Schutz vor Nahrungsmittelallergien und Nicht-IgE-Unverträglichkeiten bei Kindern, die in bäuerlicher Umgebung aufwachsen

Prof. Dr. Dr. hc. Erika von Mutius
PD Dr. Sonali Pechlivanis

In zahlreichen Studien konnte gezeigt werden, dass Kinder, die auf einem traditionellen Bauernhof aufwachsen, ein signifikant geringeres Risiko haben, allergische Atemwegserkrankungen wie Asthma und Heuschnupfen zu entwickeln. Diese Schutzwirkung hält bis ins Erwachsenenalter an: Junge Erwachsene, die auf traditionellen Bauernhöfen aufwachsen, haben etwa die Hälfte der Atopieprävalenz als Gleichaltrige, die in städtischen oder ländlichen, nicht bäuerlichen Umgebungen aufgewachsen sind. Dazu wurden in den letzten Jahren einige sehr große und umfangreiche Studien durchgeführt, die beschreiben sollten, wie sich Kinder, bzw. wie sich allergische Atemwegserkrankungen, in bäuerlichem, ländlichem oder städtischem Umfeld entwickeln. Mehr als tausend Familien wurden über die Jahre begleitet, mit Hilfe zahlreicher Fragebögen und Interviews konnten Umwelteinflüsse definiert werden und die entnommenen Bioproben konnten untersucht und analysiert werden. Dadurch konnten Aufenthalte von Kindern in Tierställen und Verzehr von unverarbeiteter Milch vor allem in frühem Kindesalter als Schutzfaktoren vor allergischen Atemwegserkrankungen identifiziert werden. Die Frage stellt sich, ob es auch solche Schutzfaktoren gibt, die sich Entwicklung von Nahrungsmittelallergien bemerkbar machen. Erste Ergebnisse deuten darauf hin, dass das bäuerliche Umfeld auch das Risiko einer Lebensmittel¬sensibilisierung erheblich verringert.
Das Gesamtziel dieses Teilprojekts ist es daher, relevante Umweltexpositionen, Lebensstilfaktoren und Mechanismen zu identifizieren, die mit Schutz vor Lebensmittelallergien und Nicht-IgE-Unverträglichkeiten bei Kindern im bäuerlichen Umfeld einhergehen. Dabei kann auf den bestehenden Schatz der bereits bestehenden Studien zurückgegriffen werden. Durch eine umfassende Analyse von Faktoren und Mechanismen, die bei Kindern mit Lebensmittelallergien und -unverträglichkeiten zugrunde liegen, sollen mögliche Risiko- aber auch mögliche Schutzfaktoren bei einer Entwicklung von Nahrungsmittelallergien und -unverträglichkeiten identifiziert werden. Wenn man Schutzfaktoren, bzw. Schutzmechanismen kennt, kann man entsprechende Präventionsmaßnahmen entwickeln und ergreifen.

Nahrungsmittelallergie und nicht IgE-vermittelte Nahrungsmittelintoleranz in einer populationsbasierten Kohorte

Prof. Dr. Claudia Traidl-Hoffmann
PD Dr. Stefanie Gilles
Prof. Dr. Annette Peters
Dr. Marie Standl
Lisa Maier

