Ein wichtiger Risikofaktor für Asthma ist, dass Ihre eigene Mutter ebenfalls Asthma hat. Die zugrunde liegenden Mechanismen waren jedoch unklar. Eine neue Studie zeigt nun, dass asthmatische Erwachsene, deren Mütter ebenfalls Asthma hatten, spezifische epigenetische Muster in ihrer DNA aufweisen, die bei Asthmatikern mit gesunden Müttern nicht zu finden sind. Die Veränderungen betreffen insbesondere bestimmte Immunsignalwege. Forscher gehen davon aus, dass sich während der Schwangerschaft bestimmte epigenetische Muster ausbilden, die später Asthma auslösen können.
Die Grundlagen unseres Aussehens, unserer Fähigkeiten und unseres Charakters sind in unseren Genen kodiert. Welche Gene jedoch in welchem Umfang abgeschrieben werden, wird durch sogenannte epigenetische Modifikationen reguliert. Beeinflusst durch Umweltfaktoren binden bestimmte Moleküle an die DNA, wodurch einige Gene stärker abgelesen werden, während andere stillgelegt werden. Eine der wichtigsten epigenetischen Modifikationen heißt Methylierung. Methylgruppen aus einem Kohlenstoffatom und drei Wasserstoffatomen binden an bestimmte Teile der DNA und verhindern das Ablesen des nachfolgenden Gens.
epigenetische Unterschiede
Ein Team um Kevin Magnaye von der University of Chicago hat nun das DNA-Methylierungsmuster von Asthmapatienten untersucht, um herauszufinden, welche Rolle epigenetische Veränderungen bei der Entstehung dieser weit verbreiteten Atemwegserkrankung spielen. Da bereits bekannt war, dass mütterliches Asthma ein wichtiger Risikofaktor ist, verglichen die Forscher Asthmapatienten, deren Mütter Asthma hatten, mit Asthmapatienten, deren Mütter kein Asthma hatten, und gesunden Probanden. Als Untersuchungsmaterial dienten Epithelzellen aus den unteren Atemwegen der Probanden.
Tatsächlich fanden die Forscher deutliche Unterschiede zwischen den Probandengruppen: „Methylierungsmuster bei Müttern mit Asthma waren mit einer verminderten Expression von Genen verbunden, die zu Signalwegen des Immunsystems gehören“, berichtet Magnaye. Signalwege, die bei Asthmapatienten von asthmatischen Müttern unterdrückt wurden, sind mit einer veränderten T-Zell-Signalübertragung assoziiert.T-Zellen sind Teil des adaptiven Immunsystems und unter anderem an der Immunantwort gegen Viren und Bakterien beteiligt. Dies deutet darauf hin, dass genetische Veränderungen etwas mit Asthma zu tun haben, das durch eine Fehlregulation des Immunsystems gekennzeichnet ist.
Veränderungen schon im Mutterleib?
Die Ergebnisse zu Methylierungsmustern wurden in einer weiteren Studie bestätigt, in der Epithelzellen aus den Atemwegen von Kindern mit Asthma untersucht wurden. Forscher vermuten daher, dass die entsprechenden epigenetischen Veränderungen nicht nur lebenslang auftreten, sondern bereits während der Schwangerschaft durch die Umgebung des Fötus in der Gebärmutter einer Asthmapatientin bestimmt werden. „Die Tatsache, dass die Ergebnisse in einer separaten Kohorte von Kindern wiederholt werden, unterstützt die Vorstellung, dass diese Veränderungen lange vor dem Erwachsenenalter vorhanden sind“, sagt Magnayes Kollegin Carole Ober.
Um diese Hypothese zu untermauern, wollen die Forscher die Kinder asthmatischer Mütter in zukünftigen Studien von Kindesbeinen an begleiten und beobachten, wie sie lebenslang von den entsprechenden epigenetischen Veränderungen betroffen sind. Darüber hinaus arbeitet das Team derzeit daran, mögliche Wechselwirkungen zwischen Mikrobiom, Epigenetik und Asthmaentstehung zu entschlüsseln.
Chance für effektivere Therapien
Epigenetische Veränderungen wurden mit dem sogenannten Typ-2-Asthma in Verbindung gebracht, einer schweren Form von Asthma, die nicht auf eine Standardbehandlung mit Kortikosteroiden anspricht. „Dieser Subtyp von Asthma ist besonders schwierig zu behandeln“, erklärt Ober. „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die zugrunde liegende Ursache eine beeinträchtigte Immunantwort ist, was das Ausbleiben einer therapeutischen Reaktion auf Kortikosteroide erklären könnte.“ Aus Sicht von Ober könnte dies neue Wege für mögliche Therapien eröffnen. Die Standardtherapie zielt darauf ab, überschießende Immunreaktionen zu unterdrücken und somit entzündungshemmend zu wirken. „Bei bestimmten Patienten können Therapien, die das Immunsystem stärken, jedoch wirksamer sein als immunsuppressive Therapien“, sagten die Forscher.
Quelle: Kevin Magnaye (University of Chicago, USA) et al., Proceedings of the National Academy of Sciences, doi: 10.1073 / pnas.2116467119
© wissenschaft.de – Elena Bernard