WÜRZBURG – Die MIAI-Geburtskohorte ist ein wertvoller Datenschatz: Sie liefert unter anderem Erkenntnisse darüber, wie sich das Immunsystem in den ersten Lebensjahren entwickelt und warum manche Kinder anfälliger für Atemwegsinfektionen sind als andere.
Die Zwillinge Sophia und Emilia Waxenegger gehören nicht nur zu den ersten MIAI-Babys, sondern auch zu den ersten Gratulantinnen. Wie MIAI feiern die Mädchen im Mai ihren vierten Geburtstag. Direkt nach ihrer Geburt in der Würzburger Frauenklinik wurden Sophia und Emilia in die Geburtskohorte aufgenommen und nach einem, sechs und zwölf Monaten in der MIAI-Studienambulanz der Kinderklinik untersucht.
Neu ist, dass die beiden in einem Jahr zu einer weiteren Untersuchung kommen dürfen. Die Kohorte wurde auf fünf Jahre verlängert. Das bedeutet, dass Prof. Dr. Dorothee Viemann, Inhaberin des Lehrstuhls für Translationale Pädiatrie der Kinderklinik am Uniklinikum Würzburg (UKW) und Leiterin der MIAI-Studie, sich gemeinsam mit ihrem Team nun ein noch umfassenderes Bild von der Entwicklung des Immunsystems machen kann.
MIAI steht für „Maturation of Immunity Against Influenza”
Das Studienteam um Dorothee Viemann will mithilfe der in der MIAI-Geburtskohorte gesammelten Daten, Untersuchungsergebnisse und Bioproben verstehen, wie Kinder in den ersten Lebensjahren lernen, sich gegen Viren wie Influenza, RSV oder SARS-CoV-2 zu verteidigen. MIAI steht für „Maturation of Immunity Against Influenza” (Entwicklung des Immunsystems gegen Virusinfektionen der Atemwege). Virale Atemwegsinfektionen sind nach wie vor ein großes weltweites Problem und verursachen zahlreiche Erkrankungen und Todesfälle.
Wie gut sich unser Immunsystem zur Abwehr solche Virusinfektionen entwickelt, hängt neben genetischen Faktoren vor allem von Umwelteinflüssen ab. Welche Umweltfaktoren die Immunreifung fördern und welche sie stören, ist jedoch noch nicht vollständig geklärt. Zudem muss noch erforscht werden, welche Komponenten und Zellen des Immunsystems bei Neugeborenen und Kindern wichtig sind, um schwere Atemwegsinfektionen zu verhindern. Das MIAI-Team untersucht beispielsweise, welche Rolle der sozioökonomische Hintergrund, die Anzahl der Familienmitglieder, der Besuch von Kinderkrippen, Impfungen, Infektionen und die Ernährung bei der frühen Entwicklung von Immunantworten spielen. Außerdem wird der Frage nachgegangen, ob es einen Zusammenhang zwischen der Bildung des Mikrobioms – also der Gesamtheit der Mikroorganismen im Körper – und der Entwicklung der Immunität gegen diese Virusinfektionen nach der Geburt gibt.
Hohe Zufriedenheit und langfristige Unterstützung der Eltern und Familien in der MIAI-Studie
In den ersten vier Jahren hat das Team insgesamt 277 Kinder in die MIAI-Studie aufgenommen. 49 Prozent von ihnen sind weiblich, 51 Prozent männlich. Unter ihnen befinden sich acht Zwillingspaare und inzwischen auch drei Geschwister. 238 der MIAI-Kinder sind bereits über ein Jahr alt. Insgesamt wurden 4.800 Proben fachgerecht gesichert, gesammelt und aufbewahrt. Auch die Studienakzeptanz ist beachtlich: Über 90 Prozent der Familien bleiben aktiv in der Studie und zeigen sich äußerst zufrieden mit der Teilnahme. Sie schätzen die Möglichkeit, einen wichtigen Beitrag zur Forschung zu leisten, und sind bereit, das MIAI-Team weiterhin zu unterstützen. „Ihre engagierte Zusammenarbeit ist ein wesentlicher Bestandteil des Erfolgs unserer Studie und hilft uns, die medizinischen Erkenntnisse weiter zu vertiefen und die präventive Versorgung zu verbessern”, sagt Dorothee Viemann und dankt sowohl den Eltern als auch den Kindern.
