Die Reaktion der Plazenta auf Infektionen mit Malaria, Toxoplasmose und Listerien wurde hochauflösend kartiert, was möglicherweise den Weg für neue Behandlungsmöglichkeiten ebnet. Erstmals wurde ein Panoramabild der Infektionswege in der menschlichen Plazenta erstellt, das potenzielle Angriffspunkte für die Entwicklung schwangerschaftssicherer Therapien gegen Malaria, Toxoplasmose und Listerien aufzeigen könnte, allesamt Krankheiten, die schwere Schwangerschaftskomplikationen verursachen können. Forscher des Wellcome Sanger Institute, der University of Cambridge, der University of Dundee und Mitarbeiter haben neuartige „Mini-Plazenta“-Modelle verwendet, um die Reaktion der Plazenta auf Infektionen in der frühen Entwicklung zu kartieren. Diese Arbeit ist Teil des umfassenderen Human Cell Atlas Konsortiums, dessen Ziel es ist, jeden Zelltyp im menschlichen Körper zu kartieren, um unser Verständnis von Gesundheit und Krankheit zu verbessern.
Infektionen während der Schwangerschaft können den Fötus gefährden
Die Studie, die in Cell Systems veröffentlicht wurde, konzentrierte sich auf die Signalwege, die bei Malaria-, Toxoplasmose- und Listerieninfektionen beteiligt sind, die alle zu Schwangerschaftskomplikationen und Fehlgeburten führen können. Es zeigte sich, dass sekundäre Entzündungen die Ursache für Schwangerschaftskomplikationen bei diesen Infektionen sein können, und es wurde aufgedeckt, dass die Immunzellen der Plazenta wahrscheinlich eine Rolle bei der Abwehr von Krankheitserregern spielen. Künftige Arbeiten, die sich auf die Identifizierung potenzieller Angriffspunkte für Medikamente in den Signalwegen konzentrieren, die Komplikationen während der Infektion verursachen, könnten die Entwicklung gezielterer Therapien zur Bekämpfung von Infektionen in frühen Schwangerschaftsstadien unterstützen.
Infektionen während der Schwangerschaft sind ein großes globales Gesundheitsproblem, von dem Millionen von Menschen auf der ganzen Welt betroffen sind. Diese Infektionen können zum Tod der Mutter, zu Sepsis und zu Schwangerschaftskomplikationen wie Fehlgeburten, Entwicklungsstörungen des Fötus, niedrigem Geburtsgewicht und Totgeburten führen. Malaria, Toxoplasmose und Listerien sind weit verbreitete Infektionen, die zu Schwangerschaftskomplikationen führen können. Dies ist in Regionen, in denen diese Infektionen häufiger auftreten, besonders besorgniserregend. Zum Beispiel in Afrika südlich der Sahara und in Teilen Südostasiens, wo der Malariaparasit Plasmodium falciparum endemisch ist.
Die Plazenta fungiert während der Schwangerschaft als selektive Barriere, die den Nährstofftransport von der Mutter zum Kind ermöglicht und gleichzeitig Krankheitserreger und Toxine abblockt. Allerdings können die Erreger von Toxoplasmose und Listerien die Plazenta passieren, und der für Malaria verantwortliche Parasit kann sich an der Außenseite festsetzen. Der Fötus ist in der frühen Entwicklungsphase besonders anfällig, da die Immunreaktion noch nicht vollständig ausgebildet ist, so dass der Fötus zum Schutz stark auf die Plazentaschranke angewiesen ist.
Forschung mit „Mini-Plazenta“-Modellen könnte zu einer schwangerschaftsspezifischen Behandlung von Infektionen führen
Trotz der Auswirkungen von Infektionen während der Schwangerschaft sind die Wege und Mechanismen, die diese Infektionen nutzen, um die Plazenta zu überwinden, nur unzureichend erforscht, was zum Teil an den Beschränkungen der verwendeten Labormodelle und den Unterschieden zwischen Menschen und Mäusen liegt. In der jüngsten Studie des Wellcome Sanger Institute und seiner Mitarbeiter erstellte das Team Ex-vivo-Explantationsmodelle oder „Mini-Plazentas“ aus menschlichen Proben, die es ihnen ermöglichten, die Reaktion auf eine Infektion mit Einzelzellauflösung zu kartieren. Die Forscher identifizierten eine Art von fötalen Immunzellen, die so genannten Hofbauer-Zellen, die bei allen drei Infektionstypen aktiviert wurden, allerdings auf unterschiedlichen Wegen. Dies ist das erste Mal, dass plazentare Immunzellen in einem Modell der menschlichen Plazenta eine Abwehrrolle gegen Krankheitserreger spielen. Das Team fand heraus, dass Krankheitserreger diese Immunzellen infiltrieren können. So nutzt beispielsweise T. gondii, der Parasit, der Toxoplasmose verursacht, wahrscheinlich diese Immunzellen, um sich der laufenden Immunantwort zu entziehen und sich im Körper zu verbreiten. Sie entdeckten auch, dass alle drei Infektionen eine allgemeine Entzündungsreaktion in der Plazenta auslösten, die die Funktionen der Plazenta dysregulierte. Dies deutet darauf hin, dass eine sekundäre Entzündung die Ursache für einige Schwangerschaftskomplikationen sein könnte.
Die gezielte Beeinflussung dieser Entzündungswege könnte zu einer schwangerschaftsspezifischen Behandlung von Infektionen führen, die derzeit nicht möglich ist. Darüber hinaus können die von diesem Team entwickelten „Mini-Plazenta“-Modelle in der künftigen Forschung eingesetzt werden, um weitere Erkenntnisse über die Reaktion der Plazenta auf Infektionen sowie über allgemeine Veränderungen der Plazenta während der Entwicklung zu gewinnen. Die Forschung zeigt, dass selbst bei Krankheitserregern, die die Plazenta nicht überwinden können, die sekundäre Entzündung des Immunsystems für die Störung der fötalen Entwicklung verantwortlich sein kann. Die Identifizierung von Schlüsselprozessen, die am Entzündungsweg beteiligt sind, könnte helfen, schwangerschaftsspezifische Behandlungen zu entwickeln, die dies in Zukunft minimieren.
Dies ist das erste Mal, dass die Immunzellen der Plazenta beim Menschen in der Frühschwangerschaft eine defensive Rolle spielen, und dass diese Immunzellen während der Infektion von Toxoplasma gekapert werden können. Wenn die Forscher mehr darüber wissen, wie das Immunsystem der Plazenta funktioniert, können sie neue Erkenntnisse über Schwangerschaftskomplikationen gewinnen. Die Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen Krankheitserregern und der menschlichen Plazenta ist unglaublich schwierig, daher ist die Entwicklung neuer Modelle, wie das Plazentagewebesystem, das die Forscher verwendet haben, ein dringend benötigter Schritt nach vorn.
