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Phänotypen (Erscheinungsbild) der atopischen Dermatitis
Atopische Dermatitis (Neurodermitis) – eine juckende Hautkrankheit, die zu trockener, geröteter und schuppender Haut führt und in schlimmen Fällen offene Wunden zeigt – kommt relativ häufig bei kleinen Kindern vor, Tendenz steigend. Gleichzeitig gilt sie als Eintrittspforte für weitere Allergien. Diejenigen Kinder, die als Babies eine Neurodermitis hatten, leiden später häufiger unter Asthma oder einer anderen allergischen Krankheit.
Lange ging man davon aus, dass Asthma und Neurodermitis bei Kindern einheitliche Krankheiten sind. Erst in letzter Zeit hat man erkannt, dass sich hinter diesen Krankheitsbegriffen verschiedene Formen dieser Krankheiten verbergen, die sich auch unterschiedlich entwickeln; man spricht von verschiedenen Phänotypen der Krankheit, die sich z.B. aufgrund des Alters, in dem die Krankheit beginnt, unterscheiden. Dies wurde bisher in erster Linie beim kindlichen Asthma beschrieben; die Arbeit im Forschungsbereich B von CK-CARE hat erste Hinweise darauf erbracht, dass auch bei der Neurodermitis unterschiedliche Formen bestehen.
Die neuere Forschung hat eine Asthma-Erkrankung in verschiedene Phänotypen eingeteilt. Diese Einteilung wird anhand des Alters des Kindes beim Ausbruch der Krankheit und ihres natürlichen Verlaufsvorgenommen. Bis heute ist unbekannt, welche Faktoren bestimmen, ob eine atopische Dermatitis persistiert, spontan verschwindet oder das Kind gar eine allergische Atemwegserkrankung entwickelt.
Unter den Kindern der PASTURE/EFRAIM Studie konnten verschiedene Phänotypen identifiziert werden. Die Einteilung basiert auf dem Alter bei Einsetzen der Symptome der atopischen Dermatitis und dem natürlichen Verlauf. Sie präsentiert sich folgendermassen: Keine oder unregelmässige Symptome (894 Kinder, 85.6%), früh einsetzende, aber wieder verschwindende Symptome (52, 5.0%), früh einsetzende und bleibende Symptome (55, 5.3%) und spät einsetzende Symptome (44, 4.2%). Erste Daten zeigen, dass Kinder mit einem frühen Ausbruch (im ersten Lebensjahr, mit wieder verschwindenden oder bleibenden Symptomen) ein höheres Risiko haben, Asthma oder eine Nahrungsallergie zu entwickeln. Dies im Gegensatz zu Kindern mit einem Ausbruch nach dem ersten Lebensjahr. Darüber hinaus konnte aufgezeigt werden, dass eine Verbindung zwischen Umwelt-Expositionen vor der Geburt und den Phänotypen der atopischen Dermatitis besteht.
In der Forschung geht es jetzt darum, herauszufinden, welcher Krankheitstyp auf welche Therapien anspricht. Die Grundlage für solche zielgerichteten klinischen Studien ist, die Patienten genau zu untersuchen, um zu erkennen, unter welcher Form der Krankheit sie leiden; man spricht von der Phänotypisierung der Krankheit und der Patienten. Mit Hilfe dieser so charakterisierten Patienten können dann verschiedene klinische Studien durchgeführt werden, um den Verlauf der verschiedenen Krankheitstypen zu erkennen und die optimale Therapie einsetzen zu können.
Neue Ansatzpunkte für die Behandlung von Neurodermitis
Das Epithel ist die äusserste Schicht an Zellen in einem Organ. Im Falle einer Allergie ist diese Zellschicht der Haut, Nase oder Lunge durchlässig. Eine starke Barrierefunktion dieses Epithels ist also wichtig, um allergische Krankheiten zu verhindern oder zu behandeln: Aus Studien mit Patienten die an Ekzemen, Asthma oder Rhinitis leiden, haben Forscher aus dem Bereich D gelernt, dass die Barrierefunktion des jeweiligen Epithels nicht korrekt funktioniert.
