Mütter auf der ganzen Welt geben an, dass sie das Gefühl haben, dass ihre Kinder noch lange nach der Geburt ein Teil von ihnen sind. Wie sich herausstellt, ist das buchstäblich wahr. Während der Schwangerschaft durchqueren Zellen des Fötus die Plazenta und gelangen in den Körper der Mutter, wo sie Teil ihres Gewebes werden können.
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Diese zelluläre Invasion bedeutet, dass Mütter einzigartiges genetisches Material aus dem Körper ihrer Kinder mitnehmen und so eine sogenannte Mikrochimäre bilden, die nach den legendären Tieren benannt ist, die aus verschiedenen Tieren bestehen. Das Phänomen ist bei Säugetieren weit verbreitet, und Wissenschaftler haben eine Reihe von Theorien vorgeschlagen, wie es sich auf die Mutter auswirkt, von einer besseren Wundheilung bis hin zu einem höheren Krebsrisiko.
Jetzt argumentiert ein Team von Biologen, dass wir, um wirklich zu verstehen, was Mikrochimärismus mit Müttern tut, herausfinden müssen, warum er sich überhaupt entwickelt hat.
"Wir hoffen, dass wir nicht nur einen evolutionären Rahmen für das Verständnis der Entstehung und der Gründe des Mikrochimärismus bieten, sondern auch bewerten können, wie sich dies auf die Gesundheit auswirkt", sagt die leitende Autorin Amy Boddy, eine Genetikerin an der Arizona State University.
Der Konflikt zwischen Mutter und Kind hat seinen Ursprung bei den ersten Säugetieren der Plazenta vor Millionen von Jahren. Im Laufe der Evolution hat sich der Fötus entwickelt, um die Physiologie der Mutter zu manipulieren und den Transfer von Ressourcen wie Ernährung und Wärme auf das sich entwickelnde Kind zu verbessern. Der Körper der Mutter wiederum hat Gegenmaßnahmen entwickelt, um einen übermäßigen Ressourcenfluss zu verhindern.
Noch faszinierender wird es, wenn fetale Zellen die Plazenta passieren und in die Blutbahn der Mutter gelangen. Wie Stammzellen sind fötale Zellen pluripotent, was bedeutet, dass sie zu vielen Arten von Gewebe heranwachsen können. Einmal im Blut der Mutter zirkulieren diese Zellen im Körper und lagern sich im Gewebe ab. Sie verwenden dann chemische Hinweise aus benachbarten Zellen, um in das gleiche Material wie das umgebende Gewebe hineinzuwachsen, sagt Boddy.
Obwohl das Immunsystem der Mutter nach der Schwangerschaft normalerweise unveränderte fetale Zellen aus dem Blut entfernt, entziehen sich diejenigen, die sich bereits in das Gewebe der Mutter integriert haben, der Erkennung und können im Körper der Mutter verbleiben.
Der Mikrochimärismus kann besonders komplex werden, wenn eine Mutter mehrere Schwangerschaften hat. Der Körper der Mutter sammelt Zellen von jedem Baby - und fungiert möglicherweise als Reservoir, indem er Zellen von den älteren Geschwistern in die jüngeren überträgt und ausgefeiltere Mikrochimären bildet. Das Vorhandensein fetaler Zellen im Körper der Mutter könnte sogar regulieren, wann sie wieder schwanger werden kann.
"Ich denke, ein vielversprechender Bereich für weitere Forschung betrifft ungeklärte Schwangerschaftsverluste und ob ältere Geschwister als genetische Individuen eine Rolle bei der Verzögerung der Geburt jüngerer Geschwister spielen können", sagt David Haig, Evolutionsbiologe an der Harvard University.
Angesichts dieser Komplexität war es bis vor kurzem schwierig, Mikrochimären zu untersuchen, wie die Autoren in ihrem Artikel festhalten, der in einer kommenden Ausgabe von BioEssays veröffentlicht wird . Das Phänomen wurde vor einigen Jahrzehnten entdeckt, als männliche DNA im Blut einer Frau nachgewiesen wurde. Die damaligen Technologien konnten jedoch kein detailliertes Bild der Genetik liefern, um die winzige zelluläre Situation auseinanderzuhalten.
