Wissenschaftler entdeckten vor Jahren, dass Neugeborene auf von ihren Müttern übertragene Immunkomponenten angewiesen sind, um den Ansturm von Krankheitserregern zu überleben, die beginnen, in ihren Körper einzudringen, sobald sie auf der Welt sind. Schließlich entwickeln Kinder ihr eigenes Immunsystem, das durch das Überleben der natürlichen Exposition gegenüber Viren und Bakterien aufgebaut und durch gut etablierte Kinderimpfstoffe ergänzt wird. Aber in der Zwischenzeit sind sie schützenden Antikörper der Mutter enorm wichtig.
Forscher könnten Antikörper der Mutter nachahmen
Eine weitreichende Studie, die in Nature veröffentlicht wurde, liefert eine überraschende Erklärung dafür, wie diese frühen Tage der von der Mutter bereitgestellten Immunität tatsächlich 
funktionieren – und was diese Informationen für die Prävention von Tod und Behinderung durch eine von vielen Infektionskrankheiten bedeuten könnten. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Forscher in der Lage sein könnten, die verstärkten Antikörper nachzuahmen, die werdende Mütter produzieren, um neue Medikamente zur Behandlung von Krankheiten sowie verbesserte Impfstoffe zu deren Vorbeugung zu entwickeln. Wissenschaftler glaubten viele Jahre, dass Antikörper nicht in Zellen eindringen können. Sie verfügen nicht über die notwendige Maschinerie. Daher wurde angenommen, dass Infektionen, die durch Krankheitserreger verursacht werden, die ausschließlich in Zellen leben, für antikörperbasierte Therapien unsichtbar sind. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass die Schwangerschaft die Struktur bestimmter Zucker, die an die Antikörper gebunden sind, verändert, was es ihnen ermöglicht, Babys vor einer Infektion durch ein viel breiteres Spektrum von Krankheitserregern zu schützen.
Die Forscher erklären, dass die besondere Verbindung beginnt, wenn Babys im Mutterleib sind, und sie dauert nach der Geburt an. Diese Entdeckung ebnet den Weg für bahnbrechende neue Therapien, die auf Infektionen abzielen können, speziell bei schwangeren Frauen und Neugeborenen, und dass diese Erkenntnisse auch weitreichende Auswirkungen auf Antikörper-basierte Therapien in anderen Bereichen haben werden.
Verbesserte Behandlungsmöglichkeiten und neue Impfstoffe
Die Studie identifizierte, welcher spezifische Zucker während der Schwangerschaft verändert wird, sowie wie und wann die Veränderung auftritt. Während der Schwangerschaft verändert sich die „acetylierte“ Form der Sialinsäure (einer der an Antikörper gebundenen Zucker) in die „deacetylierte“ Form. Diese sehr subtile molekulare Veränderung ermöglicht es dem Immunglobulin G (IgG) – dem im Körper am häufigsten vorkommenden Antikörpertyp –, eine erweiterte Schutzfunktion zu übernehmen, indem es die Immunität durch Rezeptoren stimuliert, die spezifisch auf deacetylierte Zucker reagieren. Diese Veränderung ist der Lichtschalter, der es mütterlichen Antikörpern ermöglicht, Babys vor Infektionen in den Zellen zu schützen.
Mithilfe fortschrittlicher Massenspektrometrietechniken und anderer Methoden konnte das Forschungsteam die wichtigsten biochemischen Unterschiede zwischen Antikörpern in jungfräulichen Mäusen im Vergleich zu schwangeren Mäusen ermitteln. Sie identifizierten auch jenes Enzym, das natürlicherweise während der Schwangerschaft exprimiert wird und für diese Transformation verantwortlich ist. Darüber hinaus stellte das Team den verlorenen Immunschutz erfolgreich wieder her, indem es im Labor gezüchtete Vorräte der Antikörper von gesunden trächtigen Mäusen an Welpen lieferte, die von Müttern geboren wurden, die genetisch so verändert wurden, dass sie nicht in der Lage waren, die Acetylierung von Antikörpern zu entfernen, um den Schutz zu verbessern. Hunderte von monoklonalen Antikörpern wurden als potenzielle Behandlungen für verschiedene Erkrankungen wie Krebs, Asthma, Multiple Sklerose sowie schwer zu erschütternde virale und bakterielle Infektionen hergestellt – einschließlich neuer Behandlungen, die für COVID-19 entwickelt wurden.
Die Forscher erklären, dass die molekulare Veränderung von Antikörpern, die natürlicherweise während der Schwangerschaft auftritt, repliziert werden kann, um zu ändern, wie Antikörper das Immunsystem stimulieren, um ihre Wirkung fein abzustimmen. Dies könnte möglicherweise zu verbesserten Behandlungen von Infektionen führen, die durch andere intrazelluläre Krankheitserreger verursacht werden, darunter HIV und das Respiratory Syncytial Virus (RSV), ein weit verbreitetes Virus, das ein ernstes Risiko für Säuglinge darstellt.
