Forschung stellt das Immunsystem in den Mittelpunkt der Kontrolle der Schwangerschaft. Aber Viren und Bakterien können es überlisten, was manchmal zu schlimmen Folgen führt.
Während der Schwangerschaft ist das Immunsystem der Mutter ständig in Bewegung.
Obwohl es mittlerweile allgemein anerkannt ist, dass es eine fein abgestimmte Interaktion zwischen mütterlichen und fetalen Zellen gibt, um eine gesunde Schwangerschaft zu unterstützen, haben viele Studien Mausmodelle verwendet, um dies zu untersuchen – aber Mäuse sind keine Menschen.
Eine neue Studie, die diese Woche in der Zeitschrift veröffentlicht wurde, wirft ein neues Licht darauf, wie sich das menschliche Immunsystem im Verlauf der Schwangerschaft verändert.
In der Studie baute Dr. Brice Gaudilliere – Assistenzprofessor für Anästhesiologie, Perioperative und Schmerzmedizin am March of Dimes-Frühgeborenenforschungszentrum der Stanford University in Kalifornien – und seine Kollegen ein umfassendes Modell auf, wie sich menschliche Immunzellen während einer normalen Schwangerschaft verhalten . Doch ihre langfristigen Ambitionen sind es, dies noch weiter zu erforschen.
Dr. Gaudilliere plant eine ähnliche Studie mit Frauen, die eine Frühgeburt haben, um zu sehen, ob das Team bestimmte Veränderungen identifizieren kann, die als Frühwarnzeichen dienen könnten.
Die Frühgeburt – definiert als Geburt vor der 37. Schwangerschaftswoche – ist nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) die häufigste Todesursache bei Kindern unter fünf Jahren. Im Jahr 2015 kam es weltweit zu fast 1 Million Todesfällen.
In den Vereinigten Staaten beträgt die Rate der Frühgeburt 10 Prozent. Und weltweit nimmt die Anzahl der Frühgeburten zu. Diejenigen, die überleben, können lebenslange Komplikationen erleiden.
Aber warum sollte das Immunsystem in der Schwangerschaft eine so große Rolle spielen? Und wie ist es mit Frühgeburt verbunden?
Missverständnisse korrigiert
Über viele Jahre hinweg wurde der Prozess der Schwangerschaft mit dem der Organtransplantation verglichen, wie Dr. Gil Mor – Professor für Geburtshilfe, Gynäkologie und Reproduktionswissenschaften an der Yale School of Medicine in New Haven, CT – und Kollegen in einem kürzlich erschienenen Artikel erklärt veröffentlicht in der Zeitschrift.
Wissenschaftler dachten, dass das mütterliche Immunsystem während der gesamten Schwangerschaft unterdrückt werden musste, um eine Abstoßung des Fötus zu verhindern. Die Anwesenheit einer Vielzahl von Immunzellen an der Stelle der Implantation des Embryos wurde als Beweis für diese Theorie genommen.
Es wurde angenommen, dass diese Zellen mit den fremden embryonalen Zellen kämpften, die wiederum versuchten, diese Immunantwort zu unterdrücken. Hätten die embryonalen Zellen die Oberhand, könnte die Implantation erfolgen. Aber der Kampf dauerte während der ganzen Schwangerschaft an.
Wenn dieser Prozess nicht erfolgreich war, wurde angenommen, dass er zu Fehlgeburten oder vorzeitigen Wehen führt.
Später zeigten Studien jedoch, dass das Vorhandensein oder die Rekrutierung von Immunzellen nicht als Fremdkörperreaktion auftrat, sondern eine Voraussetzung für eine erfolgreiche Implantation war.
Und es hört dort nicht auf; Nach heutigem Stand ist das Zusammenspiel zwischen fötalen Zellen und der Immunantwort der Mutter während der Schwangerschaft ein kritischer Bestandteil.
Immunsystem im Wandel
Um dem sich entwickelnden Embryo die Implantation zu ermöglichen, dringen einige seiner Zellen aktiv in die Gebärmutterschleimhaut ein. Dies führt zu einer Entzündungskaskade ähnlich den Ereignissen, die bei der Wundheilung auftreten.
