Menschliches Zell-Testsystem macht gesundheitliche Wirkungen von Schimmel differenzierbar

Schimmel in feuchten Innenräumen wird mit Atemwegserkrankungen, allergischen Reaktionen und Entzündungen in Verbindung gebracht. Welche Schimmelarten und Baustoffe besonders problematisch sind, lässt sich jedoch bislang nur schwer beurteilen. Die BAuA-Forschenden entwickelten deshalb ein In-vitro-Testsystem auf Basis menschlicher Lungenzellen, mit dem sich die zellschädigenden und immunologischen Wirkungen von Schimmel untersuchen lassen.

Das Testsystem kombiniert menschliche Bronchialepithelzellen und Makrophagen – also Zellen, die in der Lunge an der Barriere- und Immunabwehr beteiligt sind. Untersucht wurden mit verschiedenen Schimmelarten kontaminierte Gipskartonplatten, Raufasertapeten und Nährböden. Neben der Zellviabilität wurden Veränderungen der Immunbotenstoffe sowie die vorhandenen Mykotoxine gemessen. Durch eine kontinuierliche Impedanzmessung ließ sich zudem beobachten, wie schnell und wie stark die Zellen geschädigt wurden.

Die Ergebnisse zeigen deutliche Unterschiede zwischen den Schimmelarten. Besonders ausgeprägt waren die Wirkungen von Stachybotrys chartarum, umgangssprachlich teilweise als schwarzer Schimmel bezeichnet. Extrakte aus damit belasteten Materialien verminderten die Überlebensfähigkeit beider Zelltypen erheblich. Gleichzeitig sank bei den Lungenepithelzellen die Freisetzung des für die Immunabwehr wichtigen Botenstoffs GM-CSF, während Makrophagen verstärkt den entzündungsfördernden Botenstoff IL-1β ausschütteten.

In den belasteten Materialien wurden vor allem die Mykotoxine Roridin L2, Verrucarin J und Stachybotrylactam nachgewiesen. Die Versuche sprechen dafür, dass insbesondere Roridin L2 und Verrucarin J für die starken zellschädigenden und immunverändernden Wirkungen verantwortlich sind. Verrucarin J zeigte bereits bei sehr niedrigen Konzentrationen ein hohes toxisches Potenzial.

Entscheidend ist nicht nur die Schimmelart, sondern auch das befallene Material. Stachybotrys wächst bevorzugt auf cellulosehaltigen Baustoffen. Extrakte von kontaminierten Gipskartonplatten und Tapeten wirkten teilweise stärker als solche von Nährböden. Sichtbares Schimmelwachstum allein erlaubt daher keine sichere Aussage über die tatsächliche Toxinbelastung: Auch das Material, der Pilzstamm und die Wachstumsbedingungen beeinflussen die Bildung von Mykotoxinen.

Auf den Punkt gebracht: Das neu entwickelte menschliche Zelltestsystem kann unterscheiden, wie stark verschiedene Schimmelarten und befallene Baustoffe Lungenzellen schädigen und Immunreaktionen verändern. Unter den untersuchten Arten zeigte insbesondere Stachybotrys chartarum aufgrund seiner hochwirksamen Mykotoxine ein erhebliches inhalationstoxisches Potenzial.

Die Ergebnisse belegen allerdings noch kein konkretes Erkrankungsrisiko für Menschen in einem bestimmten Gebäude. Untersucht wurden konzentrierte Extrakte unter Laborbedingungen und vor allem akute Wirkungen über 24 bis 48 Stunden. Für eine belastbare Risikobewertung sind daher Untersuchungen realer Raumluft- und Materialproben, längerfristige Expositionsmodelle sowie epidemiologische Studien erforderlich