Die Studie zeigt, dass der molekulare Schalter bei stillenden Müttern bestehen bleibt, sodass Antikörper mit erhöhter Schutzwirkung auch über die Muttermilch auf Babys übertragen werden. Darüber hinaus unterstreichen die Ergebnisse laut den Experten, wie wichtig es ist, alle verfügbaren Impfstoffe für Frauen im gebärfähigen Alter zu erhalten – sowie die Notwendigkeit für Forscher, noch mehr Impfstoffe gegen Infektionen zu entwickeln, die besonders häufig bei Frauen während der Schwangerschaft oder bei Neugeborenen auftreten.
Muttermilch schützt das Baby vor allergischen Krankheiten
Dass die Muttermilch den Säugling vor Krankheiten schützt, wurde von mehreren Forschungen belegt. Eine Studie des Penn State College of Medicine hat ergeben, dass kleine Moleküle, die in der Muttermilch der meisten Menschen vorkommen, die Wahrscheinlichkeit verringern können, dass Säuglinge allergische Erkrankungen wie atopische Dermatitis und Nahrungsmittelallergien entwickeln. Es wird angenommen, dass gestillte Babys weniger allergische Erkrankungen wie Ekzeme und Nahrungsmittelallergien erleiden als mit Flaschennahrung gefütterte Kinder. Diese Erkenntnisse sind wichtig, das sie zu Strategien führen, wie Ermutigung und Unterstützung zum Stillen oder Ernährungs- und Bewegungsinterventionen, um die Wahrscheinlichkeit zu senken, dass Babys Allergien entwickeln. Atopische Erkrankungen wie Nahrungsmittelallergien, Asthma und eine Hauterkrankung namens atopische Dermatitis treten bei etwa einem Drittel aller Kinder als Folge einer unangemessenen Aktivierung des Immunsystems durch Umweltbelastungen auf.
Es gibt fast 1.000 verschiedene Arten von miRNAs in der menschlichen Muttermilch und die Zusammensetzung variiert aufgrund von mütterlichen Merkmalen wie Gewicht, Ernährung und Genetik. Die Forscher stellten die Hypothese auf, dass vier dieser miRNAs eine schützende Wirkung gegen Säuglingsallergien haben könnten, basierend auf früheren Untersuchungen, die Beziehungen zwischen diesen miRNAs und bestimmten allergischen Erkrankungen zeigen. Die Forscher begleiteten 163 Mütter, die mindestens vier Monate stillen wollten, und ihre Säuglinge von der Geburt bis zum Alter von 12 Monaten. Sie verfolgten, wie lange jedes Baby gestillt wurde, und maßen die miRNA-Zusammensetzung der Muttermilch jeder Mutter im Laufe der Laktation (0, 4 und 16 Wochen). Das Team berechnete die Menge an spezifischen miRNAs, die Säuglinge konsumierten, basierend auf gemeldeten Stillmustern und der Konzentration bestimmter miRNAs in Muttermilchproben. Die Forscher untersuchten Säuglinge während der gesamten Studie auf atopische Dermatitis, Nahrungsmittelallergien und Keuchatmung.
Maßnahmen, um miRNA-Spiegel zu erhöhen
Von den untersuchten Säuglingen entwickelten 25% eine atopische Dermatitis, 20% eine Nahrungsmittelallergie und 6% litten unter Keuchatmung. Säuglinge, die keine Atopie entwickelten, konsumierten im Durchschnitt größere Mengen an miRNA-375-3p (miR-375) in der Muttermilch als Säuglinge, die Atopie entwickelten. Es gab keine weiteren Unterschiede in mütterlichen Merkmalen, kindlichen Merkmalen oder Umweltbelastungen zwischen Säuglingen mit Atopie und Säuglingen ohne. Die Forscher fanden auch heraus, dass die Spiegel dieser miRNA während der gesamten Laktation anstiegen, und dass Mütter mit einem niedrigeren Body-Mass-Index tendenziell eine höhere Konzentration von miR-375 aufwiesen.
Die Tatsache, dass der miR-375-Gehalt im Laufe der Stillzeit zunahm, könnte laut den Forschern erklären, warum anhaltendes Stillen in bestimmten Studien mit einer verringerten Atopie in Verbindung gebracht wurde. Es wurde nämlich festgestellt, dass der größte Anstieg von miR-375 im ersten Monat nach der Geburt stattfand, dass sich der Aufwärtstrend jedoch zwischen dem ersten und dem vierten Monat fortsetzte. Im Gegensatz zu Säuglingsnahrung, die keine menschlichen miRNAs enthält, ist miR-375 in mehr als 99 % der Muttermilchproben vorhanden und macht knapp 1% aller miRNAs in der Muttermilch aus.
Laut den Wissenschaftlern könnten die Ergebnisse dieser Studie zu neuen Interventionen führen, um zu verhindern, dass Säuglinge Allergien entwickeln. Zukünftige Forschung wird sich darauf konzentrieren, diese Ergebnisse zu bestätigen, jene Mechanismen zu definieren, durch die miR-375 Allergien verhindert, und Interventionen zu untersuchen, um den miR-375-Spiegel in der mütterlichen Muttermilch zu erhöhen.
