Präeklampsie wird durch eine Überdosis Genaktivität ausgelöst

Die Präeklampsie ist die gefährlichste Bluthochdruck-Erkrankung während der Schwangerschaft und kann für Mutter und Kind lebensbedrohend sein. Zugrunde liegt eine Störung in der Plazenta, deren Ursachen weitgehend ungeklärt sind. Nun schreibt ein internationales Forschungsteam unter Federführung des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin (MDC) im Fachjournal „Circulation“, dass die Präeklampsie ist keine einheitliche und allein genetisch bedingte Erkrankung. Wie Untersuchungen an Plazentaproben zeigen, spielen dabei zusätzliche epigenetisch angeschaltete Gene eine entscheidende Rolle. Die Berliner Forscher haben zudem ein In-vitro-Modell der Erkrankung entwickelt. Es zeigt die Bedeutung der Fehlregulation eines Transkriptionsfaktors.

Das Forschungsteam verglich Plazenta-Gewebeproben von Patientinnen mit Präeklampsie und deren genetische Ausstattung mit Proben von gesunden Wöchnerinnen. Im gesamten Erbgut wurden jene Gene bestimmt, die in beiden Patientinnengruppen unterschiedlich aktiv sind. Zudem wurde die genomische Prägung der DNA (sog. Imprinting) überprüft, bei der Gene auf den Chromosomen väterlicher oder mütterlicher Herkunft abgeschaltet werden. So konnte unter anderem das DLX5-Gen als bedeutsamer Transkriptionsfaktor, der bei Präeklampsie andere Gene steuert, identifiziert werden. Auf dem vom Vater stammenden Chromosom ist dieses Gen normalerweise deaktiviert, also epigenetisch „geprägt“. Damit wird die korrekte Dosierung der Genaktivität sichergestellt. Diese Prägung war jedoch in etwa 70 Prozent der untersuchten Präeklampsie-Plazentaproben verloren gegangen; das Gen war angeschaltet worden. Die Studie zeigte zum ersten Mal, dass die Veränderungen der epigenetischen Prägung und die damit veränderte Steuerung von Genaktivität zur Präeklampsie beitragen. Die Wissenschaftler fanden zudem drei Typen Präeklampsie – was auf eine komplexe Erkrankung hinweist.

Die Studie ist in enger Zusammenarbeit zwischen Klinikern und Grundlagenforschern entstanden. Beteiligt war die Forschungsgruppen der Molekularbiologin Dr. Zsuzsanna Izsvak vom MDC und von Dr. Ralf Dechend vom Helios-Klinikum und dem Experimental and Clinical Research Center (ECRC), einer gemeinsamen Einrichtung von MDC und Charité – Universitätsmedizin Berlin. Dem interdisziplinären Team gehörten zudem Forscherinnen und Forscher des Berliner Institut für Gesundheitsforschung (BIH) und der Evolutionsbiologe Prof. Laurence Hurst von der University of Bath, UK, an.

In-vitro-Zellmodell für Präeklampsie entwickelt

An der Präeklampsie leiden etwa fünf Prozent aller Schwangeren. Hauptsymptome des Syndroms sind Bluthochdruck und Eiweiß im Urin. Werden die Symptome bedrohlich, muss die Geburt frühzeitig eingeleitet werden. Die Präeklampsie ist die häufigste Ursache für mütterliche und kindliche Sterblichkeit während der Schwangerschaft. In Deutschland führt sie jährlich zu bis zu 20.000 Frühgeburten. Die Erkrankung tritt nur beim Menschen auf; es gibt bislang kein gut funktionierendes Tiermodell.

Der Berliner Forschungsgruppe ist nun gelungen, ein In-vitro-Modell zu entwickeln. In der Petrischale erhöhten die Forscher die Aktivität des DLX5-Gens in den Zellen des Trophoblasten, der embryonalen Zellschicht, aus der sich später die Plazenta entwickelt. Die Zellen wechselten in einen Stresszustand, der auch bei Präeklampsie-Patientinnen beobachtet wird. Mithilfe des Zellsystems können die verschiedenen Typen der Präeklampsie nun weiter untersucht und nach neuen Medikamenten und Wirkstoffen gefahndet werden.

Warum tritt die Erkrankung nur beim Menschen auf?

Izsvak und Dechend planen bereits die nächsten Schritte: „Wir wollen erforschen, warum die Krankheit nur beim Menschen auftritt“, sagt die Molekularbiologin. Ralf Dechend fügt hinzu: „Außerdem ist es unser Ziel, nach Biomarkern für die drei von uns identifizierten Präeklampsie-Typen suchen. Sie sollen uns helfen, die Erkrankung zu diagnostizieren oder vorherzusagen, bevor es zu dem eigentlichen Krankheitsbild kommt.“

Das Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft gehört zu den international führenden biomedizinischen Forschungszentren. Nobelpreisträger Max Delbrück, geboren in Berlin, war ein Begründer der Molekularbiologie. An den MDC-Standorten in Berlin-Buch und Mitte analysieren Forscher*innen aus rund 60 Ländern das System Mensch – die Grundlagen des Lebens von seinen kleinsten Bausteinen bis zu organübergreifenden Mechanismen. Wenn man versteht, was das dynamische Gleichgewicht in der Zelle, einem Organ oder im ganzen Körper steuert oder stört, kann man Krankheiten vorbeugen, sie früh diagnostizieren und mit passgenauen Therapien stoppen. Die Erkenntnisse der Grundlagenforschung sollen rasch Patient*innen zugutekommen. Das MDC fördert daher Ausgründungen und kooperiert in Netzwerken. Besonders eng sind die Partnerschaften mit der Charité – Universitätsmedizin Berlin im gemeinsamen Experimental and Clinical Research Center (ECRC) und dem Berlin Institute of Health (BIH) in der Charité sowie dem Deutschen Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK). Am MDC arbeiten 1600 Menschen. Finanziert wird das 1992 gegründete MDC zu 90 Prozent vom Bund und zu 10 Prozent vom Land Berlin.