Pollenallergie Bald eine Schutzimpfung gegen Allergie?

Kaum blühen Haselnuß und Birke wieder, sind viele Menschen von juckendem Ausschlag, Schnupfen, tränenden Augen und womöglich sogar Asthma geplagt. In den Industrieländern leidet fast jeder vierte Mensch an einer Allergie. Die Patienten reagieren überempfindlich auf Stoffe, die sich in Blütenpollen und anderen natürlichen oder künstlichen Produkten befinden. Ihr immunologisches Abwehrsystem ergreift so heftige Maßnahmen gegen vermeintlich gefährliche Substanzen, daß es zu den typischen Krankheitszeichen kommt.

Viele Jahre lang waren die Immunologen für die Diagnose und Therapie von Allergien auf komplexe Stoffgemische, etwa einen Pollenextrakt, angewiesen. Erst in der jüngsten Zeit ist es ihnen mit gentechnischen Verfahren gelungen, Allergene in reiner Form zu gewinnen. Das hat die Grundlagenforschung auf dem Gebiet der Allergien erheblich erleichtert. Wie sich in der vergangenen Woche auf einer vom Boehringer Ingelheim Fonds ausgerichteten Internationalen Titiseekonferenz über Perspektiven neuartiger Immuntherapien zeigte, beginnt die detaillierte Erforschung der hochkomplexen Zusammenhänge nun Früchte zu tragen und neue Wege zur Diagnose und Therapie von Allergien zu erschließen.

Signal zum Freisetzen zahlreicher Botenstoffe

Bei einer allergischen Reaktion etwa auf Birkenpollen entstehen neben anderen Abwehrmolekülen vor allem ImmunglobulinE(IgE)-Antikörper, die die überschießenden Reaktionen anstoßen. Die Antikörper-Moleküle verbinden sich mit passenden Kontaktstellen, den IgE-Rezeptoren, auf der Oberfläche verschiedener weißer Blutzellen, vor allem von Mastzellen und Basophilen.

Bei einem zweiten Kontakt mit demselben Allergen vernetzen sich die Antikörper auf der Oberfläche dieser Abwehrzellen. Die Mastzelle erhält dadurch das Signal zum Freisetzen zahlreicher Botenstoffe, unter anderem von Histamin. Diese Botenstoffe sind letztlich für die Krankheitssymptome verantwortlich. Sie machen zum Beispiel die Gefäße durchlässig, so daß Flüssigkeit austritt, was Schwellungen der Gewebe und Rötungen der Haut zur Folge hat.

Abwehrinstitution an vorderster Front

Wie Georg Stingl von der Medizinischen Hochschule Wien in Titisee darlegte, spielt bei Überempfindlichkeitsreaktionen eine Gruppe von Abwehrzellen, deren Bedeutung man bislang unterschätzt hat, offenbar ebenfalls eine zentrale Rolle. Hierbei handelt es sich um die Dendritischen Zellen. Auch diese weißen Blutzellen besitzen Rezeptoren für IgE-Moleküle. Dendritische Zellen sind eine Art Abwehrinstitution an vorderster Front, denn sie sitzen vor allem in der Haut und in Schleimhäuten, wo sie potentiell gefährliche Fremdstoffe abfangen.

Sie nehmen diese in ihr Inneres auf, zerlegen sie und zeigen Bruchstücke davon anderen Abwehrzellen auf ihrer Oberfläche vor. Stingl hat herausgefunden, daß Dendritische Zellen durch IgE dazu angeregt werden, ihr Demonstrationsmaterial nun um so eifriger zu präsentieren. Dadurch werden zelluläre Abwehrreaktionen verstärkt. Der Forscher zog aus seinen Beobachtungen den Schluß, daß man die im Blut zirkulierenden IgE-Moleküle abfangen müsse, um allergische Reaktionen zu unterbinden.

Mit einem monoklonalen Antikörper (Omalizumab), der die Bindung von IgE an seinen Rezeptor verhindert, ließen sich in klinischen Studien schwere allergische Reaktionen wie Asthma verhindern. Doch längst nicht bei allen Patienten erwies sich die Behandlung als nützlich. Da fast jeder dritte Allergiker auch von Scheinpräparaten profitiert, ist bislang ungeklärt, wie wirksam der in den Vereinigten Staaten und einigen anderen Ländern bereits zugelassene therapeutische Antikörper wirklich ist.