In den vergangenen Jahrzehnten konnte man weltweit eine stetige Zunahme von allergischen Erkrankungen feststellen. Dazu gehören auch Nahrungsmittelallergien oder Nahrungsmittelunverträglichkeiten. Einen großen Einfluss auf die Zunahme allergischer Erkrankungen haben sowohl Veränderungen des Lebensstils, im Fall von Lebensmittelallergien u.a. eine sich ändernde Ernährung, als auch Veränderungen von Umweltfaktoren.
In früheren Studien konnten verschiedene genetische Faktoren identifiziert werden, die Personen für die Entwicklung von Heuschnupfen, Asthma, Neurodermitis aber auch Nahrungsmittelallergien anfällig oder empfänglich machen können.
In Teilprojekt 2 soll untersucht werden, wie individuelle genetische Veranlagungen und Umwelt- und Lebensstilfaktoren zusammenspielen, um die Entwicklung einer Nahrungsmittelallergie oder -unverträglichkeit zu beeinflussen.
Auch hier wird auf eine in der Vergangenheit groß angelegte Studie zurückgegriffen. Zwischen 1999 und 2001 wurde in und um Augsburg eine umfassende Gesundheitsstudie mit über 6000 Teilnehmern zwischen 25 und 74 Jahren durchgeführt. Durch ausführliche Fragebögen konnten Lebensstil, Ernährung und Umwelteinflüsse definiert werden. Über die Jahre hinweg konnten in dieser Kohorte weitere Folgestudien durchgeführt werden, auch unter dem Aspekt von frühen und neu aufgetretenen allergischen Erkrankungen.
Basierend auf einer umfassenden Analyse dieser riesigen Kohorte mit Fokus Nahrungsmittelallergien und Nahrungsmittelunverträglichkeiten soll untersucht werden, welche Einflüsse aus Umwelt und Ernährung sich wie auf die genetischen Faktoren auswirken können, um eine Ausbildung von Allergien gegenüber bestimmten Nahrungsmitteln zu begünstigen oder zu verhindern. Dies soll dazu dienen, in Zukunft diagnostische Methoden zu entwickeln, die Nahrungsmittelallergien oder –unverträglichkeiten frühzeitig erkennen können, ohne dass man in mühsamer Kleinarbeit für sich selbst herausfinden muss, welches Nahrungsmittel gerade vertragen wird oder nicht.

Stratifizierung von über die Haut versus über den Darm entstandener Weizenallergie als humanes Modell für die Nahrungsmittelallergie

Prof. Dr. Knut Brockow
Dr. Valentina Faihs
Viktoria Schmalhofer
Dipl. oec. troph. Claudia Kugler
Prof. Dr. Katharina Scherf
Dr. Barbara Lexhaller

Was ist WDEIA? WDEIA steht für „Wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis“, auch bekannt als anstrengungs-getriggerte Weizenanaphylaxie. WDEIA ist eine Unterart der Weizenallergie, die zwar häufig vorkommt, aber oft nicht diagnostiziert wird. Die Symptome einer WDEIA beginnen 30 bis 480 Minuten nach Verzehr von Weizen oder Weizenbestandteilen gefolgt von körperlicher Anstrengung oder anderen Ko-Faktoren (beispielsweise Schmerzmittel oder Alkohol) und reichen von Nesselsucht zu Bauchkrämpfen, Atemnot, Herzrasen, Blutdruckabfall bis hin zum anaphylaktischem Schock mit Bewusstlosigkeit. Weizen und seine Bestandteile, wie beispielsweise Gluten, ist laut Anaphylaxie-Register bei Erwachsenen der häufigste Auslöser von Nahrungsmittelallergien. Bei WDEIA senkt körperliche Anstrengung als Ko-Faktor einer Nahrungsmittelallergie die Reaktionsschwelle und erhöht den Schweregrad der Reaktion bei Weizenallergie. Gluten in überhöhten Dosierungen kann bei Patienten mit WDEIA auch in Ruhe eine allergische Reaktion auslösen, selbst wenn in der Vorgeschichte Reaktionen nur in Kombination mit Kofaktoren wie körperlicher Anstrengung stattgefunden haben. Die Sensibilisierung, d.h. der Kontakt des allergieauslösenden Stoffes mit dem Immunsystem und die anschließende Entwicklung einer Abwehrreaktion des Immunsystems gegen den allergieauslösenden Stoff, gegenüber Weizen oder seine Bestandteile kann durch die Nahrung über den Darm erfolgen. In anderen Fällen kann diese Sensibilisierung aber auch über die Haut durch Kosmetika induziert werden, die Weizen oder dessen Weizenbestandteile enthalten.
Bisher gibt es keinen zufriedenstellenden Test, der v.a. eine Diagnose einer hautassoziierten WDEIA verlässlich ermöglichen würde. Daher bleibt diese Form der Allergie häufig unerkannt und wird als Folge davon nur unzureichend behandelt. Ein Hauptziel dieses Vorhabens ist, die unterschiedlichen Mechanismen der allergischen Sensibilisierung über den Darm oder die Haut und zusätzlich wichtige mögliche weitere Faktoren aus Umwelt oder Lebensstil zu identifizieren, die bei Patienten mit WDEIA zugrunde liegen.
Konkret wird durch dieses Vorhaben einen Beitrag zur biomedizinischen Ursachenforschung zu den zugrundeliegenden Pathomechanismen der Nahrungsmittelallergie geleistet. Weizen und seine Bestandteile werden intensiv dahingehend untersucht, welcher Bestandteil, inklusive der zunehmend von der Kosmetik verwendeten hydrolysierten Weizenproteine, welche Rolle bei der Entstehung von Weizenallergien bzw. WDEIA spielt. Es sollen diagnostische Biomarker identifiziert werden, die auch für das frühzeitige Erkennen von Nahrungsmittelallergien eine Rolle spielen können. Zusätzlich soll untersucht werden, welche Auswirkungen eine Immuntherapie mit Dupilumab bei Patienten mit schwerer Neurodermitis auf entsprechend identifizierte Biomarker für Nahrungsmittelallergien haben.
Innovative Diagnose- und Therapiemöglichkeiten führen letztendlich zu einer besseren Gesundheitsversorgung von Menschen mit Nahrungsmittelallergien.

