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Gesundheit+Medizin

Warum der Thymus in der Schwangerschaft wichtig ist

Thymus
Die Thymus-Drüse spielt in der Schwangerschaft eine wichtige Rolle. (Bild: IMBA/Kulcsar)

Wie stellt sich das weibliche Immunsystem auf eine Schwangerschaft ein? Eine neue Studie zeigt, dass der Thymus, ein wichtiges Immunorgan, dabei eine entscheidende Rolle spielt. Vermittelt durch Schwangerschaftshormone wie Progesteron produziert diese Drüse in der Schwangerschaft vermehrt regulatorische T-Zellen. Diese Immunzellen verhindern, dass der Körper den Embryo als Fremdkörper abstößt. Überdies regulieren sie den Zuckerspiegel der Mutter und beugen so einer Schwangerschaftsdiabetes vor.

Während der Schwangerschaft verändert sich der weibliche Körper. Insbesondere das Immunsystem muss sich darauf einstellen, den Embryo zu tolerieren. Denn er ist nur zur Hälfte mit der Mutter genetisch identisch und daher streng genommen ein Fremdkörper. Der Thymus, ein Immunorgan im oberen Bereich des Brustkorbs, produziert dazu regulatorische T-Zellen (T-regs), die mütterliche Antikörper davon abhalten, auf das Ungeborene zu reagieren. Außerhalb der Schwangerschaft dienen T-regs dazu, Autoimmunkrankheiten zu unterdrücken, indem sie fehlgeprägte Immunzellen neutralisieren. Wie genau sich die Thymus-Funktion während der Schwangerschaft verändert, war jedoch bislang unbekannt.

Immunzellen für die Schwangerschaft

Damit hat sich nun ein Team um Magdalena Paolino vom Karolinska Institut in Schweden beschäftigt. An Mäusen stellten sie fest, dass die Thymus-Drüse während der Schwangerschaft verstärkt den Rezeptor RANK bildet. „Wir wussten, dass RANK im Thymus produziert wird, aber die Rolle dieses Rezeptors während der Schwangerschaft war unbekannt“, sagt Paolino. Um mehr über die Funktion dieser Andockstelle herauszufinden, züchteten die Forscher genetisch veränderte Mäuse, denen dieser Rezeptor fehlte. Solange diese Mäuse nicht schwanger waren, zeigten sich keine auffälligen Abweichungen von anderen Mäusen.

Während der Schwangerschaft jedoch stellte sich die Bedeutung des Rezeptors heraus: „Fehlte RANK, wurden kaum T-regs im Thymus produziert“, so Paolino. „Folglich gab es auch weniger T-regs in der Placenta, was zu einer höheren Rate an Fehlgeburten führte.“ Durch Schwangerschaftshormone stimuliert, sorgt RANK demzufolge in normalen Schwangerschaften dafür, dass die Produktion von regulatorischen T-Zellen angekurbelt wird, die wiederum dabei helfen, die Schwangerschaft aufrecht zu erhalten und das Kind vor Angriffen des mütterlichen Immunsystems zu schützen.

Schutz gegen Schwangerschaftsdiabetes

Wie Paolini und ihr Team an nicht-genmanipulierten Mäusen zeigten, wandern die im Thymus produzierten regulatorischen T-Zellen nicht nur in die Plazenta, sondern lagern sich auch im mütterlichen Fettgewebe ein. Hier verhindern sie Entzündungen und regulieren den Glucosespiegel. Mäuse ohne RANK, denen es also an diesen T-regs fehlte, hatten während der Schwangerschaft häufiger Probleme mit dem Blutzucker und wiesen ähnliche Symptome auf wie menschliche Patientinnen mit Schwangerschaftsdiabetes. Verlief die Schwangerschaft der genmanipulierten Mäuse trotz der Probleme erfolgreich, wog ihr Nachwuchs bei der Geburt deutlich mehr als durchschnittliche neugeborene Mäuse. Überdies neigten die Nachkommen ihr Leben lang zu Diabetes und Übergewicht.

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Auch die Babys von Menschen mit Schwangerschaftsdiabetes weisen in der Regel ein erhöhtes Geburtsgewicht auf und sind im späteren Leben anfälliger für gesundheitliche Probleme wie Diabetes und Adipositas. Um herauszufinden, ob die Ergebnisse zu den regulatorischen T-Zellen auf Menschen übertragbar sind, verglichen die Forscher Gewebeproben aus der Plazenta von Frauen mit und ohne Schwangerschaftsdiabetes. Und tatsächlich: Frauen mit Schwangerschaftsdiabetes hatten – ebenso wie die Mäuse – eine reduzierte Anzahl regulatorischer T-Zellen im Mutterkuchen. Das deutet darauf hin, dass auch bei ihnen der Rezeptor RANK im Thymus eine wichtige Rolle spielt.

