Un grup restrâns de bacterii din mediul fermelor ar putea explica o mare parte din asocierea observată de ani de zile între copilăria petrecută la fermă și o frecvență mai redusă a astmului și alergiilor. Cercetătorii au identificat bacteriile, au găsit produșii metabolici ai acestora în praful din grajduri și au identificat receptorii umani cu care acești compuși pot interacționa, potrivit unui studiu publicat în revista științifică NEJM Evidence.
„Pentru prima dată, întregul lanț biologic este astfel vizibil: vacă – aerul din grajd – bacterii – produși metabolici – receptori umani – protecție împotriva astmului”, explică profesorul Markus Ege, epidemiolog la Institute of Asthma and Allergy Prevention din cadrul Helmholtz Munich și la Dr. von Hauner Children’s Hospital al LMU University Hospital, într-o prezentare a cercetării publicată de Helmholtz Munich.
Studiul, „Gram-Positive Bacteria and the Inverse Association between Farm Exposure and Childhood Asthma”, a fost publicat în NEJM Evidence pe 28 iulie 2026 și este semnat de Giulia Pagani, Georg Loss, Sonali Pechlivanis, Martin Depner și alți cercetători din două grupuri – GABRIELA și PASTURE.
- Datele folosite în cercetare provin din două programe ample dedicate astmului și alergiilor. Studiile GABRIELA fac parte din proiectul european GABRIEL (Multidisciplinary Study to Identify the Genetic and Environmental Causes of Asthma in the European Community), finanțat de Comisia Europeană pentru investigarea cauzelor genetice și de mediu ale astmului. Pentru verificarea suplimentară a rezultatelor, autorii au folosit și date din PASTURE (Protection Against Allergy: Study in Rural Environments), studiu european asupra copiilor din mediul rural, susținut de Comisia Europeană, European Research Council și mai multe instituții și fundații de cercetare din Finlanda. Studiul actual a beneficiat, între altele, și de finanțări ale European Research Council, Deutsche Forschungsgemeinschaft, Ministerului Federal german al Educației și Cercetării și Helmholtz Center Munich.
Există însă o limită importantă în interpretarea rezultatelor: cercetarea principală este observațională și transversală. Cercetătorii nu au expus experimental copiii la bacterii și nu au demonstrat printr-un studiu intervențional că acestea previn apariția astmului.
Chiar Markus Ege atrage atenția asupra acestei diferențe. Ipoteza potrivit căreia expunerea la microorganisme în copilărie „antrenează” sistemul imunitar nu a fost demonstrată definitiv, deoarece se bazează în mare măsură pe studii observaționale.
„Acest tip de cercetare poate arăta doar corelații mai mult sau mai puțin convingătoare”, spune Ege. „Dar, cu noul nostru studiu, putem construi un argument mult mai puternic, pentru că putem identifica verigile individuale ale lanțului cauzal propus: bacteriile, produșii metabolici microbieni relevanți și receptorii umani”, explică cercetătorul.
Ce au făcut concret cercetătorii
Analiza pornește de la așa-numitul „efect al fermei”, observat anterior în mai multe studii: copiii care cresc în ferme tind să prezinte mai rar astm și anumite afecțiuni alergice decât alți copii.
Pentru cercetarea actuală, oamenii de știință au selectat aleatoriu 1.034 de copii de școală primară din două centre din sudul Germaniei, München și Ulm, din cadrul studiului GABRIELA. Copiii proveneau din regiuni rurale, iar o parte locuiau la ferme administrate de familiile lor.
Pentru 1.018 dintre cei 1.034 de copii au putut fi obținute date bacteriene valide din probele de praf de pe saltele.
Cercetătorii au avut la dispoziție probe de praf aspirat de pe saltele și probe nazale. În plus, pentru 47 de copii care trăiau la ferme au fost prelevate probe de praf din grajdurile cu vaci. Echipa a analizat bacteriile și fungii din probe, relațiile dintre diferitele microorganisme și asocierea lor cu astmul.
