Kuhstall in der Pille

Bauernhofeffekt gegen Allergien

Kinder vor Allergien schützen – das kann der Bauernhof.
Je mehr Dreck in der Kindheit, desto weniger Allergien im
Alter. Diese Hygienehypothese kennt man seit mehr als
30 Jahren. Doch was genau auf dem Bauernhof setzt die
Allergiebereitschaft herab? Das interuniversitäre Messerli
Forschungsinstitut Wien hat in Zusammenarbeit mit der TU
Wien neue Erkenntnisse zum Bauernhofeffekt erarbeitet.
 
 


Text von Sandra Fleck


Frühling liegt in der Luft! Des einen Freud ist des anderen
Leid. Sobald die ersten Bäume und Gräser aus dem Winterschlaf
erwachen, juckt bei Allergiker*innen die Nase, Augen
schwellen an und beginnen zu tränen. Schuld an diesem
Heuschnupfen ist eine Überreaktion des körpereigenen Immunsystems
auf harmlose Substanzen. Der Pollen windblühender
Pflanzen wird bei Allergiker*innen fälschlicherweise
als bedrohlich wahrgenommen und löst eine allergische Entzündungsreaktion
aus. Hat man eine Hausstaubmilben- oder
Tierhaarallergie, leidet man als Allergiker das ganze Jahr über.
Antihistaminika lindern kurzfristig die Symptome, ist bereits
Asthma eingetreten, braucht man Asthmasprays. In sehr seltenen
Fällen können Allergene einen lebensbedrohlichen Schock
auslösen, bei dem dann eine Adrenalinspritze gegen die Atemnot
eingesetzt werden muss.

Große epidemiologische Studien haben aber bewiesen, dass
das Einatmen der Bauernhofluft und das Trinken von Rohmilch
hochsignifikant vor Allergien und Asthma schützen.

Um den Bauernhofeffekt gegen Allergien und Asthma besser
zu verstehen und nützen zu können, stehen Isabella Pali-Schöll
vom interuniversitären Messerli Forschungsinstitut in Wien
und Anne Kasper-Giebl von der TU Wien forschend im Kuhstall.
Frisches Heu als Futter, Stroh, aber auch Mist und Ausdünstungen
von Kühen verleihen diesem Ort ein einzigartiges Odeur.
Genau das interessiert die Forscherinnen. Um diesen Duft zu
analysieren, haben sie Röhrchen, Pinsel, sehr viel Filterpapier
und entsprechende Pumpen im Gepäck. Damit sammeln sie
Staub – großen wie kleinen. Sie suchen darin das Trägermolekül
Beta-Lactoglobulin (BLG) aus der Proteinfamilie der Lipocaline.
Es ist ein Milchprotein, das Kühe über die Milch ausscheiden,
und die Forscherinnen wollen herausfinden, ob es auch in
der Luft vorkommt.

Auf der Suche nach Schwebeteilchen

Aus vorangegangenen Studien weiß man, dass das besagte Trägermolekül
die Immunantwort reguliert. „Eine Kollegin von
mir hat festgestellt, dass beladene Lipocaline das Immunsystem
nicht aufregen. Unbeladene Lipocaline hingegen schon“,
sagt Pali-Schöll. Dieses Verhalten zeigt auch BLG. Die Frage
ist jetzt: Wenn Rohmilch und davon unabhängig das Leben
auf dem Bauernhof vor Allergien schützt, was muss sich in der
Umgebung der Kuh befinden, um für den Bauernhofeffekt zu
sorgen?

Wenn das Leben auf dem Bauernhof vor
Allergien schützt, was muss sich in der
Umgebung der Kuh befinden, um für
den Bauernhofeffekt zu sorgen?

Auf diese Frage hin sammelt die Ernährungswissenschaftlerin
und Immunologin Pali-Schöll im Stall Staub. Weder auf Röhren,
Fenstersimsen oder weiteren Oberflächen ist ein Staubkorn
vor ihr sicher. Mit gefüllten Röhrchen geht es zurück ins Labor.
Nach der Auftrennung des Staubmaterials zeigt sich tatsächlich
eine dicke Proteinbande, die als BLG identifiziert werden
konnte. In den Stallstäuben ist am BLG auch Zink zu finden.
BLG ist also erfolgreich in lange liegen gebliebenem Staub zu
detektieren. Wie kommt es dorthin? „Wir suchten als nächstes
Schwebeteilchen, also Aerosolpartikel, die man einatmen kann,
wenn man in den Stall geht. So kamen Anne und ihre spezielle
Luft-Sammeltechnik ins Spiel“, erklärt Pali-Schöll.