Der Fokus wurde dabei auf Tight Junctions (TJs) gelegt. Tight Junctions (TJs) sind schmale Bänder aus Proteinen, welche die äussersten Zellen eines Gewebes zusammenhalten und dadurch eine Barriere bilden. Somit wird ein Eindringen von Stoffen aus der Umwelt wie z.B. von Allergenen, Schadstoffen und bakteriellen Giften verhindert. Defekte in den TJs stören diese Barrierefunktion und spielen in den Atemwegen und der Lunge eine wichtige Rolle bei der Entstehung und dem Bestehen von Asthma.
Wir vermuten, dass es einer der effektivsten Ansätze zur Allergie-Prävention ist, wenn man die Funktionalität dieser TJs aufrecht erhält und somit das Gewebe nicht durchlässig wird.
Ein frühes Erkennen der Durchlässigkeit des Epithels kann demzufolge als Frühdiagnose bei allergieanfälligen Kindern genutzt werden und helfen, die ersten notwendigen Vorkehrungen zu treffen. In einem nächsten Schritt werden neue Wege dieser Analyse in Angriff genommen. Somit kann eine Therapie zum Schutz der Barrierefunktion zur Methode der Wahl für einige Patienten mit atopischer Dermatitis oder anderen allergischen Erkrankungen werden.
Forscher aus dem Bereich D haben die Regulation dieser TJ durch einer für Allergien typischen Zellgruppe (den Th2-Zellen) und deren freigesetzten Botenstoffen sowohl in gesunden als auch in asthmatischen Personen untersucht. Die Daten zeigten, dass diese Th2-Zellen und deren Botenstoffe die Integrität der TJs und somit der äussersten Barriere an Zellen reduziert. Wurde jedoch ein spezielles Enzym (HDAC) blockiert, konnte die defekte Barrierefunktion wieder hergestellt werden, indem die Zellen die Bildung von TJ-Molekülen erhöhen. Es wurden 4 neue Moleküle identifiziert, die bei der Entwicklung von Ekzema in Allergiepatienten verantwortlich sind. Zudem wurden neue und vielversprechende Ansatzpunkte für die diagnostischen Kriterien und die Behandlung der schwerwiegenden Form von Neurodermitis definiert.
CK-CARE in China
Professor Johannes Ring, Beauftragter für Edukation von CK-CARE, hat im Oktober 2014 an der National Taiwan University in Taipeh und an der Kyoto University Kurse über Neurodermitis gehalten, mit Schwerpunkt Neurodermitis-Schulung. Die Konzepte von CK-CARE stiessen auf grosses Interesse.
Basiswissen Allergie - Ausgabe 2
Die 2. Ausgabe der von CK-CARE herausgegebenen Zeitschrift «Basiswissen Allergie» ist nun verfügbar.
Neue Allergenmuster bei Bier-Allergie
Personen, die auf Bier allergisch reagieren, ernten erfahrungsgemäss von der Umwelt nur wenig hilfreiches Grinsen. Dabei können diese Reaktionen durchaus lebensbedrohlichen Charakter annehmen. Erfreulicherweise ist die Prävalenz der Bier-Allergie in Deutschland niedrig. Es war deshalb eine Chance, über eine Kooperation mit der Medizinischen Universität Chongquing (China) und dem CK-CARE Austauschprogramm 20 Fälle von Anaphylaxie nach Biergenuss zu untersuchen.
Neben einer ausführlichen Anamnese und klinischen Untersuchungen wurden Hauttests mit 12 verschiedenen Materialien durchgeführt. Sie stammten aus der nativen Bierherstellung in Zusammenarbeit mit dem Institut für Brauwesen und Getränketechnologie des Wissenschaftszentrums Weihenstephan der TU-München und umfassten nicht nur Gerste und Gerstenmalz sondern auch Sorghum, Hirse, Mais sowie Hefe, Hopfen und Enzyme, Stoffe, die – entgegen dem Bayerischen Reinheitsgebot – in China, aber auch in vielen anderen Ländern der Welt eingesetzt werden. Ausserdem wurden verschiedene Original Biersorten in die Tests eingebracht. Zusätzlich wurden nach Erfolg der Hauttestung orale Provokationstests durchgeführt.
75 % der Patienten zeigten positive Reaktionen gegen mindestens einen oder mehrere Bierinhaltsstoffe, am häufigsten gegen Sorghum und Sorghum-Malz. 17 Patienten reagierten in der oralen Provokation mit überwiegend Hauterscheinungen in Form von Flush und Urtikaria, die über bis zu 2 Stunden anhielten. Insgesamt 5 Patienten reagierten auf Hopfen, davon 2 ausschliesslich. 7 Patienten reagierten auf Hirse, aber häufig in gleichzeitigen Reaktionen gegen Gerste oder Sorghum. Ein Patient reagierte isoliert auf Hefe. Aus diesen Untersuchungen kann man schliessen, dass die Bier-Allergie kein einfaches Phänomen darstellt, sondern ganz unterschiedliche Inhaltsstoffe im Bier Auslöser schwerer Reaktionen sein können. Zusammen mit der zunehmenden Globalisierung und der Verfügbarkeit ausländischer Biersorten könnten auch in Mitteleuropa vermehrt Bier-Allergien beobachtet werden (Song et al 2013 in press). Um eventuellen Kommentaren zuvorzukommen, sei gesagt, dass wir auch Fälle von anaphylaktischen Reaktionen auf Traubensaft und Wein beobachtet haben.
Auszeichnung für Prof. Dr. Cezmi Akdis
An der Jahresversammlung der American Academy of Allergy, Asthma and Immunolgy (AAAAI) in San Diego wurde Prof. Cezmi Akdis eine der höchsten Ehrungen überhaupt zuteil: er erhielt den «Elliott Middleton Lecture and Award». Vor 8000 Teilnehmern hielt er zudem die Eröffnungsrede.
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«Commitment to Change» – wie lässt sich Fortbildung in das verbesserte Praxismanagement von Allergiepatienten übertragen?
Effektivität und Nachhaltigkeit von Fortbildungen sind eine grosse Herausforderung. Zum ersten Mal wurde eine «Commitment-to-Change (CTC)-Strategie» von Doris Straub Piccirillo, MME Unibe, Leiterin Continuing Professional Development CK-CARE innerhalb des Kurses «Allergie im pädiatrischen Alltag» eingesetzt. Dies unterstützte zum einen die Teilnehmenden darin, das im Kurs Gelernte auch praktisch umzusetzen, zum anderen hilft es bei der Programmplanung. Dazu wurde in einer qualitativen Studie der Frage nachgegangen, warum Kinderärzte nach dem Kurs ihr Praxisverhalten ändern.
Der konsequente Einsatz einer «Commitment-to-Change» (CTC)-Strategie stellt diesbezüglich einen neuen Lösungsansatz dar.
CTC beruht auf einem pragmatischen, unkomplizierten und einfach anzuwendenden Modell, das dem Anwender persönliche Ziele und Werte bewusster macht und auch Handlungsanreize gibt.
Im englischen Sprachraum hat sich CTC als erfolgreiches Mittel zur Stimulation von Veränderungsprozessen bewiesen, in DACH (Deutschland, Österreich, Schweiz) ist diese Strategie in der medizinischen Fortbildung ein neuartiges Instrument. Ärzte beteiligen sich aus den verschiedensten Gründen an beruflichen Fortbildungsprogrammen: Um bestehendes Wissen zu bestätigen oder auf dem aktuellsten Wissensstand zu bleiben, um neues Wissen zu erwerben oder neue Fertigkeiten zu erlernen, um Handlungs- und Verhaltensweisen abzustimmen oder um schlicht und einfach der Fortbildungspflicht zu genügen. Dafür investieren sie Zeit und Geld. Deshalb sollten CPD-Programme grundsätzlich strukturiert, effektiv und nachhaltig aufgebaut sein.
Neuausrichtung der Hochgebirgsklinik Davos
Dank dem Engagement von Klaus-Michael Kühne ist das Weiterbestehen der Hochgebirgsklinik Davos gesichert und der Grundstein für eine Neuausrichtung gelegt. Geplant sind ein weltweit einzigartiges Behandlungszentrum und ein internationaler Allergieforschungs- und Klinik-Campus.
Mobiles Labor für Schadstoffmessungen
Anthropogene Faktoren spielen in der Allergieentwicklung eine zentrale Rolle. Um die Wirkung dieser Substanzen auf den Menschen zu verstehen und neue Ansatzpunkte für Prävention zu schaffen, werden derzeit in Zusammenarbeit mit HICE (Helmholtz Virtual Institute of Complex Environmental Mixtures) in einem «mobilen Labor» unterschiedliche Substanzen direkt am Ort der Entstehung analysiert.
Wegen der zunehmenden Luftverunreinigung durch Schiffsverkehr, insbesondere im Hafen, wurden zunächst Emissionen von Schiffsdieselmotoren untersucht, die mit verschiedenen Kraftstoffen betrieben wurden. Dabei stellte sich heraus, dass die Schweröl-Emissionen von Schiffsdieselmotoren besonders viele organische Verunreinigungen aufwiesen. Dies konnte ebenso für das Verbrennen von Diesel EN590 festgestellt werden, da durch den Vorgang sehr viele bioaktive Substanzen freigesetzt wurden. Die Effekte auf Immunprozesse werden momentan noch ausgewertet. CK-CARE (Herr Dr. med. Sebastian Öder) ist Teilnehmer dieses Projektes. Der Aufbau des mobilen Labors wurde unter der Leitung von Herrn Prof. Dr. Jeroen Buters (CK-CARE /ZAUM) realisiert.
Weil viele Verbrennungsanlagen entweder zu gross (z.B. Schiffsmotoren) oder zu weit von den biologischen Laboratorien entfernt sind, wurde das weltweit erste mobile Labor der Sicherheitsstufe S2 geplant und gebaut. Die Sicherheitsstufe S2 ist zwingend notwendig, da die Experimente mit humanen immortalisierten Zellen der Sicherheitsstufe S2 durchgeführt werden.
Ernährungsstrategien zur Allergieprävention bei Kindern
Es gibt immer noch keine Therapie, die Kinder mit Asthma und allergischen Erkrankungen vollständig kurieren kann. Behandlungen konzentrieren sich auf die Symptombekämpfung. Die Beschwerden können so gelindert werden, sind aber vom Patienten üblicherweise über sehr lange Zeiträume oder gar lebenslang anzuwenden. Die beste Langzeittherapie ist immer noch die Vermeidung des auslösenden Allergens, z.B. bestimmter Nahrungsmittel.
Bisher wurden von der Forschung keine wirkungsvollen Strategien zur Prävention von Allergien gefunden. Deshalb ist die Entwicklung neuer Konzepte eine Notwendigkeit.
Die Prävention von Allergien durch die Ernährung im frühen Kindesalter ist ein solches Konzept, das Beachtung verdient. Bis vor Kurzem bestand Prävention einzig darin, dass man dazu riet, bestimmte Nahrungsmittel zu meiden, ganz besonders im Säuglings- und Kleinkindalter. Die neuesten Empfehlungen zielen aber nicht mehr in diese Richtung. Denn es konnte nicht bewiesen werden, dass das Weglassen bestimmter Nahrungsmittel oder deren späte Einführung Allergien verhindern kann. Ganz im Gegenteil konzentrieren sich neue Vorschläge darauf, dass der frühe Kontakt zu Allergenen eine Immuntoleranz induzieren kann. So öffnet sich möglicherweise ein Zeitfenster im frühen Kindesalter zur Verhinderung einer Entwicklung von Allergien.
