Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Rauchen beeinflusst allergierelevante Stammzellen

14.11.2012
Umweltschadstoffe, z.B. Rauchen, sind schädlich für den menschlichen Organismus, insbesondere im Hinblick der Allergieentstehung. Das ist bekannt. Ob und inwieweit Umweltschadstoffe auch allergierelevante Stammzellen beeinflussen, wurde wissenschaftlich bislang nicht untersucht.
Jetzt hat ein Team des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung erstmals den Nachweis erbracht: Rauchen beeinflusst die Entwicklung von peripheren allergierelevanten Stammzellen im Blut. Um dieses Forschungsergebnis vorzulegen, haben Dr. Irina Lehmann und Dr. Kristin Weiße einen neuen wissenschaftlichen Weg gewählt: Die Kombination von Expositionsanalytik und Stammzellforschung.

Stammzellen sind nicht spezialisierte Zellen, die sich unbegrenzt vermehren und in verschiedene Zelltypen entwickeln können. Aus ihnen differenzieren sich die verschiedenen Zell- und Gewebetypen des menschlichen Organismus, u.a. das Allergiegeschehen fördernde eosinophile Granulocyten. Als Bindeglied zwischen unspezialisierten Stammzellen und spezialisierten Gewebe- oder Organzellen fungieren Vorläuferzellen, z.B. eosinophie/basophile Vorläuferzellen, die im Knochenmark heranreifen und dann in die Blutbahn, die sogenannte Peripherie, ausgeschwemmt werden. Ob und wieweit Umweltschadstoffe diesen Reife– und Entsendeprozess beeinflussen, wurde bislang nicht untersucht.
An diesem Punkt setzte das UFZ-Team von Dr. Irina Lehmann und Dr. Kristin Weiße an. Aus mehreren Studien waren zwei Sachverhalte bereits bekannt: Zum einen, dass sich im Blut von Allergikern – gleich ob Kinder oder Erwachsene – erhöhte Zahlen an eosinophilen/basophilen Vorläuferzellen nachweisen lassen. Zum anderen, dass ein Auftreten von jenen peripheren Vorläuferzellen im Nabelschnurblut auf ein erhöhtes späteres Allergierisiko hindeutet. Die Hypothese, die Dr. Kristin Weiße und Dr. Irina Lehmann auf dieser Basis entwickelten, verband erstmals diese Erkenntnisse aus der Stammzellforschung mit den Ergebnissen aus der langjährigen Expositionsforschung des UFZ. „Wir wollten den Zusammenhang klären zwischen Umgebungseinflüssen sowie der Reifung und Differenzierung der Vorläuferzellen einerseits und dessen Beitrag zum Allergiegeschehen andererseits. Konkret wollten wir wissen, ob das Auftreten von allergierelevanten Vorläuferzellen im Blut von Kleinkindern durch Umwelteinflüsse verändert werden kann“, skizzieren die Wissenschaftlerinnen den Ansatz.

Das Ergebnis der Studie, basierend auf Daten von 60 Kindern im Alter von einem Jahr, wurde kürzlich in der britischen Fachzeitschrift „Clinical & Experimental Allergy“ publiziert: Es wurde beobachtet, dass Kinder mit Hauterkrankungen wie atopischer Dermatitis oder Milchschorf erhöhte Mengen an eosinophilen Vorläuferzellen in ihrem Blut haben. In diesem Zusammenhang wurde nun erstmals der Nachweis erbracht, dass Kinder die bereits erkrankt sind, besonders sensibel auf Umweltexpositionen reagieren: Nachwuchs aus Familien mit hoher Belastung an flüchtigen organischen Verbindungen in der Wohnung (VOC) zeigten deutlich mehr der allergierelevanten eosinophilen/basophilen Vorläuferzellen. „Dass VOCs, die in hohem Maße aus Zigarettenrauch freigesetzt werden, den stärksten Effekt auf die Reifung von Stammzellen erbringen, war nicht völlig unerwartet“, erläutert Dr. Irina Lehmann. „Ebenso wichtig ist jedoch“, ergänzt Dr. Kristin Weiße, „dass wir zeigen können, dass nur bei den Kindern, die bereits eine Hauterkrankung bekommen haben, eine durch Schadstoffe veränderte Anzahl an Stammzellen zu beobachten ist.“ Daher wird geschlussfolgert: Es besteht eine Verbindung zwischen genetischer Veranlagung für eine Erkrankung und Umwelteinflüssen – es gibt Faktoren in Umwelt und Lebensstil, die darüber entscheiden, ob eine genetische Anlage zur Ausprägung gelangt oder nicht.
Hinter dieser Erkenntnis steckt ein hoher logistischer Aufwand: Da ist zum einen die Langzeitstudie „LiNA – Lebensstil und Umweltfaktoren und deren Einfluss auf das Neugeborenen-Allergierisiko“, die gemeinsam vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung und vom Städtischen Klinikum St. Georg in Leipzig realisiert wird. 622 Mütter mit ihren insgesamt geborenen 629 Kindern konnten zwischen 2006 und 2008 für die Studie gewonnen werden. Um mit LiNA auch Umwelteinflüsse aus der vorgeburtlichen Phase erfassen zu können, wurden die Mütter - im Unterschied zu früheren vergleichbaren Neugeborenenstudien – bereits während der Schwangerschaft und die Kinder vom Zeitpunkt der Geburt an in die Untersuchungskohorte aufgenommen. Zum anderen galt es, die für die Stammzellanalysen notwendige Methode im Labor des kanadischen Kooperationspartners, Prof. Judah Denburg von der McMaster University in Hamilton, zu erlernen und anschließend nach Deutschland zu transferieren. Sechs Monate arbeitete Dr. Kristin Weiße in Kanada in der Arbeitsgruppe von Prof. Denburg, um sich das entsprechende Know-how anzueignen und von den Erfahrungen der kanadischen Partner zu profitieren. „Mit dem Thema Umweltbelastung und Stammzellen haben wir ein spannendes neues Forschungsfeld etabliert“, da sind sich Dr. Lehmann und Dr. Weiße einig. Weltweit ist das UFZ-Team das derzeit einzige, das diesem Zusammenhang mit analytischer Präzision und methodischer Geduld nachgeht. Die LiNA-Studie, in der Mütter und ihre Kinder über Jahre hinweg beobachtet werden können, liefert dazu eine einzigartige Basis.
Daniela Weber