Wenn eine Entzündung verhindert wird, kann die Implantation nicht fortgesetzt werden, was die Bedeutung von entzündlichen Molekülen und Zellen in diesem Prozess unterstreicht.
Diese entzündungsfördernde Umgebung dominiert die ersten 12 Schwangerschaftswochen. Während der folgenden 15 Wochen befindet sich der sich entwickelnde Fötus in einem Zustand von schnellem Wachstum und Entwicklung. Entzündungshemmende Zellen und Moleküle überwiegen.
Einige fötale Zellen exprimieren Zelloberflächenmarker oder Antigene, die von dem Vater stammen. Unter normalen Umständen würde das Immunsystem der Mutter diese als fremd erkennen und die Zellen angreifen.
Regulatorische T-Zellen (Tregs), eine spezialisierte Form weißer Blutkörperchen, die eine entzündungshemmende Umgebung fördern, schützen aktiv solche fetalen Zellen.
Niedrige Treg-Werte wurden mit Fehlgeburten in Verbindung gebracht.
Im letzten Stadium der Schwangerschaft wechselt das Immunsystem wieder in einen entzündungsfördernden Zustand. Ohne dies kann die Mutter nicht zur Arbeit gehen. Vorzeitige Wehen können wiederum mit abnormalen Immunreaktionen einhergehen.
Eine Vielzahl von Faktoren beeinflusst, wie sich das Immunsystem während der Schwangerschaft verhält, und Wissenschaftler glauben zunehmend, dass das Mikrobiom der Mutter eine Rolle spielt.
Mikrobielle Passagiere im Immunsystem
Viele Jahre lang wurde angenommen, dass das Baby seine erste Dosis von Mikroben während der Geburt erhalten hat. Jüngste Studien haben jedoch Mikroorganismen im ersten Stuhl des Babys gefunden, was bedeutet, dass ein gewisser Transfer mikrobieller Spezies von der Mutter auf den Fötus stattgefunden hat, bevor das Baby geboren wurde.
Aber nicht nur lebende Mikroben können eine Rolle bei der fetalen Entwicklung spielen; Fragmente von Mikroben und die Produkte der mikrobiellen Verdauung können über die Plazenta übertragen werden.
Dr. Andrew Macpherson, Professor für Medizin und Leiter der Gastroenterologie am Universitätsspital Bern in der Schweiz, und Kollegen erklären in einem kürzlich erschienenen Artikel in der Zeitschrift, dass dieser Prozess für das Immunsystem des Neugeborenen entscheidend sein könnte.
Mäuse, die unter keimfreien Bedingungen gehalten werden, haben kein Immunsystem. Mit cleverer Gentechnologie konnten Dr. Macpherson und sein Team trächtige Mäuse für eine begrenzte Zeit Bakterien aussetzen.
Zu der Zeit, als die Mäuse zur Welt kamen, waren sie wieder keimfrei, und deshalb gingen sie auch nicht an ihre Nachkommen.
Auf diese Weise geborene Mäuse haben erhöhte antibakterielle Moleküle in ihrem Darm, stärker entwickelte Immunzellen und einen reiferen Stoffwechsel.
Es ist jedoch nicht alles rosig; Mikroben können in manchen Fällen für die Gesundheit des Fötus schädlich sein.
Stehen Viren im Mittelpunkt von Komplikationen?
Dr. Mor hat eine Theorie über Viren. Er denkt, dass sie die wohltuenden Wirkungen, die das normale Mikrobiom bietet, ausknocken und sowohl die Mutter als auch den Fötus in Gefahr bringen.
Nach dieser "Doppelschlag-Hypothese" inaktivieren Viren Immunsignalprozesse, die für die Interaktion zwischen Immunsystem und Bakterien entscheidend sind. Dies birgt für die Mutter das Risiko einer bakteriellen Infektion zusätzlich zu dem Virus, das sich bereits im System befindet.
Mit Hilfe eines Mausmodells zeigte sein Team, dass die Exposition gegenüber einem gewöhnlichen bakteriellen Toxin zusätzlich zu einer Virusinfektion zu einer Frühgeburt führt.