Schädliche und heilende Aerosole

Als Chemikerin und Analytikerin der TU Wien beschäftigt
sich Anne Kasper-Giebl mit Fragestellungen
der Luftchemie. Dabei handelt es sich um
umherwirbelnde Partikel im Nano- bis Mikrometerbereich.
Die größten unter ihnen sind 100 Mikrometer
groß und sedimentieren rasch. Kleinere Teilchen
werden mit der Luft transportiert und können eingeatmet
werden. „Denken wir an Aerosole, haben
wir – ganz abgesehen von den aktuellen Diskussionen
zu Covid – zumeist die Überschreitung von
Feinstaubgrenzwerten im Sinn. Bei den Untersuchungen
dieses Kooperationsprojekts war es schön,
auch einmal eine positive Fragestellung zu verfolgen“,
sagt Kasper-Giebl.

Denken wir an Aerosole, haben wir […] zumeist die
Überschreitung von Feinstaubgrenzwerten
im Sinn.

Nachdem der Staub auf vergessenen Flächen bereits
zu BLG führt, geht es jetzt um den Nachweis in der
Atemluft. Auch hier soll BLG nachgewiesen werden,
um den Bauernhofeffekt zu bestätigen.
Kasper-Giebl hängt die Filter auf und installiert die
Luftpumpen im Stall. Während dieser Probenentnahmen
kristallisiert sich der Papierfilter als bevorzugte
Methode heraus. Er gewährleistet den Nachweis
und ist leicht im Handling. Mit Etablierung
dieser Sammelmethode entfernen sich die Forscherinnen
Stück für Stück vom Stall. Es gilt zu erfassen,
wie weit die Schutzwirkung des Stalles
wirklich reicht. „Unsere letzte verlässliche
Messung liegt 290 Meter vom Stall
entfernt. Bei der Distanzmessung mussten
wir die Pumpe fünf Tage am Stück
laufen lassen, um noch BLG nachweisen
zu können“, so Pali-Schöll.

Urin wird Aerosol

Um abzusichern, dass BLG nicht überall
in der Umgebungsluft auftritt, unterstützen
Proben aus einem Kooperationsprojekt
der TU Wien mit Kolleg*innen der
Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik
(ZAMG) die Untersuchungen.
Ihre Teststation, das Sonnblick Observatorium,
liegt fernab in den Hohen Tauern
auf 3000 Metern Höhe. Auf einzelnen
Filtern ist auch dort BLG nachweisbar,
allerdings weitaus geringer als bei den
fünftägigen Distanzmessungen zum Kuhstall. Die
Werte aus den Hohen Tauern dienen als Orientierungswert
für die von BLG belastete Umwelt, wobei
ein hoher BLG-Wert die Nähe zu den Kühen voraussetzt.
Doch wie wird es in Staub und Luft verteilt und
können andere Sekrete der Kuh als Milch die Quelle
der Ausscheidung sein?

Während das Sammeln von Staub und das Anbringen
von Filtern ein eher leichtes Unterfangen ist,
kommen beim Sammeln von Urin Studierende zu
Hilfe. „Wir haben den Urin direkt frisch abgenommen
und nicht vom Boden aufgesaugt. Am lebenden
Tier eine echte Herausforderung“, so Pali-Schöll.
Und Kasper-Giebl ergänzt: „Das zeigt, wie das Ganze
in die Luft kommt, wenn das so pritschelt.“

Bauernhofeffekt in Pille gepresst

„Das Ganze“ sind in diesem Fall die Beta-Lactoglobuline.
Sie sind im Urin der Tiere, unabhängig von
Geschlecht und Alter, nachweisbar. „Die genaue
Funktion von BLG in der Kuh selbst ist noch nicht
geklärt. Möglicherweise handelt es sich um eine
angeborene immunregulierende Funktion für das
Tier“, sagt Pali-Schöll. Von dieser sollen jetzt auch
die Allergiker*innen profitieren. Die Erkenntnisse
des Forschungsteams stecken jetzt in der „Kuhstallpille“,
die in allen Apotheken erhältlich ist. Es ist eine
Lutschtablette aus holo-BLG, also dem Milchprotein
mit Zink und anderen Liganden, zur ergänzenden
bilanzierten Diät für Allergiker*innen.
Die Kühe der Milch- und Fleischbetriebe nehmen das gelassen.
Unter ihresgleichen futtern sie Heu und erfreuen sich ihrer
Herde und ihres Beta-Lactoglobulins. In zukünftigen Studien
soll das Verhältnis von BLG zu Zink und anderen Liganden in
Milch und Staub ausfindig gemacht werden. Dabei werden das
Tierwohl, inklusive biologischer Tierfütterung und stressfreier
Haltung, wahrscheinlich wesentlichen Einfluss auf das holo-
BLG in der Milch haben, als auch auf die industrielle Verarbeitung
derselben. Das wiederum interessiert sowohl das liebe
Vieh als auch die Allergiker*innen.

Priv.-Doz. DDr. Isabella Pali-Schöll

Abteilung für Komparative Medizin Interuniversitäres
Messerli Forschungsinstitut

Ao. Prof. Dr. Anne Kasper-Giebl

Institut für Chemische Technologien und
Analytik, Abteilung Umwelt- und Prozessanalytik
Umweltanalytik, Technische
Universität Wien