Publikation:
K. Weisse, I. Lehmann, D. Heroux, T. Kohajda, G. Herberth, S. Röder, M. von Bergen, M. Borte and J. Denburg (2012): The LINA cohort: indoor chemical exposure, circulating eosinophil/basophil (Eo/B) progenitors and early life skin manifestations (pages 1337–1346). Clinical & Experimental Allergy. 09/2012; 42(9):1337-46. DOI:10.1111/j.1365-2222.2012.04024.x
http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-2222.2012.04024.x
Die Untersuchungen wurden vom Deutschen Akademischen Austauschdienst (DAAD) und dem Netzwerk AllerGen NCE Inc. unterstützt.

Weitere Informationen:
Dr. Irina Lehmann, Dr. Kristin Weiße
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ)
Telefon: 0341-235-1216, -1265, -1547
http://www.ufz.de/index.php?de=4384
oder über
Tilo Arnhold (UFZ-Pressestelle)
Telefon: 0341-235-1635
http://www.ufz.de/index.php?de=640

Weiterführende Links:
LiNA-Studie (Lebensstil und Umweltfaktoren und deren Einfluss auf das Neugeborenen- Allergierisiko)
http://www.ufz.de/index.php?de=10309

Im Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) erforschen Wissenschaftler die Ursachen und Folgen der weit reichenden Veränderungen der Umwelt. Sie befassen sich mit Wasserressourcen, biologischer Vielfalt, den Folgen des Klimawandels und Anpassungsmöglichkeiten, Umwelt- und Biotechnologien, Bioenergie, dem Verhalten von Chemikalien in der Umwelt, ihrer Wirkung auf die Gesundheit, Modellierung und sozialwissenschaftlichen Fragestellungen. Ihr Leitmotiv: Unsere Forschung dient der nachhaltigen Nutzung natürlicher Ressourcen und hilft, diese Lebensgrundlagen unter dem Einfluss des globalen Wandels langfristig zu sichern. Das UFZ beschäftigt an den Standorten Leipzig, Halle und Magdeburg 1000 Mitarbeiter. Es wird vom Bund sowie von Sachsen und Sachsen-Anhalt finanziert.
http://www.ufz.de/

Die Helmholtz-Gemeinschaft leistet Beiträge zur Lösung großer und drängender Fragen von Gesellschaft, Wissenschaft und Wirtschaft durch wissenschaftliche Spitzenleistungen in sechs Forschungsbereichen: Energie, Erde und Umwelt, Gesundheit, Schlüsseltechnologien, Struktur der Materie, Verkehr und Weltraum. Die Helmholtz-Gemeinschaft ist mit über 33.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in 18 Forschungszentren und einem Jahresbudget von rund 3,4 Milliarden Euro die größte Wissenschaftsorganisation Deutschlands. Ihre Arbeit steht in der Tradition des Naturforschers Hermann von Helmholtz (1821-1894).

