Monat unter die Haut gespritzt oder als Infusion gegeben und gelangen über den Blutstrom an ihren Wirkort, die Lunge.

Unsere wissenschaftliche Beratung für diesen Text:

Quellen:

     

  • Kirjavainen, P. V. et al.: Farm-like indoor microbiota in non-farm homes protects children from asthma development. In: Nature Medicine, 17. Juni 2019 
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  • Thomson, N. et al.: Emerging therapies for severe asthma. In: BMC Medicine, 2011, 9: 102 – 109
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  • Grayson, M.H. et al.: Advances in asthma in 2017: Mechanisms, biologics, and genetics. J Allergy Clin Immunol. 2018 Nov; 142(5):1423-1436. doi: 10.1016/j.jaci.2018.08.033. 
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  • Von Mutius, E. und Vercelli, D.: Farm living: Effects on childhood asthma and allergy. In: Nature Reviews Immunology, 2010, 10(12): 861 – 868
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  • Schuijs, MJ et al.: Farm dust and endotoxin protect against allergy through A20 induction in lung epithelial cells. In: Science 2015, 349(6252):1106-10
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  • Rice, M. et al.: Lifetime Air Pollution Exposure and Asthma in a Pediatric Birth Cohort, Journal of Allergy and Clinical Immunology (2018), doi: 10.1016/j.jaci.2017.11.062
  • Chrisopher L. et al.: Effect of Bronchoconstriction on Airway Remodeling in Asthma. In: N Engl J Med, 2011, 364: 2006-2015
  • Edris, A. et al.: Monoclonal antibodies in type 2 asthma: a systematic review and network meta-analysis. Respiratory Research, 2019, Article number: 179 
  • K.F. Chung: Targeting the interleukin pathway in the treatment of asthma. Lancet 2015; 386(9998): 1086-96.
  • Khreis, H. et al.: Outdoor Air Pollution and the Burden of Childhood Asthma across Europe. European Respiratory Journal 2019; DOI: 10.1183/13993003.02194-2018 
  • Holgate, S.: Pathophysiology of asthma: what has our current understanding taught us about new therapeutic approaches? In: Journal of Allergical and Clinical Immunology, 2011, 128(3): 495 - 505

Letzte Aktualisierung: 14. November 2019

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