Sublinguale spezifische Immuntherapie für birkenpollenassoziierte Nahrungsmittelallergien

PD Dr. Adam Chaker
Dr. Claudia Jerin
Dr. Sebastian Kotz
Lisa Pechthold
Jana Hartmann

25 % der europäischen Bevölkerung leiden an Heuschnupfen. Dabei kann bei Birkenpollenallergikern eine Lebensmittelallergie vorkommen, die direkt mit ihrer Allergie gegen Birkenpollen zusammenhängt, die sogenannte Birkenpollenassoziierte Lebensmittelallergie (englisch: Pollen Food Syndrome, PFS). Sie ist die häufigste Lebensmittelallergie und betrifft ca. 70 % aller Birkenpollenallergiker in Europa. Lebensmittel wie rohe Äpfel, Haselnüsse, Möhren und viele andere botanisch verwandte Allergenquellen inkl. Soja und Erdnuss führen bei Genuss zu Juckreiz, Zungenbrennen, Lippen- und Zungenschwellungen und einem Fremdkörpergefühl im Rachen. Hierbei handelt es sich um lokale allergische Reaktionen, die allerdings eine deutliche Einschränkung der Lebensqualität der Patienten bedeuten und denen eine abwechslungsreiche, vitaminhaltige und gesunde Ernährung damit deutlich erschwert wird, da eine große Anzahl von Feldfrüchten, Gemüsen und Obst letztlich Substanzen enthalten, die von der Struktur her ähnlich aufgebaut sind wie der allergieauslösende Stoff bei Birkenpollen. Durch eine Mehrbelastung beispielsweise im Pollenflug oder durch sportliche Betätigung oder Alkoholgenuss kann es nach Genuss bestimmter Nahrungsmittel zu lebensbedrohlichen anaphylaktischen Schockzuständen kommen.
Während für Heuschnupfen und Asthma eine spezifische Allergen-Immuntherapie (früher Hyposensibilisierung) durch stetige Optimierungen etabliert und der Erfolg gut belegt ist, fehlt bisher der Nachweis, ob eine derartige Therapie für Lebensmittelallergien wie PFS wirksam und präventiv sein kann.
Das Hauptziel dieses Vorhabens ist daher zu untersuchen, ob durch eine sogenannte „sublinguale spezifische Immuntherapie“, d.h. durch eine orale Gabe von Birkenpollenallergenen, polleninduzierte Symptome einer Nahrungsmittelallergie vermindert oder gar verhindert werden können. Das Ziel ist es, dass PFS-Patienten, die vor dieser Therapie keine Äpfel vertragen haben, nach der Therapie wieder Äpfel essen können. Eine weitere Frage ist, ob Probiotika, v.a. Lactobazillen, die Wirkung der allergen-Immuntherapie unterstützen können. Auch hier sollen spezifische Biomarker zur Entwicklung einer diagnostischen Methode identifiziert werden, die sowohl eine frühzeitige Erkennung von PFS als auch eine Methode zur Bestimmung des Therapieerfolgs zulassen.