Pentru identificarea bacteriilor a fost folosită secvențierea genei 16S rRNA. Într-un subgrup de 508 copii, cercetătorii au realizat și secvențiere metagenomică, iar metaboliții au fost măsurați prin spectrometrie de masă.
Studiul a fost construit astfel încât rezultatele găsite într-un grup să poată fi verificate într-un altul. Modelele au fost dezvoltate pe populația din München, 525 de copii, și validate pe populația din Ulm, formată din 493 de copii.
Ulterior, rezultatele principale au fost testate și folosind date din cohorta europeană PASTURE, cu populații din Franța și Finlanda.
Copiii de la ferme aveau mai rar astm în populațiile analizate
În cele două grupuri germane, copiii care trăiau la ferme familiale prezentau o asociere cu o probabilitate mai redusă de astm.
În grupul folosit pentru construirea modelului, rata de probabilitate (odds ratio) a fost 0,32, cu un interval de încredere de 95% între 0,17 și 0,57. În grupul de validare, odds ratio a fost 0,55, cu un interval de încredere între 0,33 și 0,91.
Aceste rezultate nu trebuie însă transformate într-o afirmație de tipul „viața la fermă reduce cu X% riscul de astm”. Odds ratio descrie asocierea observată între cele două variabile în populațiile analizate, nu efectul pe care mutarea la o fermă l-ar avea asupra unui anumit copil.
Astmul a fost definit în cercetare prin existența a cel puțin uneia dintre mai multe situații: respirație șuierătoare în ultimele 12 luni, utilizarea vreodată a unui inhalator pentru astm, cel puțin un diagnostic medical de astm sau cel puțin două episoade de bronșită cu respirație șuierătoare.
Din 146 de genuri bacteriene, cercetătorii au ajuns la nouă
În probele de praf de pe saltele, cercetătorii au identificat inițial 146 de genuri bacteriene comune și le-au grupat în funcție de modul în care apăreau împreună.
Două grupuri erau asociate puternic cu viața la fermă: unul format în principal din bacterii gram-negative și altul predominant din bacterii gram-pozitive.
Când cercetătorii le-au analizat împreună, numai grupul bacteriilor gram-pozitive a rămas asociat invers cu astmul atât în populația folosită pentru construirea modelului, cât și în cea de validare.
„Am identificat un număr mic de bacterii, pe care acum le putem localiza până la nivel de specie”, explică Giulia Pagani, prima autoare a studiului și bioinformatician la Institute of Asthma and Allergy Prevention din Helmholtz Munich. Printre exemplele date de cercetătoare sunt Romboutsia timonensis și Glutamicibacter arilaitensis.
„Aceste bacterii gram-pozitive mediază împreună două treimi din întregul efect al fermei pentru protecția împotriva astmului și jumătate din efect pentru febra fânului și eczema atopică”, spune Pagani.
Ce înseamnă, de fapt, că bacteriile „mediază” două treimi din efect
Aceasta este una dintre concluziile studiului care necesită precauție. În grupul din Munchen, scorul construit din cele nouă bacterii a explicat statistic 70% din asocierea inversă dintre viața la fermă și astm. În populația de validare din Ulm, proporția a fost de 87%.
Cercetătorii au verificat apoi scorul în cohorta independentă PASTURE. Și acolo acesta a fost asociat cu o prevalență mai redusă a astmului la 6 și la 11 ani. Estimarea combinată pentru populațiile și vârstele analizate a indicat o mediere de aproximativ 65%, adică aproximativ două treimi.
„Medierea” este însă rezultatul unui model statistic. Nu înseamnă că cercetătorii au demonstrat experimental că aceste nouă bacterii sunt responsabile pentru două treimi din prevenirea astmului.
Modelul arată că prezența bacteriilor poate explica statistic o mare parte din asocierea observată între viața la fermă și prevalența mai mică a astmului. Tocmai de aceea articolul științific vorbește despre o asociere inversă și despre un posibil mecanism, nu despre un tratament preventiv deja demonstrat.
