Kinder, die in enger Nähe zu Bauernhöfen aufwachsen scheinen weniger an Asthma zu leiden
Asthma ist die häufigste chronische Erkrankung in der Kindheit[1]. Trotz Forschung ist bisher keine effektive Prävention vor der Erkrankung möglich. Neue präventive Strategien könnten auf epidemiologischen Studien basieren, die zeigten, dass Kinder, die auf traditionellen Bauernhöfen aufgewachsen sind, im Vergleich zu Nicht-Bauernhofkindern vor Asthma und Allergien geschützt sind [2].
Dieser sogenannte Bauernhof-Effekt wurde insbesondere im ländlichen Europa beobachtet und konnte dem Kontakt der Kinder in ihren ersten Lebensjahren mit Bauernhoftieren insbesondere Kühen zugeschrieben werden. Später wurden die Studien von Beobachtungen über US Amish und Hutterer Bauern bestärkt, die eine ähnliche genetische Abstammung und Asthma-assoziierten Lebensstil hatten. Im Vergleich zu den Amish nutzen die Hutterer eher industrialisierte Bauernhöfe. Amish Kinder, die während ihrer frühen Kindheit intensiven Kontakt mit Kuhställen hatten, zeigten ein geringeres Asthma- und Allergierisiko, während die Hutterer Kinder, die eher weiter weg von Landwirtschaft Betrieben wohnten, eine signifikant höhere Prävalenz dieser Erkrankungen aufwiesen [3].
Diese Ergebnisse wurden durch experimentelle Studien unterstützt, die Mäusen intranasal wässrige Extrakte von Amish- bzw. Hutterer-Bauernhofstaub instillierten. Hierdurch kam es zu einer Reduktion von Kardinalphänotypen des allergischen Asthmas: Atemwegshyperreagibilität, bronchoalveoläre Lavage Eosinophilie und Serum IgE [3,4].
Kuhstallstäube scheinen asthmaprotektiv zu wirken
Dieser Schutz wurde auch beobachtet, wenn wässrige Extrakte aus Kuhstallstäuben aus Deutschland, Österreich oder der Schweiz in die Atemwege eingebracht wurden [5,6].
Zu beachten ist, dass Bauernhöfe in ihren protektiven Eigenschaften heterogen sind. So zeigten Studien, dass Kinder mit Kuhstallkontakt, Heuernte und Getreideanbau auf einer Tierfarm ein signifikant reduziertes Asthmarisiko aufwiesen. Dies weist darauf hin, dass die Exposition gegenüber tierischem und pflanzlichem Material essentiell für die Asthmaprävention zu sein scheint. Im Gegensatz hierzu wiesen Kinder, die auf Bauernhöfen mit Schafen aufgewachsen sind, ein höheres Risiko für allergisches Asthma auf [7,8].
Vorliegende Studie hatte zum Ziel asthmaprotektive Substanzen zu isolieren und identifizieren
Die Wissenschaftler der vorliegenden Studie setzten sich also zum Ziel, aus repräsentativen Proben aus diesen Bauernhofumgebungen asthmaprotektive Substanzen zu isolieren und charakterisieren [9].
Die Arbeit untersuchte zum einen Staubextrakte aus protektiven und nichtprotektiven Bauernhöfen (europäische und Amish-Kuhställe versus europäische Schafställe) über vergleichende Kernspinresonanz Profilerstellung (nuclear magnetic resonance [NMR]) und Differential Proteomik. Zum anderen wurde bioaktivitätsgesteuerte biochemische Fraktionierung genutzt, um asthmaprotektive Komponenten in den Amish Kuhstallstaubextrakten zu identifizieren. Die Studie nutzte hierfür Staubextrakte aus neun traditionellen europäischen Kuhbauernhöfen aus Süddeutschland und Österreich, die keine Schafe hielten und Staubextrakte aus zwei europäischen Bauernhöfen, die nur Schafe hielten.
Kuhstallstaub wirkte asthmaprotektiv
Die asthmaprotektive Aktivität der Kuhstallstaubextrakte wurde in vivo von den Wissenschaftlern bestätigt (p=0,001). Hierfür untersuchten die Forscher in vivo die Fähigkeit von Kuhstaubextrakten Ovalbumin-induzierte bronchoalveoläre (BAL)-Eosinophilie zu inhibieren.
Eine Kuhstaubfraktion stärkt die humane epitheliale Atemwegsbarrierefunktion
Ferner untersuchten sie die Fähigkeit der Kuhstaubfraktionen die humane epitheliale Atemwegsbarrierefunktion zu stärken. Sie identifizierten eine Fraktion, die die Atemwegsbarrierefunktion stärkte, sowie die Ovalbumin-induzierte BAL- Eosinophilie sowie die Atemwegshyperreagibilität supprimierte. Aus dieser Fraktion identifizierten die Wissenschaftler die Proteine, die in dieser Fraktion vorhanden waren. Sie fanden unter anderem pflanzliche Proteine (Provicilin, Vicilin, ß-Conglycinin und MATH).
Protektive Staubfraktion enthielt bovine Lipocaline
Die zwei prominentesten Proteine in der Fraktion waren die bovinen Lipocaline odorant binding protein (OBP) und Bos d 2. Diese beiden sind Transportproteine, deren funktionelle Eigenschaften von den Proteinen abhängen, die sie transportieren. Die Forscher untersuchten also die transportierten Strukturen und fanden Fettsäuremetaboliten, die wahrscheinlich primär von Mikroben und/oder Pflanzen abstammen.
Fazit
Die Studie zeigte, dass Tiere und Pflanzen von traditionellen Bauernhöfen Proteine produzieren, welche hydrophobe mikrobielle und pflanzliche Metaboliten transportierten.
Diese Strukturen könnten Atemwegsantworten regulieren, wenn sie zu mukosalen Oberflächen gebracht werden.
