Forschung zeigt, wie das Mikrobiom des Darms eine erfolgreiche Schwangerschaft unterstützt.

Forschung zeigt, wie das Mikrobiom des Darms eine erfolgreiche Schwangerschaft unterstützt.

Darmmikroben könnten eine Schlüsselrolle dabei spielen, das Immunsystem einer Mutter darauf vorzubereiten, sich während der Schwangerschaft an den sich entwickelnden Fötus anzupassen, so eine präklinische Studie von Forschern der Weill Cornell Medicine.

Die Ergebnisse, die am 17. Dezember in der Fachzeitschrift Cell veröffentlicht wurden, zeigen, dass nützliche Darmbakterien helfen, Immunreaktionen zu verhindern, die zu Fehlgeburten bei Mäusen führen können. Die Wissenschaftler zeigten, dass von Darmmikroben produzierte Stoffwechselprodukte die Rekrutierung von zwei Arten schützender Immunzellen fördern – Myeloid-abgeleitete Suppressorzellen (MDSCs) und RORyt+ regulatorische T-Zellen (pTregs) – zur Plazenta und helfen, das Immunsystem der Mutter darauf zu trainieren, den Fötus zu tolerieren.

Während der Schwangerschaft ist es sehr wichtig, dass das Immunsystem der Mutter darauf trainiert wird, zu erkennen, dass der Fötus nicht schädlich ist. Das verhindert, dass das Immunssystem der Mutter den Fötus angreift, was zu wiederholten Fehlgeburten oder Totgeburten führen kann.

Dr. Melody Zeng, leitende Autorin, außerordentliche Professorin für Immunologie in der Pädiatrie und Mitglied des Gale und Ira Drukier Institutes für Kindergesundheit, Weill Cornell Medicine

Mehr als die Hälfte der Frauen, die wiederholt Fehlgeburten erleben, haben laut dem American College of Obstetricians and Gynecologists keine identifizierte Ursache. Frühere Studien haben Störungen der Darmmikrobiota mit Fehlfunktionen des Immunsystems oder entzündlichen Erkrankungen in Verbindung gebracht; die mechanistischen Grundlagen bleiben jedoch unklar. Dr. Zeng und ihr Team untersuchten die mögliche Rolle der Darmmikrobiota in der Immun-Toleranz zwischen Mutter und Fötus und den Schwangerschaftsergebnissen.

Dr. Virginia Pascual, Direktorin des Gale und Ira Drukier Forschungszentrums für Kindergesundheit und Ronay Menschel Professorin für Pädiatrie an der Weill Cornell Medicine, sowie Dr. Gregory Sonnenberg, stellvertretender Forschungsleiter der Medizinischen Fakultät und Henry R. Erle, M.D.-Roberts Family Professor für Medizin, trugen ebenfalls zu diesem kollaborativen, interdisziplinären Projekt bei.

Darmmikroben sind in Modellsystemen vorteilhaft

Dr. Zeng und ihre Kollegen untersuchten die Immunantwort der Mutter während der Schwangerschaft in zwei Mausmodellen: keimfreien Mäusen, die in einer sterilen Umgebung ohne Kontakt zu Bakterien, Pilzen und Viren gezüchtet wurden, und Mäusen, die mit Antibiotika behandelt wurden, um die nützlichen Bakterien zu stören. Sie fanden heraus, dass keimfreie und mit Antibiotika behandelte Mäuse übermäßige Entzündungen in der Plazenta erlebten, die zum Tod des Fötus führten, im Vergleich zu Mäusen mit gesunden Darmmikrobiomen. Insbesondere entwickelten sie übermäßige Mengen an interferon-gamma-produzierenden T-Zellen und Antikörpern, die den sich entwickelnden Fötus angreifen können. Im Gegensatz dazu produzierten trächtige Mäuse mit gesunden Darmmikrobiomen beide Arten schützender Immunzellen, MDSCs und pTregs, die dazu beitragen, die Toleranz gegenüber dem Fötus aufzubauen.

Das Team entdeckte, dass die Fruchtblase der trächtigen Mäuse mit gesunden Darmmikrobiomen Stoffwechselprodukte enthielt, die aus der Aminosäure Tryptophan stammten und von bestimmten Darmmikroben produziert wurden. Diese Stoffwechselprodukte halten schützende Immunzellen an der Schnittstelle zwischen Mutter und Fötus, um die Immun-Toleranz zu fördern. Die Verabreichung von Tryptophan-Stoffwechselprodukten oder den Bakterien, die diese produzieren, an keimfreie Mäuse erhöhte die Überlebensrate des Fötus von 50 % auf 95 %. Im Gegensatz dazu verbesserten diese Mäuse nicht die Schwangerschaftsergebnisse, wenn sie Darmbakterien erhielten, die mit diesem Weg nicht in Verbindung standen.

Humanproben korrelieren mit Tierstudien

Anschließend untersuchte das Team Proben von Gewebe, das nach der Schwangerschaft von der Gebärmutter abgestoßen wird, genannt deciduales Gewebe, von Frauen, die wiederholt Fehlgeburten erlitten hatten. Sie fanden reduzierte Ebenen der aus Tryptophan abgeleiteten Stoffwechselprodukte und reduzierte Zahlen von Toleranz-induzierenden MDSCs und pTregs.

„Die gleichen Immunzellen, die wir bei den Mäusen identifiziert haben, scheinen für menschliche Schwangerschaften wichtig zu sein“, sagte die erste Autorin der Studie, Dr. Julia Brown, Postdoktorandin in der Pädiatrie an der Weill Cornell Medicine. „Wir müssen weitere Studien durchführen, um die Rolle dieser Immunzellen und der Tryptophan-Stoffwechselprodukte in menschlichen Schwangerschaften zu bestätigen.“

Zukünftige Richtungen

Das Team wird die Rolle der Darmmikroben bei der Förderung der Immun-Toleranz während der Schwangerschaft untersuchen und diese Erkenntnisse nutzen, um gezielte Therapien zu entwickeln. Letztendlich planen sie, mit Ärzten zusammenzuarbeiten, um Nahrungsergänzungsmittel oder Interventionen zu bewerten, die nützliche Darmmikroben oder deren Stoffwechselprodukte fördern, um die Chancen auf eine erfolgreiche Schwangerschaft bis zur Geburt zu erhöhen.

„Unsere Forschung liefert neue Einblicke in die Faktoren aus unserem Mikrobiom, die die Immun-Toleranz während der Schwangerschaft unterstützen“, sagte Dr. Zeng. „Wir hoffen, eines Tages diese Erkenntnisse zu nutzen, um Therapien zu entwickeln, die die Immun-Toleranz während der Schwangerschaft unterstützen und Frauen helfen, die möglicherweise mit Unfruchtbarkeit oder unerklärlichen wiederholten Fehlgeburten kämpfen.“

Quellen: