Tatsächlich belegen verschiedene Studien, dass während Episoden von Wüstenstaub vermehrt Atemwegserkrankungen auftreten. Auf molekularer Ebene konnten in diesem Zusammenhang unlängst Entzündungsprozesse und oxidativer Stress nachgewiesen werden. Außerdem scheint festzustehen, dass der Multiproteinkomplex NLRP3 an der Aktivierung der Entzündungsreaktionen beteiligt ist. Zu diesen Zwischenergebnissen gelangte das Forschungsprojekt DUSTRISK, das gemeinsam von mehreren Leibniz-Instituten und Partnern aus Cabo Verde durchgeführt wird, wo auch der untersuchte Wüstenstaub herstammt.
Vor allem zwei Studien stechen dabei hervor.
In der ersten Studie wurden in Flüssigzellkulturen einzelne Zelltypen (Lungen- und Immunzellen) untersucht, denen der Saharastaub zugesetzt wurde. Für die zweite Studie wurde ein Modell aus beiden Zelltypen an der Luft-Flüssigkeits-Grenzschicht etabliert. Dies ermöglichte eine realistischere Exposition: Die Zellen bilden einen Oberflächenfilm aus grenzflächenaktiven Substanzen und können aus der Luft mit dem Staub behandelt werden. Außerdem können die beiden Zelltypen interagieren.
Beide Studien zeigten, dass die mikrobiellen Bestandteile des Saharastaubs zu seiner schädigenden Wirkung auf die Zellen beitragen: Entzündungsfördernde Botenstoffe, sogenannte Zytokine, werden hochreguliert. Die Reaktionen werden über die sogenannte NLRP3-Caspase-1-IL-1β-Achse vermittelt, was nach Aussagen der Projektteilnehmenden Gegenstand weiterer Untersuchungen sein wird.
Gerrit Bredeck wurde als Hauptautor der Studien für seine Arbeiten zu den gesundheitlichen Auswirkungen von Saharastaub mit dem Rudolf-Buchheim-Preis der Deutschen Gesellschaft für Experimentelle und Klinische Pharmakologie und Toxikologie e.V. (DGPT) ausgezeichnet. Er forschte dazu als Doktorand in der Arbeitsgruppe von Dr. Roel Schins am IUF – Leibniz-Institut für umweltmedizinische Forschung und promoviert an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU). Der Preis wurde im Rahmen der Jahrestagung der DGPT bereits am 14. März 2024 in München überreicht.
Original Papers:
Bredeck G, Busch M, Rossi A, Stahlmecke B, Fomba KW, Herrmann H, Schins RPF: Inhalable Saharan dust induces oxidative stress, NLRP3 inflammasome activation, and inflammatory cytokine release. Environ Int 172: 107732, 2023. doi: 10.1016/j.envint.2023.107732
Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0160412023000053
Bredeck G, Dobner J, Stahlmecke B, Fomba KW, Herrmann H, Rossi A, Schins RPF: Saharan dust induces NLRP3-dependent inflammatory cytokines in an alveolar air-liquid interface co-culture model. Part Fibre Toxicol 20(1): 39, 2023. doi: 10.1186/s12989-023-00550-w
Link: https://particleandfibretoxicology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12989-023...
