Infektion: Immunreaktion der Mutter verändert die embryonalen Gehirnzellen

Wissenschaftler der Harvard University, USA, haben gezeigt, dass Immunreaktionen bei schwangeren Mäusen von einer bestimmten Art von Gehirnzellen im sich entwickelnden Embryo erkannt werden und die Genregulation in dessen Gehirn verändern.

Wissenschaftler vermuten seit langem, dass die Exposition des Fötus gegenüber infektiösen Keimen das Risiko der Entwicklung neurologischer Erkrankungen erhöhen kann. Es gibt auch Hinweise darauf, dass die Bekämpfung von Infektionen während der Schwangerschaft das Wachstum der Nachkommen in der Gebärmutter beeinträchtigen könnte, selbst wenn die Embryonen selbst nicht infiziert werden. Es ist jedoch unklar, wie die Embryonen die Immunreaktion ihrer Eltern erkennen und welche genauen Folgen dies für ihre Entwicklung hat.

In einer neuen Studie, die in der Fachzeitschrift „Development“ veröffentlicht wurde, hat eine Gruppe der Harvard University unter der Leitung von Prof. Paola Arlotta einen bestimmten Zelltyp im embryonalen Gehirn von Mäusen identifiziert, der auf eine Immunreaktion der Mutter reagiert. Die Forscher verwendeten einen Wirkstoff, der ein Virus nachahmt, um eine Immunreaktion bei schwangeren Mäusen zu stimulieren, ohne eine tatsächliche Infektion zu verursachen. Anschließend charakterisierten sie, wie die Zellen im embryonalen Gehirn reagieren, indem sie untersuchten, welche Gene ein- oder ausgeschaltet wurden. Auf diese Weise konnten die Wissenschaftler zeigen, dass Mikroglia die mütterliche Immunreaktion wahrnehmen können. „Mikroglia sind die Immunzellen des Gehirns. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei Entzündungen und Infektionen und haben auch grundlegende Funktionen bei der gesunden Entwicklung des Gehirns”, erklärt Arlotta.

Nach der Immunreaktion der Mutter verändern die embryonalen Mikroglia, welche Gene aktiviert oder inaktiviert werden, was auch in den umliegenden Gehirnzellen, z. B. den Neuronen, geschieht. Interessanterweise hängt die Veränderung der Genregulation in benachbarten Zellen davon ab, dass Mikroglia im Gehirn vorhanden ist. Als die Forscher die Experimente mit Mäusen ohne Mikroglia wiederholten, reagierten die anderen Gehirnzellen nicht auf die mütterliche Immunantwort.

Obwohl die meisten Virusinfektionen oft nur von kurzer Dauer sind, fanden die Wissenschaftler heraus, dass die Veränderungen, die das mütterliche Immunsystem in den embryonalen Gehirnzellen hervorruft, noch lange nach dem Abklingen der Immunreaktion bestehen bleiben. „Auf der Grundlage früherer Studien, die zeigen, dass Mikroglia, die frühen Infektionen ausgesetzt sind, im Erwachsenenalter anders auf Stimuli reagieren, stellten wir die Hypothese auf, dass die mütterliche Immunreaktion Veränderungen in der mikroglialen Genregulation hervorrufen könnte, die auch nach der Geburt fortbestehen“, erläutert Dr. Bridget Ostrem.

Diese Forschung verbessert unser Verständnis der zellulären Grundlagen von Neuroentwicklungsstörungen beim Menschen. „Unsere Ergebnisse deuten auf eine potenzielle Rolle der Mikroglia als therapeutische Ziele bei mütterlichen Infektionen hin“, so Ostrem, auch wenn noch mehr Arbeit zu leisten ist. Dr. Nuria Domínguez-Iturza fügt hinzu: „Als Nächstes wird es entscheidend sein, die langfristigen Auswirkungen der in dieser Studie beobachteten Veränderungen auf das Verhalten zu bestimmen.“