Gefährliches Duo – Ultrafeine Partikel verstärken allergische Reaktionen

Elektronenmikroskopische Aufnahme ultrafeiner Kohlenstoffpartikel aus Dieselruß. Foto: GSF-Institut für Pathologie.

Wissenschaftler am GSF-Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit leiten diese Erkenntnisse aus einer neuen Studie am Mausmodell ab, die nun im Journal of Allergy and Clinical Immunology veröffentlicht wurde. Sie liefern damit einen weiteren wichtigen Baustein bei der Suche nach möglichen Zusammenhängen zwischen der Belastung mit Umweltschadstoffen und dem Auftreten von Allergien.

Aus epidemiologischen Studien weiß man es seit längerem – die Exposition mit Feinstaub führt zu einer Verschlimmerung allergisch bedingter asthmatischer Reaktionen. Welche Rolle ultrafeine Partikel bei diesem Geschehen spielen, wollten Dr. Francesca Alessandrini und ihre Kollegen aus der Klinischen Kooperationsgruppe Umweltdermatologie und Allergologie (UDA) der GSF genauer untersuchen. „Unsere Vermutung war“, so Alessandrini, „dass besonders die ultrafeinen Kohlenstoffpartikel, wie sie im Dieselruß enthalten sind, einen verstärkenden Effekt auf allergisch bedingte Atemwegsreaktionen haben“. Die Untersuchungen erfolgten in enger Zusammenarbeit mit Kollegen aus dem GSF-Institut für Inhalationsbiologie, deren langjährige Expertise in die Studie einfloss.

Sensibilisierte Mäuse inhalierten in unterschiedlichen Zeitabständen vor und nach Allergenexposition verschiedene Konzentrationen an ultrafeinen Kohlenstoffpartikeln. Im Anschluss dokumentierten die Wissenschaftler das allergische Entzündungsgeschehen während verschiedener Zeitpunkte nach der Allergenexposition. Dafür registrierten sie mittels bronchoalveolärer Lavage die Gehalte an den Zytokinen IL-4, IL-5 und IL-13 sowie Gesamtprotein und verglichen die Werte mit der unbelasteten Kontrollgruppe.

Die Ergebnisse waren eindeutig: Eine Exposition mit ultrafeinen Kohlenstoffpartikeln 24 Stunden vor der Allergenexposition führte zu einem signifikanten Anstieg der Entzündungsmarker gegenüber den Kontrolltieren. Auch waren die Effekte klar dosis- und zeitabhängig und sogar dann noch nachweisbar, wenn die Partikel bereits vier Tage vor der Allergenexposition inhaliert wurden. Sie gingen ebenfalls einher mit einer erhöhten Schleimproduktion und verstärkter Reagibilität der Atemwege. In der umgekehrten Reihenfolge – Partikelinhalation nach Allergenexposition – ließen sich dagegen nur mäßige Effekte beobachten.

„Unsere Ergebnisse unterstützen die Vermutung, dass allergisch sensibilisierte Menschen möglicherweise empfindlicher als andere auf ultrafeine Partikel reagieren könnten“, resümieren die Forscher.

Zu verdanken sind die nun veröffentlichten Ergebnisse vor allem der Disziplin übergreifenden engen Zusammenarbeit von GSF-Wissenschaftlern aus Klinik und Labor. Diese Kooperation basiert auf dem bereits im Jahre 2002 von der GSF gegründeten Projektfeld „Gesundheitsrelevanz von Aerosolen“, in dem mehrere Institute und Projektgruppen ihre Expertise einbringen, um so eine komplexe Risikoanalyse inhalierter Partikel zu ermöglichen.

Weitere Informationen:

Zugrunde liegende Publikation: Francesca Alessandrini, Holger Schulz, Shinji Takenaka, Bernd Lentner, Erwin Karg, Heidrun Behrendt and Thilo Jakob: „Effects of Ultrafine Carbon Particle Inhalation on Allergic Inflammation of the Lung“. The Journal of Allergy and Clinical Immunology April 2006; online verfügbar ab dem 3. März 2006.

GSF – Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit
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Michael van den Heuvel idw

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