AG Schikowski: Umweltepidemiologie von Lunge, Gehirn und Hautalterung

Arbeitsgruppenleiterin:
Dr. rer. san. Tamara Schikowski
Telefon: 0211-3389-341

Senior Scientist:
Prof. Dr. rer. nat. Ursula Krämer

Postdocs:
Dr. Hicran Altug
Dr. rer. nat. Claudia Wigmann geb. Köllmann
Dr. Qi Zhao

Doktorandinnen:
Sara Kress, MSc
Ashtyn Areal, MSc

Medizinische Doktoranden:
Paul Goerke
Michalis Phylactou
Winnie Schnass
Miriam Shadouh
Vanessa Stender

Wissenschaftliche Mitarbeiterin:
Khurshid Pia Jahan

Studentische Hilfskraft:
Leonie Vatter

Technische Assistenz:
Elke Link, Datenmanagerin
Alexandra Andres, Studienassistentin NAKO
Maria Frohnhoff, Studienassistentin NAKO

Gastwissenschaftler:
Prof. Dr. Michael Abramson
Dr. rer. nat. Kateryna Fuks

Forschungsprofil

Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit der Epidemiologie von umweltinduzierten Auswirkungen auf die Alterung von Lunge, Gehirn und Haut. Inhaltliche Schwerpunkte liegen in der Erhebung und Analyse von Daten über die Langzeitwirkung von Luftschadstoffbelastung auf chronische Erkrankungen (Lunge, Haut und Gehirn) sowie die komplexen Interaktionen zwischen den Organen. Hier konnten wir zeigen, dass eine langfristige Exposition gegenüber Feinstaub (insbesondere PM10, NO2 und das Wohnen an stark befahrenen Straßen) mit einem erhöhten Risiko verbunden ist, eine chronisch obstruktive Lungenerkrankung zu entwickeln und mit kognitiver Beeinträchtigung sowie einer verstärkten Hautalterung assoziiert ist. Eine weitere Aufgabe der AG ist die Pflege der IUF-eigenen SALIA-Kohorte. Die SALIA-Kohorte ist eine Kohorte des IUF, die sich mit den Auswirkungen von Luftverschmutzung auf die Gesundheit von älteren Frauen aus dem Ruhrgebiet und dem südlichen Münsterland beschäftigt. Zu den wesentlichen Erkenntnissen aus der Studie gehört u. a., dass eine Langzeitbelastung gegenüber Feinstaub und hohem Verkehr mit einem erhöhten Auftreten von Atemwegs- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen einhergeht. In Kooperation mit dem Institut für Epidemiologie des Helmholtz Zentrums München konnte weiterhin gezeigt werden, dass eine hohe Belastung mit straßenverkehrsbedingter Luftverschmutzung das kardiopulmonale Mortalitätsrisiko erhöht. Weltweit erstmalig zeigte die SALIA-Kohorte, dass eine erhöhte Partikelbelastung, insbesondere aus dem Straßenverkehr, mit Diabetes und Hautalterung (Pigmentflecken und Falten) assoziiert ist. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Untersuchung von Risikofaktoren für die Entstehung von Allergien und Atemwegserkrankungen im Kindesalter, wobei die Beeinflussung des Immunsystems durch umweltbezogene Noxen eine wichtige Rolle spielt. Zur Untersuchung dieser Fragestellungen sind wir an weiteren großen epidemiologischen Kohortenstudien beteiligt: NaKo und der Geburtskohortenstudie GINIplus.

Projekte

Projekte basierend auf der IUF-eigenen SALIA-Studie

Study on the influence of air pollution on lung function, inflammation and aging / Einfluss einer Exposition mit Feinstaub auf die Entwicklung der Lungenfunktion, Entzündungsreaktionen und Alterungsprozesse

Ziel der laufenden Untersuchungen im Rahmen der SALIA-Studie ist die Aufdeckung gemeinsamer biologischer Wirkungspfade für die Entwicklung und Progression feinstaubinduzierter Erkrankungen des Alters und die Untersuchung von Interaktionen zwischen Feinstaubexposition und Genetik auf Alterungsprozesse. Dieses Projekt wird am IUF in enger Zusammenarbeit mit Prof. Ursula Krämer (Senior Scientist am IUF) durchgeführt. Externe Kooperationspartner sind PD Dr. Christian Herder (DDZ, Düsseldorf) und PD Dr. Christian Luckhaus (Klinik und Poliklinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Düsseldorf). Die Förderung erfolgte initial seitens DGUV (FP 266.1), LUA NRW, EU ESCAPE (ENV.2007.1.2.2.2.Nr. 211250), DFG (KR 1938/3-1) und der Forschungskommission der Medizinischen Fakultät Düsseldorf.