Bacteriile apar în cantitate mult mai mare în praful din grajduri
O altă etapă a cercetării a fost verificarea originii microorganismelor. Cele nouă bacterii reprezentau cumulat aproximativ 6% din secvențele bacteriene găsite în praful saltelelor, dar aproximativ 25% din cele identificate în probele de praf din grajduri.
Analizele metagenomice au confirmat asemănarea dintre bacteriile găsite în grajduri și cele identificate în praful saltelelor.
Potrivit autorilor, bacteriile respective sunt anaerobe și se găsesc în tractul digestiv al bovinelor.
De la bacteriile vacilor la substanțe care pot fi inhalate
Bacteriile identificate produc sau metabolizează în tractul digestiv al bovinelor o serie de substanțe. Cercetătorii au căutat apoi asemenea metaboliți în probele din mediul fermelor.
Printre substanțele identificate se numără kynurenina, xantina, acidul alfa-linolenic și acidul stearidonic.
„Bacteriile provin din tractul digestiv al vacii, unde produc sau metabolizează substanțe precum kynurenina, xantina, acidul alfa-linolenic și acidul stearidonic”, explică autorii cercetării în prezentarea Helmholtz Munich. Acești compuși pot fi inhalați și pot fi recunoscuți de doi receptori de la nivelul căilor respiratorii umane, AhR și PPARγ.
În articolul științific, autorii propun următoarea explicație: concentrația acestor metaboliți ar fi cea mai mare în materiile fecale ale bovinelor, de unde particulele pot ajunge în aerul grajdurilor. Copiii le-ar putea inhala în timpul petrecut acolo.
Faptul că aceiași metaboliți au fost detectați și în praful saltelelor îi face pe cercetători să ia în calcul și transportarea lor în casă prin haine sau păr.
Dar nici această verigă nu a fost urmărită direct de la grajd până în organismul fiecărui copil. Autorii precizează că analizele lor susțin ideea că grajdul este rezervorul bacteriilor, dar nu demonstrează direct expunerea copilului la acestea în pat.
Ce se întâmplă în organism: cercetătorii au urmărit doi receptori
Următoarea întrebare a fost ce s-ar putea întâmpla după inhalarea acestor compuși.
Cercetătorii s-au concentrat asupra a doi receptori umani, AhR, receptorul aril-hidrocarbon, și PPARγ, receptorul activat de proliferatorul peroxizomilor gamma.
„Acești receptori au funcții multiple, inclusiv în sistemul imunitar, unde par să prevină răspunsurile inflamatorii excesive”, spune Markus Ege. Rolul lor în „efectul fermei” nu fusese cunoscut până acum.
Pentru 831 dintre participanți existau și date genetice umane. Cercetătorii au testat dacă relația dintre scorul bacterian și astm diferă în funcție de variante genetice ale genelor AHR și PPARG.
Au fost analizate 45 de variante SNP pentru AHR și 135 pentru PPARG și au fost aplicate teste pentru corectarea comparațiilor multiple. Cercetătorii au găsit interacțiuni cu trei variante AHR și șase variante PPARG.
Astfel, autorii propun un lanț în mai multe etape: bacteriile provenite de la bovine se găsesc în mediul grajdului, bacteriile produc sau metabolizează anumite molecule, acestea pot fi inhalate, iar moleculele pot interacționa cu receptori umani implicați în reglarea răspunsului imun.
De aici afirmația lui Ege că „pentru prima dată” devine vizibil întregul lanț biologic propus, de la vacă până la asocierea cu protecția față de astm.
De ce cercetătorii cred că studiul aduce dovezi mai puternice
Autorii merg astfel mai departe decât simpla observație epidemiologică potrivit căreia copiii de la ferme au mai rar astm.