Mechanismen und Biomarkeridentifizierung von Nahrungsmittelallergie zur Stratifizierung von Krankheitsendotypen

Prof. Dr. Carsten Schmidt-Weber
Dr. Constanze Jakwerth
Hannah Kitzberger

Symptome von Nahrungsmittelallergien und -unverträglichkeiten sind vielfältig und nicht immer eindeutig einer allergischen Reaktion auf bestimmte Nahrungsmittel zuzuordnen. Zur Charakterisierung einer Nahrungsmittelallergie gibt es verschiedene diagnostische Analysen, darunter auch labordiagnostische Verfahren. Die genaueste und zuverlässigste Methode zum Nachweis allergischer Reaktionen auf bestimmte Nahrungsmittel, ist die sogenannte doppelblinde, plazebokontrollierte, orale Nahrungsmittelprovokation. Eine klinisch akut relevante Reaktion auf bestimmte Nahrungsmittel kann zur Abgrenzung einer Nahrungsmittelunverträglichkeit von einer eigentlichen Nahrungsmittelallergie herangezogen werden. Allerdings ist diese Testmethode aufwendig und mitunter mit dem Risiko eines anaphylaktischen Schocks verbunden. Dieser Test wird daher häufig stationär und unter strengster ärztlicher Aufsicht durchgeführt.
Das Ziel dieses Teilprojekts im Rahmen des ABROGATE-Konsortiums ist es, spezifische Biomarker oder eine Kombination spezifischer Biomarker im Blut von Patienten zu identifizieren und basierend darauf ein diagnostisches Verfahren zu entwickeln, das die Charakterisierung und Diagnose von Patienten mit allergischen Nahrungsmittelallergien ermöglicht. Diese Biomarker können eine präzise personalisierte medizinische Versorgung ermöglichen, aber auch zur Identifizierung der zugrundeliegenden Ursachen von den Nahrungsmittelallergien beitragen.
Neben eigenen Studien zur Charakterisierung von Sensibilisierungsprozessen an der Darmoberfläche stellt das Team aus Teilprojekt 5 eine Schnittstelle des Konsortiums dar, da Bioproben der klinischen Studien aus den Teilprojekten 1 bis 4 auf spezifische Biomarker untersucht werden, die eine Charakterisierung verschiedener Formen von Nahrungsmittelallergien zulassen.
Dieser Ansatz ermöglicht erstmals einen wesentlichen Schritt, um die zeitaufwändige Methode der doppelblinden, placebokontrollierten oralen Nahrungsmittelprovokation durch einen einfachen Labortest zu ersetzen.

Mikrobiom-Signaturen für die diagnostische und therapeutische Anwendung bei Lebensmittelallergien

Prof. Dr. Dirk Haller

PD Dr. Klaus Neuhaus

Dr. Aritra Mahapatra

Alle Oberflächen des menschlichen Körpers sind von einer immensen Vielzahl an Mikroorganismen, wie beispielsweise Bakterien oder Viren, besiedelt. Im Normalfall steht die Zusammensetzung der Mikroorganismen, das sogenannte Mikrobiom, in einem dynamischen Gleichgewicht und die vorhandenen Arten bilden mit ihrer Funktion und Zusammensetzung ein komplexes Ökosystem. Auf der Oberfläche des Darms ist die Besiedlung durch Mikroorganismen am dichtesten. Abgesehen von der (Vor-) Verdauung der Nahrungsmittel im Darm, die wichtig für die Nahrungsaufnahme in den menschlichen Körper ist, werden den Mikroorganismen, wie neueste Studien zeigen, noch weitere außerordentlich wichtige Funktionen zugeschreiben. Neue Erkenntnisse deuten darauf hin, dass anhaltende Störungen des mikrobiellen Ökosystems Ursachen für ein gestörtes Gleichgewicht zwischen den Mikroben und dem humanen Immunsystem sein können. Dies wiederum hat direkte Auswirkungen auf den klinischen Verlauf einer ganzen Reihe von Erkrankungen, die durch das Immunsystem beeinflusst werden, wozu auch Allergien gehören. Zahlreiche Studien an Personen die an Nahrungsmittelallergien leiden im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen, dysbiotische Veränderungen in der Zusammensetzung der Mikroorganismen im Darm, d.h. das Mikrobiom ist bei diesen Personen in ein Ungleichgewicht geraten. Dennoch konnten bisher noch keine Muster von verschieden vorkommenden Mikroorganismen identifiziert werden, die spezifisch eine Diagnose von allergischen Reaktionen oder Sensibilisierungen auf Lebensmittel zulassen würden oder die eine Prognose in der Krankheitsentwicklung unterstützen würden.

Das Hauptziel dieses Teilprojekts ist die Charakterisierung der Zusammensetzung des Mikrobioms des Darms bei verschiedenen Formen von Nahrungsmittelallergie, bzw. -unverträglichkeit, um Zusammenhänge zwischen den vorherrschenden Mikroorganismen und der Entstehung von Nahrungsmittelallergien zu erkennen. Hier bildet das Teilprojekt 6 eine Schnittstelle des Konsortiums, denn Proben der Teilnehmer der klinischen Studien anderer Teilprojekte dieses Konsortiums werden im Teilprojekt 6 auf die mikrobielle Zusammensetzung des Stuhls untersucht. Dies trägt dazu bei, weiterführend probiotische und personalisierte allergenspezifische Immuntherapien zu entwickeln, um Menschen, die an einer Nahrungsmittelallergie leiden langfristig wieder den unproblematischen Genuss eines weiten Spektrums an Nahrungsmitteln zu ermöglichen.

Öffentlichkeitsarbeit, Patienteneinbindung und Administration

Dipl. oec. troph. Sonja Lämmel

Evamaria Stütz

Der DAAB verfügt über langjährige Erfahrung in der Einbindung von Patienten in Studien.  Diese Kompetenz wird im ABROGATE-Projekt dahingehend genutzt, Patientenmeinungen und Feedback zu bestimmten Themen einzuholen. Durch drei Befragungen können eventuelle Anpassungen oder Verbesserungen der einzelnen Fragestellungen der Teilprojekte ermöglicht werden. Zielgruppe dieser Umfragen sind erwachsene Patienten oder Patienten mit Lebensmittelallergien und/oder nicht-IgE-vermittelten Lebensmittelunverträglichkeit zeigen.

Wesentliche Aufgabe des DAAB ist das Einbringen der Patientenperspektive, z.B. im Rahmen von Konsortiumstreffen und Telefonkonferenzen. Um das Ergebnis und den Erfolg der in der klinischen Studie (Teilprojekt 4) auch aus Sicht der Patienten zu evaluieren, wird ein Fragebogen mit einem speziellen, mit Patienten erarbeiteten Ergebnissystem validiert (Patient reported outcome measures; PROM). Dieses Ergebnissystem kann nach erfolgreicher Validierung in der SP4-Studie für zukünftige Studien zur Verfügung stehen. Der DAAB unterstützt das ABROGATE-Konsortium mit allen von ihren Patienten gemeldeten Rückmeldungen, die zuvor an klinischen Studien beteiligt waren.

Zudem wird der DAAB zwei weitere Befragungen für verschiedene Zielgruppen durchführen, um für das Forschungsprojekt relevante Fragestellungen direkt zu adressieren. Aufgabe hier ist die Erarbeitung, Verteilung und Auswertung der Fragebögen. In Abstimmung mit den jeweils relevanten Projektpartnern werden die jeweiligen Fragebögen entworfen. Sie werden im Projektverlauf nacheinander als anonymisierte Online-Befragungen durchgeführt und ausgewertet.

Eine weitere wesentliche Aufgabe des DAAB ist die Kommunikation der Projektinhalte für Patienten und Laien. Über die Ergebnisse wird der DAAB über seine Kanäle, wie die Zeitschrift Allergie konkret, den Blog und Newsletter informieren.