Internationale Projekte

Im Projekt „Airflow obstruction in non-smoking women: the role of air pollution and co-determinants in two longitudinal studies in Switzerland and Germany”, das gemeinsam mit dem Swiss Tropical and Public Health Institute in Basel (Direktor: Prof. Nino Künzli) durchgeführt wird, wird der Einfluss der Luftverschmutzung auf eine Atemwegsobstruktion in den beiden Studien SALIA und der Schweizer SAPALDIA vertieft untersucht. Dieses Projekt wird am IUF in enger Zusammenarbeit mit Prof. Krämer durchgeführt. Externe Kooperationspartner sind Prof. Nino Künzli und Prof. Nicole Probst-Hensch (Swiss TPH, Basel). Das Projekt wurde initial vom Schweizerischen Nationalfond zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung gefördert (SNF 73BM-133148).

Das Projekt „Air pollution exposure, its interaction with genes and the role of systemic inflammation on skin-related outcomes in an elderly Chinese population”, das gemeinsam mit dem Max Planck-CAS Paul Gerson Unna Research Group on Dermatogenomics in Shanghai (China) (Kooperationspartner: Dr. Sijia Wang) durchgeführt wird, untersucht den Einfluss von Luftverschmutzung auf Haut und Hautalterung bei Chinesen – Bedeutung des genetischen Make-ups und der systemischen Inflammation. Dieses Projekt wird am IUF in enger Zusammenarbeit mit der AG Krutmann durchgeführt. Externe Kooperationspartner sind Dr. Sijia Wang (Max Planck-CAS Paul Gerson Unna Research Group on Dermatogenomics) und Prof. Haidong Kan (Fudan University, Shanghai, China). Die Förderung erfolgt als Joint IUF-PICB Research Projekt sowie durch Industriemittel.

Das Projekt „MiTyrAGE“ (Nutritional targeting of the mitochondria-tyr-kinase axis to prevent age-associated neuronal decline) wird im Rahmen der internationalen Förderinitiative JPI HDHL („A healthy diet for healthy life“) gefördert, die auf der deutschen Seite vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt wird. Ziel des Gesamtvorhabens ist es, Nährstoffkomponenten zu identifizieren, die alterungsbedingte neuronale Veränderungen positiv beeinflussen können bzw. ein Risiko für die Entwicklung von neurodegenerativen Erkrankungen darstellen. Das Projekt wird durch die AG Schikowski, die AG Schins und die Liaisongruppe Ventura (Koordination) in Kooperation mit der Universität Tor Vergata in Rom und dem in CSIC in Madrid durchgeführt. In diesem Verbundprojekt besteht die Aufgabe der AG darin zu untersuchen, ob es einen Zusammenhang zwischen Nährstoffkomponenten und altersabhängigen kognitiven Veränderungen gibt, sowie die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen zu entschlüsseln.

Weitere Projekte:

1. Geburtskohortenstudien GINIplus: Einfluss einer Exposition mit Feinstaub aus dem Straßenverkehr und genetischen Faktoren auf die Atopieentwicklung von Kindern

In Zusammenarbeit mit Prof. Krämer und dem GINIplus Konsortium

Allergische Erkrankungen wie Ekzem/Neurodermitis, Heuschnupfen und Asthma weisen weltweit einen zunehmenden Trend auf. In den westlichen, industrialisierten Ländern zählen sie zu den häufigsten chronischen Erkrankungen. Obschon zahlreiche nationale und internationale Querschnittsstudien Zusammenhänge mit Umweltfaktoren und genetischen Determinanten zeigen konnten, ist unser Wissen über die Entstehung und Manifestation allergischer Erkrankungen sehr begrenzt. Nach heutigem Kenntnisstand sind insbesondere Umwelteinflüsse in der frühesten Kindheit oder bereits in der Schwangerschaft im Zusammenspiel mit genetischen Faktoren von entscheidender Bedeutung. Geburtskohortenstudien sind daher von zentralem Stellenwert für die Aufklärung der pathogenetischen Mechanismen. In Zusammenarbeit mit verschiedenen Forschungseinrichtungen in ganz Deutschland beteiligt sich die AG an der Geburtskohortenstudie GINIplus. Die seit 1996 laufende GINIplus Studie (German Infant Study on the influence of Nutrition Intervention PLUS environmental and genetic influences on allergy development) untersucht den allergie-präventiven Einfluss hydrolisierter Babymilch im Vergleich zu einer kuhmilch-basierten Nahrung und den Einfluss von Umweltfaktoren und genetischen Faktoren auf die Entwicklung von Allergien.
Aus der Studie liegen mittlerweile umfassende Daten bis zum 15. Lebensjahr der Kinder vor. Unter den allergischen Erkrankungen ist Ekzem das Krankheitsbild, welches sich am frühesten manifestiert (die meisten Kinder erkranken im Alter von 2-3 Jahren) und ist daher von besonderem Interesse für die Untersuchungen von frühkindlichen Einflüssen. Zurzeit werden die 20 Jahres Untersuchungen der Kinder durchgeführt, an welchen die AG Schikowski beteiligt ist.

