Wie sich Stress während der Schwangerschaft auf die Entwicklung des fetalen Gehirns auswirkt

Das mütterliche Mikrobiom und Immunsystem haben sowohl unabhängige als auch synergistische Auswirkungen auf die Gesundheit des fetalen Gehirns. Dies zeigt eine neue Studie, die in „Nature Neuroscience“ veröffentlicht wurde.

Das Forschungsteam unter der Leitung von Dr. Brian Kalish, Arzt in der Abteilung für Neugeborenenmedizin am Boston Children’s Hospital (USA) hatte an Mausembryonen die Auswirkungen von Stressfaktoren während der Schwangerschaft – nämlich Veränderungen im Mikrobiom und die Aktivierung des Immunsystems – auf die neuroimmunologische Landschaft des sich entwickelnden fetalen Gehirns kartiert.

Dabei entdeckte es unter anderem geschlechtsspezifische Reaktionen, darunter eine Anfälligkeit für einen bestimmten Immunweg im männlichen Gehirn. Dieser könnte den Forschenden zufolge ein potenzielles Ziel für frühzeitige Interventionen sein.

Fetale Entwicklung als besonders sensible Phase

„Unsere Studie erstellt eine detaillierte räumliche Transkriptom-Ressource von Immungen-Netzwerken während eines kritischen Zeitfensters der embryonalen Gehirnentwicklung“, erklärte Kalish. „Im Gegensatz zu früheren Atlanten, die sich auf das erwachsene Gehirn konzentrierten, erfasst unser Datensatz dynamische Immunsignal-Interaktionen in einem Stadium, in dem das Gehirn besonders anfällig ist.“

Für seine Untersuchung hatte das Team die In-situ-Raumtranskriptomik (MERFISH) mit Einzelzell-RNA-Seq-Daten kombiniert. Dieser dualmodale Ansatz ermöglichte es ihnen nicht nur, einen Entwicklungszellatlas der Immungenexpression im embryonalen Mausgehirn während der mittleren und späten Schwangerschaft zu erstellen, sondern auch die räumliche Lage von für die Neuroentwicklung relevanten Genen im sich entwickelnden Gehirn zu kartieren. Darüber hinaus gelang es ihnen, geschlechtsspezifische Reaktionen des sich entwickelnden Gehirns auf Störungen des mütterlichen Darmimmunsystems aufzudecken sowie den CXCL12/CXCR7-Signalweg als wichtigen Mediator abnormaler neuronaler Differenzierung zu identifizieren.

„Diese Arbeit trägt zu unserem Verständnis der Umweltfaktoren in der frühen Kindheit bei, die das neurologische Entwicklungspotenzial beeinflussen können, und liefert Erkenntnisse für mögliche Interventionen“, erklärte Kalish. (ej/BIERMANN)