Mögliche Therapieansätze

Diese Erkenntnis könnte neue Therapieansätze gegen den Schwangerschadtsdiabetes eröffnen, wie ein weiterer Versuch unterstreicht: Verabreichten die Forscher den Mäusen ohne RANK-Rezeptor regulatorische T-Zellen von anderen schwangeren Mäusen, verbesserten sich alle Symptome: Der Glucosespiegel normalisierte sich, es kam seltener zu Fehlgeburten und die Nachkommen kamen mit normalem Gewicht zur Welt. T-regs von nicht schwangeren Mäusen dagegen halfen nicht. „Die Entdeckung dieses neuen Mechanismus, der dem Schwangerschaftsdiabetes zugrunde liegt, ermöglicht zukünftig neue therapeutische Ansatzpunkte für Mutter und Kind“, erklärt Co-Autorin Alexandra Kautzky-Willer von der Medizinischen Universität Wien.

„Diese Forschung verändert unser Verständnis des Thymus und zeigt, dass es sich dabei um ein aktives, dynamisches Organ handelt, das für sichere Schwangerschaften erforderlich ist“, sagt Paolini. „Die Ergebnisse eröffnen außerdem neue molekulare Einblicke zur Schwangerschaftsdiabetes, eine Erkrankung, die viele Frauen betrifft und über die bisher noch wenig bekannt ist.“ Co-Autor Josef Penninger von der Österreichischen Akademie der Wissenschaften ergänzt: „Unsere jahrelange Forschung hat nicht nur das Rätsel gelöst, wie Schwangerschaftshormone über RANK den Thymus verändern, sondern auch eine neue Funktion enthüllt: Der Thymus beeinflusst nicht nur das Immunsystem, sondern reguliert auch die metabolische Gesundheit der Mutter.“

Quelle: Magdalena Paolino (Karolinska Institut, Schweden) et al., Nature, doi: 10.1038/s41586-020-03071-0

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Das Publikationswesen in der Informatik ist für mich immer noch seltsam: Konferenzbeiträge, die als reguläre Artikel gelten und keine Zeitschriften die gut indiziert zu durchsuchen sind, wie in den Lebenswissenschaften oder den anderen Naturwissenschaften. Das Denken von Konferenz zu Konferenz, eine Welt in ausschließlich Prototypen und nicht Produktionssoftware oder wissenschaftliche Ergebnisse, wie Naturwissenschaftler sie gewinnen, über wissenschaftliche Karrieren entscheiden ist einfach … kulturell anders. Aber ich will mich nicht beschweren, als Biophysiker war meine allererste Publikation in den Materialwissenschaften[Mehareen et al., 2005] … .  Man tut was man kann und über den Tellerrand zu schauen hat noch niemandem geschadet.

In der letzten Zeit habe ich ja schon “gestanden”, dass mich Hochschullehre sehr interessant und durchaus professionell befriedigend finde (zur Artikelserie dieses Blogs geht es hier). Über das High Performance Computing Certification Forum (kurz: HPC-CF) habe ich bereits kurz berichtet. Es geht uns darum WissenschaftlerInnen, die naturgemäß ein Volk von Nomaden sind, die Möglichkeit zu geben ihr Wissen im Bereich High Performance Computing (HPC) auf den Prüfstand zu stellen und Zertifikate zu erwerben – welche durchaus auch bei wissenschaftlichen Bewerbungen hilfreich sein sollen. Umgekehrt ist es für Lehrende im Bereich HPC  — also Leuten wie mir — natürlich interessant zu sehen, wie so die Teilnehmer abschneiden die eigene Veranstaltungen besucht haben.

In einem gerade heute erschienen Artikel beschreiben wir unser Vorgehen[Kunkel et al., 2020]. Im Wesentlich ist der Artikel eine Absichtserklärung und wir hoffen sehr in diesem Jahr mit der eigentlich “Examinierung”, also dem “Testen von Testwilligen” anfangen zu können. Woran es noch fehlt ist Frage(n)-Material. Sollte also jemand aus dem HPC-Bereich mitlesen und beitragen wollen: Wir haben eine Seite, die beschreibt, wie man mitmachen bzw. beitragen kann.

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