Stammzellen sind nicht spezialisierte Zellen, die sich unbegrenzt vermehren und in verschiedene Zelltypen entwickeln können. Aus ihnen differenzieren sich die verschiedenen Zell- und Gewebetypen des menschlichen Organismus, u.a. das Allergiegeschehen fördernde eosinophile Granulocyten. Als Bindeglied zwischen unspezialisierten Stammzellen und spezialisierten Gewebe- oder Organzellen fungieren Vorläuferzellen, z.B. eosinophie/basophile Vorläuferzellen, die im Knochenmark heranreifen und dann in die Blutbahn, die sogenannte Peripherie, ausgeschwemmt werden. Ob und wieweit Umweltschadstoffe diesen Reife– und Entsendeprozess beeinflussen, wurde bislang nicht untersucht. Foto: Dr. Kristin Weiße/UFZ

Foto: Dr. Kristin Weiße/UFZ Bildverwendung unter Lizenz: CC BY 3.0 http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/de/

http://www.helmholtz.de

Tilo Arnhold | UFZ News
Weitere Informationen:
http://www.ufz.de/index.php?de=30928

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Zwei Städte, ein Operationstisch
17.10.2018 | Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

nachricht Antiblockiersystem in Arterien schützt vor Herzinfarkt
16.10.2018 | Eberhard Karls Universität Tübingen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Auf dem Weg zu maßgeschneiderten Naturstoffen

Biotechnologen entschlüsseln Struktur und Funktion von Docking Domänen bei der Biosynthese von Peptid-Wirkstoffen

Mikroorganismen bauen Naturstoffe oft wie am Fließband zusammen. Dabei spielen bestimmte Enzyme, die nicht-ribosomalen Peptid Synthetasen (NRPS), eine...

Im Focus: Größter Galaxien-Proto-Superhaufen entdeckt

Astronomen enttarnen mit dem ESO Very Large Telescope einen kosmischen Titanen, der im frühen Universum lauert

Ein Team von Astronomen unter der Leitung von Olga Cucciati vom Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) Bologna hat mit dem VIMOS-Instrument am Very Large...

Im Focus: Auf Wiedersehen, Silizium? Auf dem Weg zu neuen Materalien für die Elektronik

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung (MPI-P) in Mainz haben zusammen mit Wissenschaftlern aus Dresden, Leipzig, Sofia (Bulgarien) und Madrid (Spanien) ein neues, metall-organisches Material entwickelt, welches ähnliche Eigenschaften wie kristallines Silizium aufweist. Das mit einfachen Mitteln bei Raumtemperatur herstellbare Material könnte in Zukunft als Ersatz für konventionelle nicht-organische Materialien dienen, die in der Optoelektronik genutzt werden.

Bei der Herstellung von elektronischen Komponenten wie Solarzellen, LEDs oder Computerchips wird heutzutage vorrangig Silizium eingesetzt. Für diese...

Im Focus: Goodbye, silicon? On the way to new electronic materials with metal-organic networks

Scientists at the Max Planck Institute for Polymer Research (MPI-P) in Mainz (Germany) together with scientists from Dresden, Leipzig, Sofia (Bulgaria) and Madrid (Spain) have now developed and characterized a novel, metal-organic material which displays electrical properties mimicking those of highly crystalline silicon. The material which can easily be fabricated at room temperature could serve as a replacement for expensive conventional inorganic materials used in optoelectronics.

Silicon, a so called semiconductor, is currently widely employed for the development of components such as solar cells, LEDs or computer chips. High purity...

Im Focus: Blauer Phosphor – jetzt erstmals vermessen und kartiert

Die Existenz von „Blauem“ Phosphor war bis vor kurzem reine Theorie: Nun konnte ein HZB-Team erstmals Proben aus blauem Phosphor an BESSY II untersuchen und über ihre elektronische Bandstruktur bestätigen, dass es sich dabei tatsächlich um diese exotische Phosphor-Modifikation handelt. Blauer Phosphor ist ein interessanter Kandidat für neue optoelektronische Bauelemente.

Das Element Phosphor tritt in vielerlei Gestalt auf und wechselt mit jeder neuen Modifikation auch den Katalog seiner Eigenschaften. Bisher bekannt waren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Natürlich intelligent

19.10.2018 | Veranstaltungen

Rettungsdienst und Feuerwehr - Beschaffung von Rettungsdienstfahrzeugen, -Geräten und -Material

18.10.2018 | Veranstaltungen

11. Jenaer Lasertagung

16.10.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Ultraleichte und belastbare HighEnd-Kunststoffe ermöglichen den energieeffizienten Verkehr

19.10.2018 | Materialwissenschaften

IMMUNOQUANT: Bessere Krebstherapien als Ziel

19.10.2018 | Biowissenschaften Chemie

Raum für Bildung: Physik völlig schwerelos

19.10.2018 | Bildung Wissenschaft

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics