Sommerzeit ist Pollenzeit. Was für viele Menschen nach Ausflügen, Parks und offenen Fenstern klingt, bedeutet für Allergikerinnen und Allergiker oft juckende Augen, laufende Nase, Atembeschwerden und weniger Lebensqualität. Der Klimawandel verschärft das Problem: Pflanzen blühen früher und länger, neue Arten breiten sich aus und Umweltstress kann dazu führen, dass Pollen stärkere allergische Reaktionen auslösen.

Genau hier setzt das Projekt POLARISE (POLlen AlleRgy monItoring SystEm) der Berliner Charité an. „Wir möchten Pollenallergien und die damit verbundenen Einschränkungen in der Lebensqualität für Betroffene besser verstehen“, sagt die Projektleiterin Dr. Stephanie Dramburg von der Charité. „Vor allem, wie sich die Allergien in Zeiten des Klimawandels verändern.“ Das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) fördert POLARISE mit rund 2,1 Mio. Euro im Rahmen der Maßnahme „Nachwuchsgruppen: Klima, Umwelt und Gesundheit“. Das Projekt läuft von Oktober 2022 bis September 2027.

Was fliegt wirklich in der Luft?

Pollenflugvorhersagen gibt es bereits. POLARISE geht jedoch einen Schritt weiter und hat eine App entwickelt, die sich von bestehenden Angeboten unterscheidet: Sie arbeitet mit KI-gestützter Auswertung und nutzt Echtzeitdaten, um individuellere und aktuellere Informationen bereitzustellen. Das Team um Dramburg hat zunächst gemeinsam mit Expertinnen und Experten für Pollenflugvorhersage und -modulation am Helmholtz-Zentrum Allergie und Umwelt (ZAUM) der Technischen Universität München ein Vorhersagemodell für Berlin entwickelt.

Grundlage dafür ist ein Modell des Finnischen Meteorologischen Instituts, das für die Bedingungen in Berlin angepasst wurde. Ergänzend wurden auf dem Dach der Charité Luftproben gesammelt und analysiert, um zu bestimmen, wie viele allergene Proteine ein Pollenkorn unter bestimmten Wetter- und Luftverschmutzungsbedingungen freisetzt. Diese Daten wurden in das Modell integriert, das nun Vorhersagen zum Allergengehalt der Luft in Berlin ermöglicht.

Was sind allergene Proteine?

Bei einer Pollenallergie löst nicht das Pollenkorn als Ganzes die Beschwerden aus. Ausschlaggebend sind bestimmte Moleküle im Pollen – meist Proteine –, die das Immunsystem als gefährlich einstuft. Beim ersten Kontakt kann eine Sensibilisierung entstehen; bei erneutem Kontakt folgt eine allergische Entzündungsreaktion: die Nase läuft, die Augen jucken, die Atemwege reagieren. Deshalb ist für Vorhersagen nicht nur wichtig, wie viele Pollen in der Luft sind, sondern auch, wie viele allergene Proteine sie enthalten. Das kann je nach Wetter, Luftverschmutzung oder Trockenstress variieren.

Welche Auswirkungen lassen sich im Alltag von Betroffenen beobachten?

POLARISE untersucht im zweiten Schritt, ob sich aus Studien bekannte Zusammenhänge auch im Alltag bestätigen. Dazu zählt etwa die Annahme, dass Umweltfaktoren wie Feinstaub oder Ozon die Schleimhäute empfindlicher machen und allergene Proteine verstärkt wirken lassen. Dafür nutzt das Projekt zwei verschiedene Datenquellen:

Ein zentraler Baustein ist ein Citizen-Science-Ansatz. In Berlin haben 2025 rund 7.000 Bürgerinnen und Bürger die App Pollenius heruntergeladen und ihre Daten anonym gespendet. Die App funktioniert als digitales Allergietagebuch. Nutzerinnen und Nutzer geben grundlegende Informationen zu ihren Allergien ein und dokumentieren anschließend täglich ihre Symptome, die betroffenen Organe, ihre Medikamenteneinnahme sowie die Zeit im Freien. Diese Angaben werden mit aktuellen Pollen- und Umweltdaten verknüpft und anonymisiert für die Forschung bereitgestellt. Parallel läuft eine klinische Studie mit 162 Teilnehmenden über zwei Jahre. Die Teilnehmenden werden allergologisch genau untersucht. Das Team misst u. a. Antikörper, führt Hauttests durch und prüft mit nasaler Provokation, ab welcher Allergenkonzentration Beschwerden auftreten. Zusätzlich führen auch diese Teilnehmenden ein detailliertes Symptomtagebuch.

Mit diesen Daten trainiert das Projektteam das Modell weiter. Ziel ist nicht allein eine bessere Pollenflugvorhersage, sondern eine individuelle Symptomvorhersage: Welche Beschwerden sind für eine bestimmte Person an einem bestimmten Tag wahrscheinlich?

Welche Informationen verbessern die Lebensqualität von Betroffenen in der Praxis?

„Wir sehen oft, dass theoretische Annahmen gut klingen, aber im Alltag der Patientinnen und Patienten nicht den Nutzen erreichen, den sie in klinischen Studien zeigen“, so Dramburg.

Deshalb untersucht POLARISE als Praxistest, welche Art von Information den Betroffenen tatsächlich hilft. In der aktuellen Pollensaison vergleicht das Team drei Informationsstufen: Eine Gruppe erhält aktuelle Echtzeitdaten, eine zweite Pollenflugvorhersagen und eine dritte individuelle Symptomvorhersagen. So kann das Team prüfen, welchen Einfluss diese Informationen auf die krankheitsbezogene Lebensqualität der Teilnehmenden haben und ob sie das Verhalten hinsichtlich der Medikamentenanwendung oder -einnahme verändern. Um zu prüfen, wie treffsicher das Modell ist, vergleicht das Team die Symptomvorhersagen mit den tatsächlich empfundenen Symptomen der Teilnehmenden.

Wie funktioniert die Pollenfalle auf dem Tempelhofer Feld?

Für das Projekt wurde eine Pollenfalle auf dem Tempelhofer Feld aufgestellt, die regelmäßig Luft ansaugt. Pollen, Schimmelpilzsporen, Feinstaub und andere Partikel bleiben auf einem Glasobjektträger haften. Eine Kamera erstellt daraus 140 Schichtbilder, die anschließend von einer KI-gestützten Software ausgewertet werden. Der Vorteil gegenüber klassischen manuellen Verfahren: Neue Daten liegen deutlich schneller vor (alle drei Stunden). Während manuelle Auswertungen häufig erst nach mehreren Tagen verfügbar sind, helfen KI-gestützte Messungen nahezu in Echtzeit, den aktuellen Pollenflug besser einzuschätzen.

Die anhaltend große Beteiligung am Citizen-Science-Projekt macht deutlich, wie relevant das Thema für Betroffene ist und wie groß ihre Bereitschaft ist, Daten zu spenden, wenn daraus ein konkreter Nutzen für sie entsteht. Erste Auswertungen zeigen außerdem, dass die Symptomschwere mit dem Pollenflug korreliert – besonders in der Birken- und Gräsersaison. Auffällig sind zudem Beschwerden im Spätsommer. Das könnte darauf hinweisen, dass weitere Auslöser wie Kräuterpollen oder Schimmelpilzsporen sowie Kreuzreaktionen an Bedeutung gewinnen. In der klinischen Kohorte zeigt sich außerdem: Viele Betroffene sind gegen mehrere Allergene sensibilisiert; häufig kommt zum Heuschnupfen Asthma hinzu. Die allergologischen Profile werden vielfältiger.

Eine App, die nicht nur warnt, sondern Betroffene begleitet

Damit eine App Allergikerinnen und Allergikern wirklich hilft, muss sie meteorologische Pollenflugdaten mit den individuellen Gesundheitsdaten verbinden. Was in Berlin schon erprobt wird, ist für ganz Deutschland noch Zukunftsmusik.

„Ich würde mir eine deutschlandweite App für alle Bürgerinnen und Bürger wünschen“, so Dramburg. Bis eine individuelle Symptomvorhersage breit verfügbar ist, bleiben jedoch Hürden. Eine solche App gilt als Medizinprodukt und bedarf einer entsprechenden Zulassung. Außerdem müssen verlässliche Echtzeitdaten zum Pollenflug für ganz Deutschland zur Verfügung gestellt werden. Der Deutsche Wetterdienst baut derzeit ein bundesweites Messnetz vollautomatischer Pollenmonitore auf. Bis 2027 sollen 16 Geräte installiert werden, die während der Blühzeit mehrmals täglich und bei starkem Pollenflug stündlich aktuelle Pollendaten übermitteln.

Dramburg sieht in der Weiterentwicklung der App auch eine Chance für das Gesundheitssystem: „Wir müssen dafür sorgen, dass die mittlere Zeit zwischen ersten Symptomen und der Konsultation einer Fachärztin oder eines Facharztes nicht sieben Jahre beträgt“, so Dramburg. „Wir wollen Betroffene befähigen, ihre Symptome einzuordnen. Die App soll diejenigen frühzeitig zur fachärztlichen Versorgung führen, die sie brauchen – und andere so begleiten, dass sie gut mit ihrer Allergie umgehen können.“

Wissenschaftliche Ansprechpartnerin:
Dr. med. Stephanie Dramburg
Charité – Universitätsmedizin Berlin
Tel.: +49 30 450 559 839
stephanie.dramburg@charite.de