Ewigkeitschemikalien und Immunsystem PFAS im Blut stören die Immunantwort auf Corona-Virus

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PFAS gehören nicht in die Umwelt und schon gar nicht in unser Blut. Doch genau dort sind sie längst angekommen, und beeinflussen in letzterem Fall die Wirksamkeit des Immunsystems. So zeigt eine aktuelle Studie, dass eine erhöhte PFAS-Exposition die zelluläre Immunantwort auf SARS-CoV-2 negativ beeinflusst. Weiterhin zeigten sich geschlechtsspezifische Unterschiede, wonach bei Männern vermehrt entzündungsfördernde Botenstoffe freigesetzt werden.

PFAS sind in vielen Alltagsprodukten verarbeitet, etwa in Kosmetika, Outdoor-Bekleidung oder beschichteten Pfannen. Grund dafür ist, dass die per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen hitzebeständig, wasser- und fettabweisend sowie äußerst langlebig sind. Es gibt tausende unterschiedliche dieser Verbindungen. Mittlerweile lassen sie sich in Böden, Gewässern und in der Luft nachweisen – und auch längst im menschlichen Körper, wo sie sich anreichern und der Gesundheit schaden können. „PFAS sind nicht akut toxisch“, schränkt Prof. Ana Zenclussen ein. Doch die Leiterin des Departments Umweltimmunologie am Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) ergänzt auch: „Da wir ihnen nahezu überall in unserer Umwelt begegnen und uns ihnen kaum entziehen können, haben wir es quasi mit einer chronischen Exposition zu tun. Und die ist insbesondere für vulnerable Gruppen wie Schwangere, kleine Kinder oder chronisch Kranke problematisch.“

PFAS als Gesundheitsrisiko

Die Exposition gegenüber PFAS wird in verschiedenen Studien etwa mit Fettleibigkeit, hormonellen Störungen oder Krebs in Verbindung gebracht. Die als „Ewigkeitschemikalien“ bekannten Substanzen können auch das Immunsystem beeinflussen. Aus epidemiologischen Studien ist bekannt, dass sich PFAS negativ auf die Entwicklung von Antikörpern nach einer Impfung gegen SARS-CoV-2 auswirken.

Mit ihrer aktuellen Studie wollten die Forschenden am UFZ herausfinden, ob und wie sich PFAS auf die zweite Achse des Immunsystems auswirken, die so genannte zelluläre Immunantwort. Denn die ist bei einer Infektion mit SARS-CoV-2 besonders wichtig, um vor einem schweren Verlauf zu schützen. „Und anders als das bei anderen Viren der Fall ist, sagt ein hoher Antikörpertiter gegen SARS-CoV-2 im Blut nicht unbedingt etwas darüber aus, ob auch die Entwicklung der zellulären Immunantwort adäquat war“, erklärt Immunologin Zenclussen. „Daher schließen wir mit unserer Studie hier eine wichtige Lücke.“

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Toxikologische Auswirkungen von PFAS im Fokus

Simulierte Belastung: von europäischem Mittelwert bis zur Maximalexposition

Für ihre Studie hat das Forschungsteam Blutproben von Frauen und Männern genutzt, die mehrfach gegen SARS-CoV-2 geimpft waren und bereits eine Infektion mit dem Virus durchgemacht hatten. Die in den Blutproben enthaltenen Immunzellen haben die Wissenschaftler im Labor kultiviert und für 24 Stunden einer PFAS-Belastung ausgesetzt. „Dafür haben wir eine spezielle Mischung verwendet, die die PFAS-Exposition der europäischen Bevölkerung realitätsnah abbildet“, erklärt Zenclussen.

Die PFAS-Mischung wurde von den norwegischen Kooperationspartnern auf Basis einer großen Kohortenstudie entwickelt. Neben einer realitätsnahen PFAS-Konzentration setzten die Forschenden die Immunzellen in weiteren Versuchsansätzen auch höheren Konzentrationen der PFAS-Mischung aus – bis hin zu einer tausendfach erhöhten Konzentration, die einer Belastung von Menschen entspricht, die im Bereich der Herstellung von PFAS arbeiten.

Dr. Oddvar Myhre vom norwegischen Institute of Public Health in Oslo betont: „Um die komplexen Wechselwirkungen mit dem Immunsystem zu verstehen, insbesondere im Zusammenhang mit der Reaktion auf Impfungen, war es wichtig, ein für den Menschen relevantes PFAS-Gemisch zu verwenden. Diese Vorgehensweise spiegelt reale Expositionsszenarien gut wider und trägt so dazu bei, die potenziellen Gesundheitsrisiken im Zusammenhang mit PFAS-Kontaminationen zu klären.“

Erst PFAS, dann SARS-CoV-2

Im Anschluss an die PFAS-Exposition wurden die Immunzellen Bestandteilen des Corona-Virus SARS-CoV-2 ausgesetzt. Dabei ging es um die Frage: Können die zuvor mit PFAS behandelten Immunzellen noch ausreichend auf das Virus reagieren und es bekämpfen? Oder fällt die Immunantwort schlechter bzw. deutlich anders aus?

Um dies zu klären, hat das Forschungsteam eine detaillierte Immunanalyse durchgeführt. Dafür nutzten die Wissenschaftler die so genannte spektrale Durchfluss-Zytometrie, mit deren Hilfe sich in einem Messschritt die in einer Probe enthaltenen Immunzelltypen identifizieren, quantifizieren und analysieren lassen. Dabei kann auch die Funktionalität der jeweiligen Zelltypen über die Messung ausgeschütteter Botenstoffe bestimmt werden.

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PFAS verändern die Immunantwort des Menschen

Im Vergleich zu den unbehandelten Proben schütteten in den Proben, die zuvor erhöhten PFAS-Konzentrationen ausgesetzt waren, zwei Immunzelltypen vermehrt entzündungsfördernde Botenstoffe aus. „Das deutet auf eine überschießende Immunreaktion hin“, erklärt Immunologin Zenclussen. „Interessant ist, dass dieser Effekt insbesondere bei den Immunzellen der männlichen Studienteilnehmenden zu sehen war.“ Bei den weiblichen Studienteilnehmenden zeigte sich ein anderes Bild. Hier waren nach erhöhter PFAS-Exposition im Verhältnis weniger B-Zellen vorhanden – also Immunzellen, die für die Entwicklung von Antikörpern und die Ausbildung einer langfristigen Immunität entscheidend sind. „Dass eine hohe PFAS-Belastung das Immunsystem je nach Geschlecht unterschiedlich beeinflusst, ist ein wichtiger Hinweis, dem in weiterführenden Studien weiter nachgegangen werden sollte“, sagt die Forscherin.

Bei beiden Geschlechtern war die Bildung von für die Immunantwort wichtigen Botenstoffen insgesamt herunterreguliert. Die gehemmten Botenstoffe haben die Funktion, weitere Immunzellen anzulocken oder die Wundheilung zu beschleunigen, tragen also wesentlich zum Genesungsprozess bei. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass eine Exposition mit hohen PFAS-Konzentrationen die Immunantwort auf SARS-CoV-2 durchaus verändert und womöglich in ihrer Effektivität reduziert“, fasst Zenclussen zusammen. „Das könnte bedeuten, dass Menschen mit hoher PFAS-Belastung möglicherweise ein höheres Risiko für einen schlechten Krankheitsverlauf haben oder auch weniger gut auf Impfungen ansprechen. Mit angepassten und individualisierten Impfstrategien könnte dem aber entgegengewirkt werden.“

Originalpublikation: H.S. Ayuk, A. Pierzchalski, T. Tal, O. Myhre, B. Lindeman, V. Stojanovska, A. Zenclussen: Evaluating PFAS-Induced Modulation of Peripheral Blood Mononuclear Cells (PBMCs) Immune Response to SARS-CoV-2 Spike in COVID-19 Vaccinees; Environment International, Volume 198, April 2025; DOI: 10.1016/j.envint.2025.109409

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