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Donnerstag, den 16. Januar 2025 um 04:37 Uhr

Korrekte Ausbildung funktionierender Blutgefäße wird in der Plazenta epigenetisch gesteuert

Bei weiblichen Säugetieren und Menschen wird der heranwachsende Fetus in der Gebärmutter über die Plazenta versorgt, die eine vorübergehende Verbindung zwischen dem Blutkreislauf der Mutter und dem Fetus darstellt. Sie ermöglicht den Austausch von Nährstoffen, Sauerstoff und Abfallprodukten. Bei einer Plazentainsuffizienz ist die Durchblutung der Plazenta unzureichend, was zu einem gestörten Stoffaustausch führt und die Versorgung des Fetus gefährdet. In der Regel ist eine Entwicklungsstörung der Blutgefäße der Plazenta dafür verantwortlich.

Der Gefäßspezialist Hellmut Augustin vom DKFZ und der Medizinischen Fakultät Mannheim der Universität Heidelberg weiß um die enorme Bedeutung der Blutgefäßentwicklung während der Schwangerschaft. Er erklärt: „Abnormes Wachstum der Blutgefäße der Plazenta ist die Hauptursache für Wachstumsverzögerungen des Fetus." Um besser zu verstehen, wie es zu solchen Fehlbildungen kommen kann, hat Augustin mit seinem Team nun auf der Ebene einzelner Zellen räumlich aufgeschlüsselt die Blutgefäße der Maus-Plazenta untersucht.

Die Forscher untersuchten die Endothelzellen, die das Innere der Blutgefäße auskleiden und eine wichtige Rolle bei der Neubildung von Blutgefäßen spielen, insbesondere in dem Bereich der Maus-Plazenta, der den menschlichen Chorionzotten entspricht. Sie stellten fest, dass in einer normal entwickelten Plazenta die Aktivität bestimmter kritischer Gene in den Endothelzellen von der mütterlichen zur fetalen Seite hin abnimmt, was von der Stärke des Blutflusses abhängt. Diese Unterschiede in der Genexpression werden durch epigenetische Mechanismen wie DNA-Methylierung beeinflusst. Die Forscher identifizierten die DNA-Methyltransferase DNMT3A als Hauptverantwortliche für die Methylierung im fetalen Plazenta-Endothel.

Bei genetischer Ausschaltung von DNMT3A in den Endothelzellen kam es zu einer Abnahme der DNA-Methylierung und einem Zusammenbruch der zonierten Genexpression, was die Entwicklung der Plazentagefäße beeinträchtigte und zu verzögertem Wachstum des Fetus führte. Um die Ergebnisse mit menschlichen Daten zu vergleichen, analysierten sie Einzelzell-RNA-Sequenzdaten von Endothelzellen gesunder Plazenten und solchen von Frauen mit Präeklampsie. Wie erwartet wiesen die Plazenta-Endothelien der Präeklampsie-Patientinnen eine verringerte DNMT3A-Expression auf, was auf mögliche Wachstumsstörungen des Babys aufgrund unzureichender Versorgung hinweist.

„Die Kombination der aussagekräftigen Mausdaten mit den korrelativen Patientinnen-Daten legt nahe, dass DNMT3A eine entscheidende Rolle in der gesunden Entwicklung der Plazentagefäße spielt – und dass ein Mangel dieses Enzyms maßgeblich zur Entstehung einer Plazentainsuffizienz beitragen könnte", erklärt Stephanie Gehrs. „Ein besseres Verständnis der zugrundeliegenden Mechanismen, die zur Plazentainsuffizienz führen, bildet die Grundlage für zukünftige Ansätze, Schwangerschaftsstörungen besser zu verstehen und möglicherweise gezielter zu behandeln."


Den ganzen Artikel finden Sie unter:

https://www.dkfz.de/de/presse/pressemitteilungen/2025/dkfz-pm-25-01c-Epigenetik-sorgt-fuer-funktionierende-Plazenta.php

Quelle: Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) (01/2025)


Publikation:
Stephanie Gehrs, Moritz Jakab, Ewgenija Gutjahr, Zuguang Gu; Dieter Wiechenhahn, Jan-Philipp Mallm, Carolin Mogler, Matthias Schlesner, Christoph Plass, Katarina Schlereth, Hellmut G. Augustin: The spatial zonation of the placental vasculature is specified by epigenetic mechanisms.
Dev. Cell 2025, DOI: https://doi.org/10.1016/j.devcel.2024.12.037

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