Das wichtigste Organ im Leben eines Säugetier-Embryos ist die Plazenta der Mutter. Sie versorgt das heranwachsende Leben mit allen wichtigen Nährstoffen sowie Sauerstoff und entsorgt gleichzeitig dessen Abfall. Erstaunlicherweise ist dennoch vergleichsweise wenig über die Biologie des auch Mutterkuchen genannten Organs bekannt.
Seit einigen Jahren erforschen Epigenetikerïnnen, inwieweit die Regulation der Gene zur Ausbildung einer gesunden Plazenta beiträgt. Schon 2016 gab es Hinweise, dass die DNA-Methylierung, also die Anlagerung von Methylgruppen an die DNA, dabei eine zentrale Rolle spielt. Sie schaltet Gene in der Regel auf Inaktivierbar.
Wie zutreffend diese Vermutung war, fand jetzt ein Team um den Blutgefäßspezialisten Hellmut Augustin vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ ) in Heidelberg in Experimenten mit Mäusen heraus. Beteiligt an der Studie war auch der DKFZ-Epigenetiker Christoph Plass, Mitherausgeber von Newsletter-Epigenetik.de.
Der rege Austausch zwischen Mutter und Fötus findet über Blutgefäße in der Plazenta statt. Es ist klar, dass nur eine gesunde Struktur des Gefäßsystems für eine gesunde Entwicklung des Kindes garantieren kann. Das bedeutet aber auch, dass die Plazenta-Gefäße systematisch anders gebaut sein müssen, je nachdem, ob sie näher an der Mutter oder am Fötus sind.
Das gelingt per Epigenetik: Mit schwächer werdendem Blutfluss nimmt offenbar die Aktivität bestimmter Gene ab, und die Gefäße wandeln sich. Verantwortlich dafür ist eine parallele Zunahme des epigenetisch aktiven Enzyms DNMT3A (DNA-Methyltransferase Typ 3A). Es methyliert vermehrt die DNA der Blutgefäßwände, je näher sie beim Fötus sind.
Die Forschenden entdeckten auch, dass dadurch das Gen für einen Faktor namens KLF4 unterdrückt wird. Dieses Gen ist wichtig für den Bau und die Funktion von Blutgefäßen. Eine zukünftige Messung dieses Faktors bei werdenden Müttern könnte deshalb frühzeitige Hinweise auf mögliche Schwangerschaftskomplikationen geben.
Doch sind die Resultate aus dem Maus-Experiment auf den Menschen übertragbar? Auch dafür fanden die Heidelbergïnnen Hinweise. Sie werteten Datenbanken aus und entdeckten, dass Schwangere, die an einer Präeklampsie genannten Komplikation litten, ebenfalls einen verringerten Spiegel an DNMT3A in den Gefäßzellen der Plazenta besaßen. Unbehandelt gefährdet das auch als Schwangerschaftsvergiftung bekannte Phänomen das Wachstum der Kinder.
„Die Kombination der aussagekräftigen Mausdaten mit den korrelativen Patientinnen-Daten legt nahe, dass DNMT3A eine entscheidende Rolle in der gesunden Entwicklung der Plazentagefäße spielt – und dass ein Mangel dieses Enzyms maßgeblich zur Entstehung einer Plazentainsuffizienz beitragen könnte“, sagt die Erstautorin der Publikation, Stephanie Gehrs, laut einer Pressemitteilung.