Mithilfe von Deep-Sequencing-Technologien können Forscher den Ursprung der DNA in den Geweben einer Mutter umfassender bestimmen, indem sie viele Bereiche des Genoms einschließlich der an der Immunität beteiligten Gene untersuchen. Diese Gene sind für eine Person einzigartig und können somit dazu beitragen, die DNA einer Mutter von der ihrer Kinder genauer zu unterscheiden.
„Wenn die Zellpopulationen isoliert werden können, sollten moderne Techniken eine eindeutige Identifizierung des genetischen Ursprungs ermöglichen“, sagt Haig.
Dennoch wird es schwierig sein zu verstehen, wie die fötalen Zellen mit den Zellen der Mutter interagieren, sagt Boddy. Über die zellulären Signale, die dazu führen, dass fötale Zellen die mütterliche Physiologie regulieren, ist wenig bekannt.
"Es ist wahrscheinlich eine Aushandlung zwischen dem mütterlichen Körper und den fötalen Zellen, bei der im mütterlichen Körper ein gewisses Maß an Mikrochimerismus erwartet wird, das für eine ordnungsgemäße Funktion erforderlich ist", sagte Boddy. Zum Beispiel haben frühere Experimente gezeigt, dass fötale Zellen von Mäusen, wenn sie im Labor Laktationshormonen ausgesetzt werden, ähnliche Eigenschaften wie Brustzellen annehmen, was darauf hindeutet, dass Brustgewebe ein Brennpunkt für Mikrochimerismus sein kann.
"Normale, gesunde Laktation kann die Folge davon sein, dass die fötalen Zellen dem Körper der Mutter signalisieren, Milch zu produzieren", sagt Mitautorin Melissa Wilson Sayres, ebenfalls im US-Bundesstaat Arizona. Frühere Arbeiten haben jedoch auch gezeigt, dass dieselben Merkmale, die es Fötuszellen ermöglichen, sich in das Gewebe der Mutter zu integrieren - wie das Ausweichen aus dem Immunsystem -, auch Krebszellen ähneln, was zu einer höheren Krebsanfälligkeit bei der Mutter führen könnte.
Basierend auf evolutionären Überlegungen prognostizieren die Autoren, dass sich fetale Zellen hauptsächlich in den Geweben befinden sollten, die beim Transfer von Ressourcen auf den Fötus eine Rolle spielen. Das schließt die Brust ein, wo sie die Milchproduktion beeinflussen können; die Schilddrüse, wo sie den Stoffwechsel und die Wärmeübertragung auf das Baby beeinflussen kann; und das Gehirn, wo sie die neuronalen Schaltkreise und die mütterliche Bindung an das Kind beeinflussen können.
Die nächsten Schritte werden darin bestehen, moderne Sequenzierungsinstrumente zu verwenden, um an diesen Stellen nach fötalen Zellen zu suchen, und dann zu untersuchen, wie die Zellen in jeder Region des Körpers der Mutter kommunizieren.
"Was wirklich interessant und neuartig an dieser Arbeit ist, ist, das Problem des Mikrochimärismus und der Gesundheit von Müttern in einen evolutionären Rahmen zu stellen", sagt Julienne Rutherford, eine biologische Anthropologin an der Universität von Illinois in Chicago.
„Wenn diese fötalen Zellen mit der mütterlichen Physiologie interagieren, wo würden wir im mütterlichen Körper die größte Auswirkung auf die Funktion erwarten? Das war ein großes Fragezeichen. Dies in einen evolutionären Kontext zu stellen, war unglaublich klug und neuartig und sehr aufregend. Es ist ein wunderschönes Beispiel für eine Theorie, die testbare Vorhersagen liefert. "
Anmerkung des Herausgebers: Diese Geschichte wurde aktualisiert, um die Ergebnisse der Studie zu fetalen Zellen und Brustgewebe der Maus zu verdeutlichen.