In unserer Bauernkindstudie (PASTURE/EFRAIM) haben wir bereits zeigen können, dass vielseitige Beikost im ersten Lebensjahr das Risiko einer atopischen Dermatitis reduziert. Denselben Effekt konnten wir auch für Asthma, Nahrungsmittelallergie und allergische Sensibilisierung nachweisen. Unabhängig davon konnten wir auch den schützenden Effekt von Beikost, vor allem Milchprodukten (z.B. Joghurt), die im ersten Lebensjahr eingeführt wurden, zeigen (wie im Newsletter vom Oktober 2012 beschrieben).
Unsere Erkenntnisse aus der Bauernkindstudie unterstützen die Hypothese, dass im kindlichen Darmtrakt ein früher Kontakt zu verschiedenen Allergenen für die Entwicklung einer Immuntoleranz notwendig ist. Die Art der Ernährung, die Darmflora und die Immunantwort hängen eng zusammen. Eine mögliche Erklärung für den schützenden Effekt könnte die frühe Besiedelung des Darmes mit Keimen und deren Stoffwechselprodukte sein. Es wurde bereits gezeigt, dass die sogenannten kurzkettigen Fettsäuren, Stoffwechselprodukte von gewissen Darmbakterien, eine antientzündliche Wirkung besitzen. Diese kurzkettigen Fettsäuren werden durch die Fermentation von Kohlenhydraten im Darmtrakt generiert, sind aber auch in der Nahrung enthalten. Eine dieser Fettsäuren, Butyrat, ist in den Triglyceriden der Kuhmilch enthalten, deshalb ist der natürliche Butyrat-Gehalt in Milchprodukten hoch.
Im Mausmodell der allergischen Atemwegentzündung (ähnlich wie Asthma) konnten wir erstmals den präventiven Effekt von kurzkettigen Fettsäuren beobachten. Wir haben den Mäusen über die gesamte Dauer des Experiments die kurzkettigen Fettsäuren oral verabreicht. Normalerweise befinden sich in einer gesunden Lunge nur einige Makrophagen, die die Lunge durchwandern. Sobald eine Allergie ausgelöst wird, steigt die Zellzahl in der Lunge stark an, was vor allem auf dem Einwandern von eosinophilen Zellen beruht. Wir haben die Lungen von Mäusen in unserem Allergie-Modell ausgewaschen und die darin enthaltenen Zellen gezählt. Dabei konnten wir zeigen, dass die Gabe von kurzkettigen Fettsäuren die Anzahl der in der bronchoalveolären Lavage (BAL, Auswaschung der Lunge) enthaltenen Zellen deutlich reduzieren kann.
Auch für eine Allergie typische Botenstoffe gehen durch die Gabe von kurzkettigen Fettsäuren deutlich zurück, was den schützenden Effekt dieser kurzkettigen Fettsäuren in einer Allergie weiter bestätigt.
Diese vielversprechenden Resultate im Mausmodell lassen uns weitere Projekte dieser Richtung in Angriff nehmen. Geplant sind Gaben von kurzkettigen Fettsäuren kombiniert mit einem Butyrat verstärkenden Substrat und ebenso von Butyrat produzierenden Probiotika.
In der Bauernkindstudie planen wir, den Gehalt an kurzkettigen Fettsäuren in Stuhlproben aus dem ersten Lebensjahr zu untersuchen. Der Zusammenhang zwischen Fettsäuregehalt und Ernährung soll untersucht werden.
Die oben beschriebenen Resultate weisen in eine Richtung, die die Entwicklung von wirkungsvollen Ernährungsstrategien zur Prävention allergischer Erkrankungen möglich macht.