Weitere Informationen zur GINIplus Studie finden Sie unter: www.ginistudie.de

Beteiligte externe Kooperationspartner: Institut für Epidemiologie, Helmholtz Zentrum München (M. Standl (PI)), Marienhospital Wesel, Forschungsinstitut zur Prävention von Allergien und Atemwegserkrankungen der Klinik für Kinder- und Jugendmedizin (D. Berdel (PI), A. v. Berg (PI)), Kinderklinik und Poliklinik der TU München (C.P. Bauer (PI)), Dr. von Hauner’sches Kinderspital der Ludwig-Maximilians-Universität München (S. Koletzko (PI)) , Zentrum für Allergie und Umwelt an der Klinik für Dermatologie und Allergologie der Technischen Universität München (H. Behrendt), Center of Allergy Research and Education (CK-CARE), München, (C. Kühne).

Die Projekte wurden initial vom BMU und der EU gefördert. Eine Fortführung der Projekte ist geplant.

2. NAKO Gesundheitsstudie

Die NAKO ist die bisher größte deutsche Gesundheitsstudie. Ziel der NAKO ist es, ein umfassendes Bild des Gesundheitszustandes der in Deutschland lebenden Bevölkerung zu ermitteln und neue Strategien für die Risikoerfassung, Früherkennung und Prävention von häufigen Volkskrankheiten zu entwickeln. Im Rahmen dieser groß angelegten prospektiven Kohortenstudie werden insgesamt 200.000 Studienteilnehmer (Männer und Frauen im Alter von 20 bis 69 Jahren) bundesweit rekrutiert. Nach 4-5 Jahren ist eine Nachuntersuchung vorgesehen. Das IUF betreibt gemeinsam mit dem Deutschen Diabetes Zentrum (DDZ) ein Studienzentrum, in dem bis 2018 10.000 Probanden aus der Bevölkerung untersucht werden. Seit Oktober 2017 läuft der postalische Follow-Up der NAKO-Teilnehmer. Diesen führt in Düsseldorf das IUF durch. Die NAKO wird in Kooperation mit den anderen Mitgliedern des Forschungskonsortiums Nationale Kohorte e. V. durchgeführt und vom BMBF, der Helmholtz-Gemeinschaft und den beteiligten Ländern gefördert. Sie soll der populations-basierten Gesundheitsforschung künftig als Forschungsplattform dienen.

Weitere Informationen zur NAKO finden Sie unter: www.nako.de

Service

Die AG Schikowski unterstützt die experimentell arbeitenden Forschungsgruppen des IUF bei der statistischen Analyse.

Kooperationen

Ausgewählte Publikationen

Eze IC, Hemkens LG, Bucher HC, Hoffmann B, Schindler C, Künzli N, Schikowski T, Probst-Hensch NM: Association between Ambient Air Pollution and Diabetes Mellitus in Europe and North America: Systematic Review and Meta-Analysis. Environ Health Perspect 123(5): 381-389, 2015. (Review) [pubmed] (open access)

Vierkötter A, Schikowski T, Sugiri D, Matsui MS, Krämer U, Krutmann J: MMP-1 and -3 Promoter Variants Are Indicative of a Common Susceptibility for Skin and Lung Aging: Results from a Cohort of Elderly Women (SALIA). J Invest Dermatol 135(5): 1268-1274, 2015. [pubmed]

Adam M, Schikowski T, Carsin AE, Cai Y, Jacquemin B: Adult lung function and long-term air pollution exposure. ESCAPE: a multicentre cohort study and meta-analysis. Eur Respir J 45(1): 38-50, 2015. [pubmed] (open access)

Schikowski T, Adam M, Marcon A, Cai Y, Vierkötter A, Carsin AE, Jacquemin B, Al Kanani Z, Beelen R, Birk M, Bridevaux PO, Brunekeef B, Burney P, Cirach M, Cyrys J, de Hoogh K, de Marco R, de Nazelle A, Declercq C, Forsberg B, Hardy R, Heinrich J, Hoek G, Jarvis D, Keidel D, Kuh D, Kuhlbusch T, Migliore E, Mosler G, Nieuwenhuijsen MJ, Phuleria H, Rochat T, Schindler C, Villani S, Tsai MY, Zemp E, Hansell A, Kauffmann F, Sunyer J, Probst-Hensch N, Krämer U, Künzli N: Association of ambient air pollution with the prevalence and incidence of COPD. Eur Respir J 44(3): 614-626, 2014. [pubmed]

Schikowski T, Schaffner E, Meier F, Phuleria HC, Vierkötter A: Improved air quality and attenuated lung function decline: modification by obesity in the SAPALDIA cohort. Environ Health Perspect 121(9): 1034-1039, 2013. [pubmed]