Lebensmittelallergien stellen im Westen ein ernstes und wachsendes Problem dar. Zwischen 2 und 3 Prozent der Erwachsenen und 4 Prozent der Kinder sind davon betroffen. Viele Lebensmittel können zu allergischen Reaktionen führen, und diese Situation wird durch sogenannte Kreuzreaktionen weiter verkompliziert, wobei eine Allergie gegen ein bestimmtes Lebensmittel allergische Reaktionen auf ein anderes Lebensmittel auslösen kann. Gegen Nahrungsmittelallergien gibt es keine Behandlungsmöglichkeiten, aber Forscher arbeiten daran, neue Behandlungsformen, zum Beispiel Impfstoffe, zu entwickeln und zu testen.
Lebensmittelallergien sind weit verbreitet
Die häufigsten Ursachen für Nahrungsmittelallergien sind Erdnüsse, Nüsse, Soja, Milch, Fisch, Schalentiere, Mehl und Eier, es wurde festgestellt, dass insgesamt über 170 verschiedene Nahrungsmittel zu allergischen Reaktionen führen. Hinzu kommen jene Allergien, die durch Kreuzreaktionen auf andere Lebensmittel entstehen. Zu den möglichen Symptomen zählen Juckreiz, Übelkeit und Erbrechen, Hautausschlag, sowie Atemnot mit allergischem Schock. Die genauen Ursachen für eine Lebensmittelallergie sind nicht vollständig geklärt. Erbliche Faktoren können eine Rolle spielen sowie Probleme mit dem Immunsystem. Die einzige Form der Behandlung besteht darin, jeglichen Verzehr von Nahrungsmitteln zu vermeiden, auf die die Person allergisch reagiert. Allergene Stoffe, die in verarbeiteten Lebensmitteln versteckt sind, stellen daher ein besonderes Problem für Lebensmittelallergiker dar. Forscher am Norwegischen Institut für öffentliche Gesundheit haben zur Etablierung von zwei Mausmodellen für Nahrungsmittelallergien gegen die Hülsenfrüchte Lupine und Bockshornklee (Trigonella foenum-graecum) geführt. Mit diesen Modellen wurde getestet, ob Hülsenfrüchte wie Soja, Erdnüsse, Bockshornklee und Lupine allergische Reaktionen bei Mäusen auslösen können, die bereits gegen Lupine bzw. Bockshornklee allergisch sind. Es ist wichtig, gute Tiermodelle für Nahrungsmittelallergien zu etablieren, da die Entwicklung einer allergischen Immunantwort von einer komplizierten Interaktion zwischen Zelltypen in mehreren verschiedenen Organen abhängt.
Etablierte Mausmodelle könnten zu neuen Therapien führen
Lupine und Bockshornklee sind Beispiele für sogenannte „neue“ und „verborgene“ Allergene, die in den letzten 10 bis 15 Jahren beispielsweise in Fertiggerichten nach Norwegen eingeführt wurden. Lupine wurde wegen ihrer Fähigkeit, gutes Backen zu fördern, als Ergänzung zu Weizenmehl in verschiedenen Backwaren eingeführt. Bockshornklee wird als Zutat in Lebensmitteln wie Curry, Chutney und Gewürztee verwendet und ist in asiatischen Gerichten bekannt. Sowohl Lupine als auch Bockshornklee können im Gegensatz zu anderen Hülsenfrüchten wie Soja und Erbsen bei Patienten mit Erdnussallergie zu schweren Kreuzreaktionen führen. Diese Tatsache wurde aufgrund von Meldungen entdeckt, die an das Lebensmittelallergieregister gesendet wurden, und diese Entdeckungen trugen dazu bei, dass die EU die Kennzeichnung von Lupinen als Zutat in Lebensmitteln obligatorisch machte.
An den etablierten Mausmodellen können neue Therapien erprobt werden, zum Beispiel Impfstoffe gegen Nahrungsmittelallergien. Ein Impfstoff muss an Tieren getestet werden, bevor er an Menschen erprobt werden kann, sowohl um herauszufinden, ob er wirkt, als auch um sicherzustellen, dass keine schwerwiegenden Nebenwirkungen verursacht werden. Auch neue Lebensmittel, die auf den Markt gebracht werden, können auf Allergien getestet werden. Mäuse können für diesen Zweck verwendet werden, da ihr Immunsystem gut erforscht und dem des Menschen relativ ähnlich ist. Das bedeutet, dass Forscher die klinischen, anaphylaktischen (Schock-) Reaktionen im Zusammenhang mit Nahrungsmittelallergien bei Mäusen untersuchen können, um ein besseres Verständnis jener Mechanismen zu erlangen, die allergische Reaktionen beim Menschen verursachen.