Stoffwechsel von Immunzellen verändert sich mit dem Alter – von der oxidativen Phosphorylierung zur Glykolyse
Die bisherigen Publikationen im Rahmen der MIAI-Studie verdeutlichen das Potential des Datenschatzes. So flossen zum Beispiel die umfangreichen MIAI-Daten in eine Studie ein, die 2024 in der renommierten Fachzeitschrift Nature Communications publiziert wurde. Die Studie zeigt, dass Neugeborene einen anderen Stoffwechselmechanismus als Erwachsene nutzen, um ihr Immunsystem zu entwickeln. Blutmonozyten von Neugeborenen gewinnen ihre Energie hauptsächlich durch oxidative Phosphorylierung. Dieser Prozess ist für die weitere Differenzierung der Zellfunktionen nach der Geburt notwendig. Erst durch die Umweltexposition des Immunsystems wird der Stoffwechsel neonataler Monozyten mit zunehmendem Alter auf den erwachsenen Stoffwechseltyp, die Glykolyse, umprogrammiert. Eine vorzeitige Umstellung könnte negative Folgen haben. Damit leisten die Forschenden einen wichtigen Beitrag zum besseren Verständnis des Sepsisrisikos und zur Entwicklung möglicher neuer Schutzmaßnahmen für Neugeborene. Die Sepsis ist nämlich weltweit immer noch eine der häufigsten Todesursachen bei Neugeborenen.
Zukunftsperspektiven der MIAI-Studie: Der Weg zur präventiven Medizin
Ein zentrales Ziel für die Zukunft ist es, eine Immundiagnostik für die Kinderheilkunde zu etablieren, die frühzeitig vorhersagt, ob sich das Immunsystem eines Kindes gesund entwickelt oder gezielt unterstützt werden sollte, um langfristige Gesundheit zu fördern. „Dazu wollen wir insbesondere Immunzellen in frühen Lebensphasen untersuchen, um ungünstige Zelldifferenzierungen zu identifizieren, die langfristig mit einer erhöhten Infektanfälligkeit einhergehen können. So wollen wir präzisere Erkenntnisse darüber gewinnen, wie sich das Immunsystem gezielt stärken lässt“, erklärt Dorothee Viemann. Langfristig verfolgt MIAI das Ziel, eine neue Ära der Medizin einzuleiten, in der Krankheiten nicht nur behandelt, sondern möglichst frühzeitig verhindert werden,
„Durch die Analyse aller verfügbaren Metadaten wollen wir spezifische Muster erkennen, die Hinweise darauf geben, welche biologischen Signale und zelluläre Zusammensetzungen eine Rolle spielen, Krankheitsprozesse zu verhindern“, kommentiert Prof. Dr. Christoph Härtel, Direktor der Kinderklinik am UKW. „Die präventive Medizin steht im Mittelpunkt unserer Vision. Unser Ziel ist es, diese Erkenntnisse in eine grundlegende Verbesserung der medizinischen Versorgung zu überführen.“
Die Studie ist damit also noch lange nicht abgeschlossen. Am liebsten möchte das Studienteam Sophia, Emilia und die zahlreichen weiteren MIAI-Kinder möglichst auch durch die Pubertät begleiten. In dieser Phase wird im Immunsystem nochmals vieles neu geordnet.
Auf den Bilders:
Die Zwillinge Sophia und Emilia Waxenegger gehören zu den ersten Babys, die 2022 in die MIAI-Geburtskohorte aufgenommen wurden. Vier Jahre später schickten sie per Video dem Studienteam einen Geburtstagsgruß. © Collage A. Wolf / Waxenegger-Wilfing
Buttercremetorte mit bunten Streuseln zum vierten MIAI-Geburtstag. © Daniel Peter / UKW
Das Studienteam rund um Prof. Dr. Dorothee Viemann (hier mit Torte) feiert 4 Jahre MIAI. © Daniel Peter / UKW
