Hoffnungsvoller Ausblick: Neuer Ansatz das Asthmarisiko bei Kindern zu senken

Die Ursachen für Asthma im Kindesalter sind bisher nicht geklärt. Nun konnten Forschende der ALLIANCE- (ALL Age Asthma)-Kohorte des DZL unter Federführung von Helmholtz Munich und Technischer Universität München (TUM) einen Zusammenhang zwischen einer bestimmten Genvariante bei Kindern und der Entwicklung von Asthma aufzeigen. Dieser Meilenstein eröffnet neue Wege für therapeutische Ansätze. Die Ergebnisse wurden im renommierten American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine veröffentlicht.

Etwa eines von drei Kindern entwickelt in den ersten Lebensjahren eine frühe Form von Asthma. 80 Prozent von ihnen weisen eine genetische Variante auf dem Chromosom 17 auf. Diese Kinder neigen zu wiederholten Virusinfektionen, die später zu Asthma führen könnten. Die Mechanismen hinter dieser Genvariante waren bisher unbekannt, sodass lediglich die Symptome behandelt werden können. „Wir haben nun herausgefunden, warum der Gendefekt die Kinder anfälliger für Virusinfektionen macht, was ein hohes Risiko für die Entwicklung von Asthma darstellt“, sagt Dr. Constanze Jakwerth, Erstautorin der Studie.

Analyse von Proben aus der Nasenhöhle

Bereits zuvor durchgeführte epidemiologische Untersuchungen deuteten schon an, dass es eine Verbindung zwischen dem Gendefekt und Virusinfektionen geben könnte. Die Forschenden untersuchten daher 261Kinder mit frühem Asthma. Dafür entnahmen sie mit kleinen Bürsten Proben von Zellen aus der Nasenhöhle der Kinder. Diese wenig invasive Methode erlaubt es, das gesamte Transkriptom, also alle Gentranskripte in den Nasenzellen, zu analysieren. Auf diese Weise konnten die Wissenschaftler spezifische Veränderungen und Muster in der Genexpression identifizieren, die „Nasotypen“ genannt werden und die sich deutlich bei Kindern mit und ohne Gendefekt unterscheiden.

Erhöhte Anfälligkeit für Virusinfektionen

Sie stellten eine erhöhte Expression des Proteins GSDMB fest, das aufgrund der Genvariante verstärkt produziert wird. Dieses Protein bildet Poren und ist für die Immunantwort der Kinder entscheidend. Seine durch die Genvariante verstärkte Expression führt zu einer gestörten Interferon-Ausschüttung. Interferone spielen eine wichtige Rolle bei der Immunantwort auf Virusinfektionen. Es gibt drei verschiedene Klassen von Interferonen. Die Forschenden stellten fest, dass die Nasenzellen von Kindern mit dem Gendefekt eine erhöhte Produktion von Typ-2-Interferonen zeigten, während Typ-1- und Typ-3-Interferone, die für die Abwehr von Viren entscheidend sind, in geringerer Menge vorhanden waren. Diese Beobachtungen ermöglichten es zu erklären, warum der Gendefekt Kinder anfälliger für Virusinfektionen macht und somit auch das Risiko für Asthma erhöht. Zudem gab es Hinweise darauf, dass auch das Gleichgewicht der Natürlichen Killerzellen gestört ist und so die Barrierefunktion der Nasenschleimhaut negativ beeinflusst wird.

Die Forschenden nehmen an, dass dies dazu führt, dass die Kinder anfälliger für Virusinfektionen werden und Allergene leichter eindringen können. Somit kann sich langfristig ein Asthma entwickeln.

Infektions- und Asthmarisiko senken

„Wir wissen jetzt, dass der Gendefekt auf dem Chromosom 17 zu einem bestimmten Genexpressionsmuster führt, das wir beeinflussen oder sogar korrigieren können. Unser Ziel ist es, den Abwehrdefekt in den Atemwegen der Kinder zu beheben. Wir arbeiten an neuen Medikamenten, Inhalationssprays, die die Abwehr des Virus unterstützen, indem sie die Epithelbarriere für eine angemessenere Reaktion stimulieren“, sagt Prof. Carsten Schmidt-Weber, der die Studie bei Helmholtz Munich und TUM leitete.

„Frühe Virusinfektionen scheinen das Immunsystem der Kinder zu verändern und brechen damit die Toleranz gegenüber normalerweise harmlosen Allergenen. Das wiederum fördert die Entwicklung von Asthma. Wenn wir diese Infektionen also mit neuen Medikamenten, die direkt auf den Gendefekt abzielen, effizienter kontrolliert können, so sind wir zuversichtlich, dass weniger Kinder Asthma entwickeln werden“, sagt Prof. Erika von Mutius, Mitautorin der Studie.

Die Forschungsergebnisse bieten somit nicht nur Einblicke in die Ursachen von kindlichem Asthma, sondern eröffnen auch vielversprechende Perspektiven für die Entwicklung zielgerichteter Therapien und Präventivmaßnahmen.

Originalpublikation

17q21 Variants Disturb Mucosal Host Defense in Childhood Asthma | American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine | Articles in Press (atsjournals.org)

Weitere Informationen:
Pressemitteilung Helmholtz Munich