Metformin während der Schwangerschaft beeinflusst die Gehirnentwicklung des Nachwuchses

Ein interdisziplinäres Forschungsteam des Deutschen Instituts für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke (DIfE) konnte in einem Mausmodell nachweisen, dass Metformin zwar positive Effekte bei trächtigen Tieren hat, bei den Nachkommen jedoch nicht. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Molecular Metabolism“ veröffentlicht.

Aktuelle Zahlen zeigen, dass weltweit etwa jede sechste schwangere Frau von Schwangerschaftsdiabetes betroffen ist. Nach Angaben des Robert Koch-Instituts waren im Jahr 2021 in Deutschland 63.000 Frauen von der Krankheit betroffen, Tendenz steigend. Seit einigen Jahren gewinnt daher das plazentagängige orale Antidiabetikum Metformin zunehmend an Bedeutung als Alternative zur Insulingabe, wenn Lebensstiländerungen bei der Behandlung von Schwangerschaftsdiabetes keinen Erfolg zeigen. Allerdings gibt es derzeit nur wenige Studien zu den langfristigen Auswirkungen von Metformin auf die Gesundheit der Nachkommen. Es ist bekannt, dass Metformin Einfluss auf den AMPK-Signalweg hat, der die Vernetzung von Nervenzellen während der Gehirnentwicklung reguliert.

Das interdisziplinäre DIfE-Forscherteam um Nachwuchsgruppenleiterin Dr. Rachel Lippert beschäftigte sich daher mit zwei zentralen Fragen: Ist eine Metformin-Behandlung nur für die Mutter oder auch für das Kind von Vorteil? Und führt die Behandlung mit Metformin zu langfristigen negativen physiologischen Veränderungen bei den Nachkommen, insbesondere im Zusammenhang mit der Entwicklung neuronaler Schaltkreise im Hypothalamus, einer kritischen Region bei der Regulierung der Energiehomöostase?

Die Langzeitwirkung von Metformin auf die Nachkommen war bisher unklar

Um die Fragen zu beantworten, verwendeten die Forscher zwei Mausmodelle, um die Hauptursachen für Schwangerschaftsdiabetes darzustellen: starkes Übergewicht der Mutter vor der Schwangerschaft und übermäßige Gewichtszunahme während der Schwangerschaft.

Diese Stoffwechselzustände wurden durch unterschiedliche Fütterungsmuster erreicht, wobei die Mäuse entweder eine fettreiche oder eine Kontrolldiät erhielten. Die antidiabetische Behandlung weiblicher Mäuse und ihrer Nachkommen erfolgte während der Laktationsperiode, da diese hinsichtlich der Gehirnentwicklung dem dritten Trimester einer menschlichen Schwangerschaft entspricht. Die Behandlung umfasste Insulin, Metformin oder ein Placebo, wobei die Dosierung auf Standardbehandlungen beim Menschen basierte. Das Forschungsteam sammelte Daten zum Körpergewicht der Mäuse, analysierte verschiedene Stoffwechselparameter und Hormone und untersuchte molekulare Signalwege im Hypothalamus.

„Durch die antidiabetische Behandlung in der frühen postnatalen Phase konnten wir Veränderungen in der Gewichtszunahme und im Hormonstatus des Nachwuchses feststellen, die entscheidend von der Stoffwechsellage der Mutter abhingen“, erklärt Lippert. Darüber hinaus wurden auch geschlechtsspezifische Veränderungen der hypothalamischen AMPK-Signalisierung als Reaktion auf die Metformin-Exposition beobachtet. Zusammen mit der Metformin-induzierten Verschiebung der untersuchten Hormonspiegel deuten die Ergebnisse darauf hin, dass vor Beginn der Behandlung des Schwangerschaftsdiabetes die mütterliche Stoffwechsellage berücksichtigt werden muss.

Fokussierung auf Prävention

Laut Lippert könnte die Behandlung von Schwangerschaftsdiabetes künftig darin bestehen, ein Medikament zu entwickeln, das für alle verfügbar ist und nicht die Plazenta passiert. „Angesichts der zunehmenden Prävalenz sind Aufklärung über Schwangerschaftsdiabetes und Präventionsmaßnahmen von entscheidender Bedeutung. Wenn wir einen Weg finden, Lebensstil und Ernährung proaktiver zu steuern, können wir das Potenzial der Behandlung von Schwangerschaftsdiabetes besser ausschöpfen“, betont Lippert.