Bestimmte bakterielle Verbindung als Schutz vor Nahrungsmittelallergien
Obwohl viele Menschen mit Lebensmittelallergien nur leichte Symptome haben, wenn sie spezifische Nahrungsmittel konsumieren, können einige potenziell tödliche Folgen haben. Eine bakterielle Verbindung namens Butyrat, die von gesunden Mikrobiomen hergestellt wird, hat sich in Labortests als vielversprechend gegen allergische Reaktionen erwiesen, es ist jedoch unangenehm, sie oral einzunehmen. Wissenschaftler scheinen einen schmackhafteren Weg gefunden zu haben, um diese Verbindung zu verabreichen, und berichten, dass ihre „polymeren Mizellen“ gegen Erdnussallergien bei Mäusen wirksam sind. Die Behandlung könnte eines Tages vielen Arten von Nahrungsmittelallergien und entzündlichen Erkrankungen entgegenwirken. Die Forscher stellten ihre Ergebnisse auf dem Herbsttreffen der American Chemical Society (ACS) vor.
Einige der Bakterien im Darmmikrobiom produzieren Stoffwechselprodukte wie Butyrat, die das Wachstum nützlicher Bakterien fördern und die Darmschleimhaut erhalten. Wenn das Mikrobiom einer Person ungesund ist und diese Butyrat-produzierenden Bakterien fehlen, können Fragmente teilweise verdauter Nahrung aus dem Darm austreten und eine Immunreaktion hervorrufen, die zu einer allergischen Reaktion führt. Eine Möglichkeit, Allergiker zu behandeln, wäre, ihnen die fehlenden Organismen oral oder mit einer Stuhltransplantation zuzuführen, aber das funktioniert in der Praxis nicht gut. Aus diesem Grund könnte Butyrat als Alternative in Frage kommen. Die Verbindung hat jedoch einen schlechten Geruch und Geschmack, weswegen es von Menschen nicht zugeführt wird.
Schutzbarriere des Darms wird wiederhergestellt
Um diese Herausforderungen zu bewältigen, entwickelten die Forscher ein neues Verabreichungssystem. Sie polymerisierten Butanoyloxyethylmethacrylamid – das eine Butyratgruppe als Seitenkette hat – mit Methacrylsäure oder Hydroxypropylmethacrylamid. Die resultierenden Polymere organisierten sich selbst zu Aggregaten oder polymeren Micellen, die die Butyrat-Seitenketten in ihren Kern steckten und so den fauligen Geruch und Geschmack der Verbindung überdeckten. Die Forscher verabreichten diese Mizellen dem Verdauungssystem von Mäusen, denen entweder gesunde Darmbakterien oder eine richtig funktionierende Darmschleimhaut fehlten. Nachdem Verdauungssäfte das Butyrat im unteren Darm freigesetzt hatten, wurden die inerten Polymere mit dem Stuhl ausgeschieden. Die Behandlung stellte die Schutzbarriere und das Mikrobiom des Darms wieder her, teilweise durch die Erhöhung der Produktion von Peptiden, die schädliche Bakterien abtöten, wodurch Platz für Butyrat-produzierende Bakterien geschaffen wurde.
Am wichtigsten ist, dass die Verabreichung der Mizellen an allergische Mäuse eine lebensbedrohliche anaphylaktische Reaktion verhinderte, wenn sie Erdnüssen ausgesetzt waren. Als Nächstes stehen Versuche an größeren Tieren an, gefolgt von klinischen Studien. Wenn diese Studien erfolgreich sind und die U.S. Food and Drug Administration die orale Behandlung genehmigt, könnten die Mizellen in kleinen Packungen vermarktet werden. In anderen Arbeiten mit den Mizellen analysiert das Team Daten zur Behandlung entzündlicher Darmerkrankungen mit der oralen Therapie.
Das Team untersucht auch die Verabreichung per Injektion. Die Forscher haben gezeigt, dass diese Methode es den Mizellen und ihrer Butyrat-Fracht ermöglicht, sich in Lymphknoten anzusammeln, die Teil des Immunsystems sind. Sie fanden heraus, dass dieser Ansatz bei der Behandlung von Erdnussallergien bei Mäusen wirksam ist, aber er könnte auch verwendet werden, um die Immunaktivierung lokal zu unterdrücken. Beispielsweise könnten Injektionen bei Patienten hilfreich sein, die eine Organtransplantation hatten oder an einer lokalisierten Autoimmun- und Entzündungserkrankung wie rheumatoider Arthritis leiden.