Undefinierte Gemische

Größere Hoffnung als in eine solche passive Immunisierung setzen andere Forscher in neue Formen einer aktiven Immunisierung gegen Allergien. Die auch als Desensibilisierung bezeichnete aktive Immunisierung beziehungsweise Toleranzentwicklung wird zur Behandlung von Allergikern schon seit rund hundert Jahren angewandt. Doch sowohl in der Diagnose als auch in der Therapie hat man bislang undefinierte Gemische von Allergenen, beispielsweise den Extrakt von Birkenpollen, genutzt.

Das hatte den Nachteil, daß man bei der Diagnose nur die Quelle allergieauslösender Stoffe auszumachen vermochte, nicht aber die Allergene selbst. Weil man auch bei den Immuntherapien mit Allergen-Gemischen arbeitete, lief man außerdem Gefahr, durch unbekannte Bestandteile der Extrakte bei einer Desensibilisierungsbehandlung zusätzliche allergische Reaktionen auszulösen.

Gereinigte Allergene

Wie Rudolf Valenta von der Medizinischen Hochschule Wien ausführte, ist es in den vergangenen knapp zehn Jahren mit Hilfe der Gentechnik gelungen, fast hundert Allergene als definierte Proteine zu identifizieren. Sie lassen sich für diagnostische und therapeutische Zwecke in beliebiger Menge gewinnen. Mit Mikrochips, die mit vielen verschiedenen Allergenen beladen sind, kann man nun an einem Blutstropfen des Patienten gleichsam ein Allergen-Profil aufstellen. Es gibt Aufschluß darüber, auf welche Stoffe der Kranke mit einer übermäßigen Bildung von IgE reagiert.

Gereinigte Allergene haben es auch ermöglicht, nach den molekularen Besonderheiten zu suchen, die einen Stoff zu einem Allergen machen. Zunächst waren die Forscher enttäuscht, daß sich aus der Folge der Aminosäuren in einem Protein keine Information über dessen potentielle Allergenität gewinnen ließ. Schließlich zeigte sich jedoch, daß recht unterschiedliche Aminosäuresequenzen ähnliche räumliche Strukturen bilden können.

Gezielt verändert

Aus dem Vergleich zahlreicher Strukturbilder wurde schließlich auch klar, weshalb viele Patienten, die beispielsweise gegen Hasel- und Birkenpollen allergisch sind, gleichzeitig auch auf Äpfel, Sellerie und Karotten überempfindlich reagieren. Wegen der strukturellen Ähnlichkeit mancher Stoffe kommt es offenbar leicht zu Verwechslungen. Es entstehen Kreuz-Sensibilisierungen, die sich als Allergien gegen die verschiedensten Pollen und Früchte äußern.

Die Strukturanalysen haben den Forschern auch bei der Entwicklung neuer Therapiekonzepte geholfen. Valenta berichtete über Modifikationen, mit denen sich Allergene gleichsam entschärfen lassen. Er hat zum Beispiel von Birkenpollen-Allergenen maßgeschneiderte Bruchstücke (Epitope) gewonnen und deren Aminosäuresequenz gezielt verändert oder auch mehrere Allergen-Fragmente zu einem Dreiergespann (Trimer) zusammengeschlossen. Diese Varianten waren in der Lage, einen spezifischen Immunschutz aufzubauen, ohne die Gefahr von Überempfindlichkeitsreaktionen heraufzubeschwören.

Individuelle Diagnose

Dank sorgfältiger Grundlagenforschung sind aktive Immunisierungen zur Behandlung von Allergien in greifbare Nähe gerückt. Anhand des individuellen IgE-Profils lassen sich vermutlich schon in naher Zukunft bei Allergikern exakt jene Allergene bestimmen, auf die das Immunsystem überempfindlich reagiert. Auf der Basis der individuellen Diagnose kann man dann die Behandlung ausrichten und mit modifizierten Allergenen eine gezielte Immuntherapie beginnen, um den Allergiker womöglich dauerhaft von seinem Leiden zu befreien.

Während man bei der klassischen Desensibilisierung wegen der Gefahr von Nebenwirkungen in vielen Schritten mit möglichst geringen Mengen der Allergen-Gemische arbeiten muß, kann man bei Verwendung reiner Allergene nun mit hohen Dosen und in nur wenigen Schritten einen Schutz erzeugen. Valenta hat sogar die Vision, daß sich das Prinzip der gezielten Immunisierung gegen Allergien auch auf Schutzimpfungen im Kindesalter übertragen lasse. Ähnlich wie man Kleinkinder gegen Tetanus, Masern und viele andere Krankheitserreger impfe, werde man vielleicht in nicht allzu ferner Zukunft Kinder aus gefährdeten Familien vorbeugend gegen Allergien schützen können.