Dass Kinder auf Bauernhöfen seltener an Asthma, Heuschnupfen und Neurodermitis erkranken, ist seit Jahrzehnten dokumentiert. Warum, blieb bislang eine gut begründete Vermutung: Beobachtungsstudien konnten Zusammenhänge zeigen, aber keine Ursachen belegen. Ein internationales Team unter Leitung von Markus Ege vom Dr. von Haunerschen Kinderspital der LMU und dem Institut für Asthma- und Allergieprävention bei Helmholtz Munich hat diese Lücke nun geschlossen – und die komplette Wirkkette benannt, vom Verdauungstrakt der Kuh bis zu zwei Andockstellen in den Atemwegen von Kindern.
Grundlage der Arbeit im Fachjournal NEJM Evidence sind Proben von mehr als tausend Kindern aus europäischen Studien in ländlichen Regionen: Nasenabstriche und Matratzenstaub, bei 47 Bauernhofkindern zusätzlich Staub aus dem Kuhstall. Über Analysen ribosomaler RNA bestimmte das Team, welche Bakterien und Pilze vorkamen, welche Stoffwechselprodukte sie bilden und wie das Immunsystem darauf reagieren könnte. Computermodelle grenzten die Kandidaten Schritt für Schritt ein; Daten aus Frankreich und Finnland dienten zur Gegenprobe. Auch die Frage, ob die Gene der Kinder den Schutz mitbestimmen, wurde geprüft.
Übrig blieb eine überraschend kleine Gruppe: neun grampositive Bakterienarten, darunter Romboutsia timonensis und Glutamicibacter arilaitensis. Alle stammen aus dem Verdauungstrakt von Kühen, wo sie Futterbestandteile abbauen. Zusammen erklären sie nach Angaben von Erstautorin Giulia Pagani zwei Drittel des gesamten Bauernhofeffekts gegen Asthma und die Hälfte des Schutzes vor Heuschnupfen und Neurodermitis. Gramnegative Bakterien oder Pilzsporen aus derselben Stallluft zeigten dagegen keinen messbaren Effekt.
Vom Kuhstall bis zum Rezeptor
Entscheidend sind vier Stoffwechselprodukte dieser Bakterien: Kynurenin, Xanthin, Alpha-Linolensäure und Stearidonsäure. Sie gelangen in die Stallluft, werden eingeatmet und binden an zwei Rezeptoren der Schleimhautzellen in den Atemwegen, AhR und PPARγ. Beide fungieren als körpereigene Umweltsensoren und steuern, wie heftig die Immunabwehr auf Reize reagiert. Nach Einschätzung des Teams verhindern sie genau jene überschießende Entzündungsreaktion, die Asthma und Allergien kennzeichnet. Ihre Rolle im Bauernhofeffekt war zuvor unbekannt.
Damit ist die 1989 formulierte Hygienehypothese erstmals nicht nur plausibel, sondern in ihren einzelnen Gliedern belegt: Kuh, Stallluft, Bakterium, Stoffwechselprodukt, Rezeptor, Schutz. Praktisch bedeutsam ist vor allem das Ende dieser Kette. Wer weiß, welche Moleküle an welchen Rezeptoren wirken, kann gezielt nach Medikamenten suchen, die den Effekt nachahmen. Vorbeugung gegen Asthma, Heuschnupfen und Neurodermitis wäre dann nicht länger ein Privileg von Kindern, die neben einem Kuhstall aufwachsen.