Au identificat un grup restrâns de bacterii asociate statistic cu fenomenul, le-au găsit în grajduri, au identificat căi metabolice și metaboliți compatibili cu activitatea lor, au identificat receptorii umani care pot recunoaște asemenea molecule și au găsit interacțiuni între scorul bacterian și variante genetice ale receptorilor.
Mai mult, principalele rezultate obținute în populația în care a fost construit modelul au fost reproduse într-un al doilea grup german și apoi verificate într-o cohortă independentă din alte țări europene.
Aceste elemente explică de ce Ege spune că echipa poate construi acum „un argument mult mai puternic”.
Ele nu transformă însă cercetarea într-un studiu experimental.
Autorii spun explicit în articolul științific că datele sunt observaționale și transversale și, prin urmare, pot fi afectate de factori de confuzie rămași necontrolați și de cauzalitate inversă.
Pentru o înțelegere mecanistică mai profundă sunt necesare experimente suplimentare, de exemplu pe modele animale, iar autorii precizează că dovada finală a unei relații cauzale poate veni numai din testarea bacteriilor identificate sau a metaboliților lor într-un studiu intervențional.
Rezultatele nu pot fi generalizate automat la toți copiii
Există și o limitare importantă legată de populația cercetată.
Copiii din studiul GABRIELA provin din regiuni rurale din Europa Centrală. Autorii spun explicit că acei copii care locuiesc la ferme nu sunt reprezentativi pentru populația generală.
Aceasta este, paradoxal, și una dintre calitățile populației pentru întrebarea pe care cercetătorii și-au pus-o: copiii au niveluri foarte diferite de expunere la microorganismele din mediul fermei, iar selectarea zonelor rurale reduce influența unor factori precum mediul urban și poluarea.
Rezultatele nu permit însă concluzia că aceeași asociere, de aceeași amploare, există pentru copiii din orașe, pentru toate tipurile de ferme sau pentru populațiile din alte regiuni ale lumii.
Studiul are și limitări tehnice. Analiza metabolomică nu a acoperit toate moleculele posibile, datele despre virusuri nu au inclus virusurile ARN și au fost disponibile numai pentru o parte dintre probe, iar setul de variante genetice analizate a fost relativ restrâns.
Secvențierea 16S rRNA folosită pentru analiza principală este potrivită pentru studierea unor populații mari de bacterii, dar are o rezoluție limitată sub nivelul genului. Autorii au folosit de aceea și secvențiere metagenomică pentru a verifica mai precis clasificarea microorganismelor.
Cercetătorii avertizează, de asemenea, că intervalele de încredere raportate pentru estimările de asociere nu au fost ajustate pentru multitudinea tuturor comparațiilor realizate și „nu ar trebui utilizate pentru a deduce asocieri definitive”.
Următorul pas: poate fi reprodus „efectul fermei” fără expunerea copiilor la grajd?
Miza pe termen lung a cercetării nu este trimiterea copiilor în grajduri. Helmholtz Munich arată că identificarea bacteriilor, a metaboliților și a receptorilor oferă acum cercetătorilor de laborator posibilitatea de a studia mecanismele moleculare și celulare implicate.
„Acest lucru deschide perspectiva dezvoltării unui medicament care să imite efectul fermei, fără ca copiii să fie nevoiți să petreacă timp în grajduri”, arată institutul. Este însă o perspectivă de cercetare, nu un tratament rezultat din studiul actual.
Studiul formulează concluzia mai prudent: analiza descrie o asociere „puternică și consistentă” între anumite expuneri din mediu și protecția naturală față de astm și alergii, iar rezultatele ar putea ajuta la înțelegerea mecanismelor implicate și, în cele din urmă, la dezvoltarea unor strategii de prevenție.
Pentru a demonstra că bacteriile sau produșii lor metabolici chiar produc efectul observat, următorul pas trebuie să treacă însă de la observație la experiment.
Cercetarea a fost susținută, între altele, prin finanțări ale Comisiei Europene, European Research Council, Deutsche Forschungsgemeinschaft, Ministerului Federal german al Educației și Cercetării și Helmholtz Munich.
