Asthma im Kleinkindesalter stellt eine große diagnostische und therapeutische Herausforderung dar. Asthma-ähnliche Symptome wie Husten, Atemnot oder „pfeifende Atmung“ (sog. Giemen) treten in den ersten Lebensjahren bei ca. 1/3 aller Kinder im Rahmen von viralen Atemwegsinfektionen auf, aber nur ein kleiner Teil dieser Kinder entwickelt auch langfristig Asthma mit Persistenz bis ins Jugend- oder Erwachsenenalter. Bislang ist es schwierig die Kinder mit sehr frühem Asthmabeginn zu diagnostizieren und einer gezielten Therapie zuzuführen.

Im Rahmen der deutschlandweiten All Age Asthma Cohort (ALLIANCE) Studie hat Dr. Ruth Grychtol gemeinsam mit einem interdisziplinären Team jetzt neue Ansätze zur Charakterisierung dieser Patientengruppen vorgestellt – und wurde dafür beim DZL-Jahrestreffen 2025 mit einem Posterpreis in der übergreifenden Arbeitsgruppe Single Cell Analysis geehrt.

Mithilfe der Single-Cell-RNA-Sequenzierung (scRNAseq) untersuchte das Team periphere Blutlymphozyten (PBMCs) zum einen von Kindern mit frühkindlichem Asthma und zum anderen von Kindern, die nur als Kleinkind infektassoziierte Symptome hatten – jeweils mit einer Nachbeobachtungszeit von bis zu zehn Jahren. Ziel war es, zelluläre Signaturen zu identifizieren, die mit dem klinischen Verlauf (Persistenz vs. Remission) in Verbindung stehen.

Die Proben stammten aus ausführlich charakterisierten Patientengruppen im Alter von durchschnittlich 3,2 bzw. 9,5 Jahren. Nach Zellsortierung und CITE-Seq-Markierung (quantitativ) erfolgte die Einzelzellanalyse auf der 10x Genomics Plattform. Insgesamt wurden 28 verschiedene Zellpopulationen identifiziert – darunter klassische T-Zell-Subtypen, NK-Zellen, Monozyten und B-Zellen.

Obwohl sich die Zellfrequenzen zwischen persistierendem Asthma und Remission nicht signifikant unterschieden, zeigte die Analyse differenziell exprimierter Gene (DEGs) fünf Zellpopulationen mit besonderer Relevanz: MAIT-Zellen, CD14⁺ Monozyten, Double-Negative-T-Zellen, CD56⁺bright NK-Zellen und intermediäre B-Zellen. Diese Zelltypen zeigten jeweils mehr als 100 signifikant veränderte Gene, was auf eine bislang unterschätzte Rolle bei der Krankheitspersistenz hindeutet.

Ziel der laufenden Analysen ist die Identifikation regulatorischer Netzwerke und Biomarker, die eine frühe Risikostratifizierung bei Kleinkindern mit Giemen ermöglichen könnten – ein möglicher Meilenstein für personalisierte Prävention und Therapieansätze im Kindesalter.

Mit den Auszeichnungen für Laurien Czichon, Julia Rückoldt, Dr. Jan Fuge und Dr. Ruth Grychtol konnte der DZL-Standort BREATH beim diesjährigen Jahrestreffen des Deutschen Zentrums für Lungenforschung erneut seine breite wissenschaftliche Exzellenz unter Beweis stellen – von zellbiologischer Modellbildung über Regenerationsforschung und digitaler Versorgung bis hin zur molekularen Einzelzellanalyse in großen Kohorten.

Wir gratulieren allen Preisträger:innen herzlich und freuen uns auf die kommenden Forschungsergebnisse aus diesen innovativen Projekten!

Text: BREATH/AB

Foto: MHH/ Tom Figiel