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Mütterliche Zellen können lebenslang im Gehirn der Kinder bleiben
Erstaunliche Mitbewohner: Während der Schwangerschaft können Zellen der Mutter in das Gehirn des Kindes gelangen. Nun haben Forscher solche Zellen im Hirngewebe von 26 der 37 untersuchten Epilepsiepatienten nachgewiesen. Genetisch fremde Zellen fanden sich zudem in weiteren Hirndaten bis ins hohe Alter, ihre Herkunft blieb dort allerdings ungewiss.
Seattle (U.S.A.). Mutter und ungeborenes Kind sind über die Plazenta eng miteinander verbunden. Während der Schwangerschaft gelangen dabei vereinzelt sogar vollständige Zellen von einem Organismus in den anderen. Schon früher wurden Spuren kindlichen Erbguts im Gehirn von Müttern nachgewiesen.
Dieser Austausch kann einen sogenannten Mikrochimärismus erzeugen: Im Körper eines Menschen leben dann einzelne Zellen mit einem fremden Erbgut. Doch wie verbreitet mütterliche Zellen im Gehirn ihrer Kinder sind, in welchen Hirnregionen sie vorkommen und was aus ihnen wird, war bisher nur ansatzweise bekannt.
Forscher des Fred Hutchinson Cancer Center (FHCC) um Sami B. Kanaan haben deshalb Hirngewebe von Kindern und Jugendlichen untersucht, die wegen schwer behandelbarer Epilepsie operiert worden waren. Entscheidend war dabei, dass sich ihre Proben mit genetischen Merkmalen der jeweiligen Mutter vergleichen ließen.
Insgesamt standen dem Team Daten von 52 Mutter-Kind-Paaren zur Verfügung. Bei 37 von ihnen waren mütterliche DNA-Merkmale im entnommenen Hirngewebe zuverlässig unterscheidbar. In 26 dieser 37 Fälle, also rund 70 Prozent, wiesen die Forscher solche Merkmale in mindestens einer Gehirnprobe nach.
Die mütterlichen Zellspuren fanden sich unter anderem im Stirn-, Schläfen- und Scheitellappen sowie im Hippocampus, der für das Gedächtnis wichtig ist. Ihre Häufigkeit schwankte erheblich. Der Median lag bei 2,2 mütterlichen Genomäquivalenten pro 100.000 untersuchten Zellgenomen, einzelne Proben enthielten jedoch deutlich mehr.
Um herauszufinden, welchen Zelltypen die fremden Zellen ähneln, analysierten die Wissenschaftler zusätzlich die Genaktivität einzelner Zellkerne. Die Auswertung zeigte Merkmale von Nervenzellen, stützenden Gliazellen, Immunzellen des Gehirns und Gefäßzellen. Solche molekularen Merkmale sprechen für eine vielfältige Einbindung, beweisen aber noch nicht, welche Aufgaben diese Zellen tatsächlich erfüllen.
Nun wollten die Forscher wissen, ob sich der Mikrochimärismus auch bei Menschen ohne Epilepsie nachweisen lässt. Dazu werteten sie bereits veröffentlichte Genaktivitätsdaten aus Gehirnproben von 29 Menschen zwischen der 22. Schwangerschaftswoche und dem Alter von 40 Jahren aus. Hinzu kamen Proben von drei Männern im Alter von 87, 90 und 93 Jahren.
In diesen insgesamt 32 Datensätzen stießen die Analysen bei 25 Personen auf genetisch abweichende Zellkerne, darunter auch bei einem der sehr alten Männer. Die fremden Zellen zeigten in jüngeren Gehirnen häufiger Merkmale bestimmter Nervenzellen, während in höheren Altersgruppen eher Immunzelltypen vertreten waren. Ihre Zahl nahm über die untersuchten Altersgruppen hinweg tendenziell ab.
Allerdings ließ sich in dieser zweiten Auswertung nicht nachweisen, dass die fremden Zellen tatsächlich von den Müttern stammten. Denn die genetischen Vergleichsproben der Angehörigen fehlten. Als weitere mögliche Quellen kommen beispielsweise Geschwister, eigene Schwangerschaften oder andere seltene Formen des Zelltransfers infrage.