In der Tat sind 40 Prozent der menschlichen Frühgeburten mit irgendeiner Art von Infektion verbunden.
Dr. Mor weist auch auf Beweise hin, die virale und bakterielle Infektionen während der Schwangerschaft mit einem erhöhten Risiko für das Kind in Verbindung bringen, Schizophrenie, Autismus-Spektrum-Störung und Allergien später im Leben zu entwickeln.
Was könnte der Grund sein? Wissenschaftler glauben, dass die hohe Aktivierung des mütterlichen Immunsystems als Reaktion auf eine Infektion für die irreversiblen Schäden verantwortlich ist, die dem Fötus zugefügt werden.
Dr. Mor und sein Team zeigten, dass, selbst wenn eine Infektion nicht direkt von der Mutter weitergegeben wird, die Spiegel der Entzündungsmarker im Fötus in solchen Fällen hochschnellen. In Mausstudien geht dies mit Anomalien in der Entwicklung einher.
Neue Studie liefert detaillierte Einblicke
Mit ihrer neuen Studie ergänzen Dr. Gaudilliere und seine Kollegen das bestehende Wissen darüber, welche der verschiedenen Immunzellpopulationen in der Schwangerschaft vorhanden sind.
Die Studie umfasste 18 Frauen mit normalen Schwangerschaften und Blutproben während jedes Trimesters, sowie 6 Wochen nach der Geburt.
Mit Hilfe einer Technik namens Massenzytometrie konnten die Forscher aus diesen Proben eine Vielzahl von Informationen gewinnen, darunter, welche Zellen im Blut vorhanden waren, wie diese auf Verbindungen reagieren, die Viren und Bakterien ähnlich sind und welche Signalwege am aktivsten sind.
Durch die Einbeziehung dieser Informationen in ein fortschrittliches statistisches Modell könnte das Team eine ausgeklügelte Karte erstellen, wie sich das Immunsystem während der gesamten Schwangerschaft anpasst.
Als nächstes folgt eine vergleichbare Studie mit Blutproben von früh geborenen Frauen, um zu sehen, ob dies mit konsistenten Veränderungen des Immunsystems einhergeht.
Das Team hofft, dieses Wissen nutzen zu können, um einen Bluttest zu entwickeln, der auf das Risiko einer Frühgeburt hinweisen kann.
"Uns geht es vor allem darum, genauer zu verstehen, was sehr früh und sehr spät in der Schwangerschaft passiert", erklärt Dr. Gaudilliere. "Wir würden gerne sehen, ob es wirklich einen Wechsel gibt, den wir fangen können, ein optimaler Punkt, an dem die Abweichung von der Norm mit der Pathologie maximal wäre."
"Das Immunsystem agiert nicht isoliert, und wir sind jetzt sehr daran interessiert, sein Zusammenspiel mit anderen Aspekten der Biologie von Müttern, wie Genetik, Stoffwechsel und die mikrobiellen Gemeinschaften des Körpers zu profilieren, um eine ganzheitliche biologische Uhr zu entwickeln Schwangerschaft."
Leitende Studie Autor Nima Aghaeepour, Ph.D.
Was hält die Zukunft bereit?
Es gibt viele Beweise dafür, dass eine westliche Ernährung und ein moderner Lebensstil schädliche Auswirkungen auf die mikrobiellen Passagiere haben, die eng mit unserer Gesundheit verbunden sind.
Ein Rückgang der mikrobiellen Vielfalt wurde mit einer Vielzahl von Erkrankungen in Verbindung gebracht. Eine Frage bleibt, ob sich dies auch auf das Immunsystem während der Schwangerschaft auswirkt.
Erhöht eine geringe mikrobielle Diversität das Risiko von Fehlgeburten oder Frühgeburten?
Nur die Zeit kann es verraten. Es ist jedoch klar, dass die Forscher neue und innovative Werkzeuge nutzen, um die Verbindung zwischen unserem Immunsystem, den Faktoren, die es beeinflussen, und der Gesundheit von Mutter und Kind während und nach der Schwangerschaft ins Rampenlicht zu rücken.
