Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Rauchen beeinflusst molekulare Mechanismen und damit das kindliche Immunsystem

07.10.2013
Dem Leipziger Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung ist es gelungen, neue Erkenntnisse über den Einfluss von Tabakrauch auf das ungeborene Kind zu gewinnen.

Erstmals konnte bei rauchenden Schwangeren und deren Kindern gezeigt werden, wie Tabakrauch auf molekularer Ebene die Entwicklung des humanen Immunsystems beeinflusst. Im Fokus standen dabei kurze Abschnitte der RNA, sog. microRNA, die im komplexen Netzwerk der Genregulation eine wichtige Rolle spielen.

Der Zusammenhang zwischen den Umweltbedingungen während der Schwangerschaft und dem Allergierisiko bei Neugeborenen ist seit längerem ein wichtiges Thema des Leipziger Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ). Im Rahmen der Langzeitstudie LINA haben sich die Leipziger Umweltimmunologen nun aktuell mit dem Faktor Tabakrauch beschäftigt.

Im Vordergrund stand, dessen Einfluss auf die Entwicklung des Immunsystems beim Kind aufzudecken – und zwar auf molekularer Ebene. Im Ergebnis, aktuell veröffentlicht im "Journal of Allergy and Clinical Immonology", steht fest: "Erstmals konnten wir den Effekt einer vorgeburtlichen Umweltbelastung auf die Regulation von microRNA beschreiben", sagt Dr. Gunda Herberth, eine der beteiligten Wissenschaftlerinnen.

Frühere Studien belegen, dass Rauchen das ungeborene Kind schädigen kann: Neugeborene weisen ein geringes Geburtsgewicht und eine eingeschränkte Lungenfunktion auf; im weiteren Lebensverlauf können u.a. Atemwegsinfekte, Diabetes Typ II, Asthma oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen hinzukommen.

Doch welche molekularen Mechanismen und Prozesse derartigen Entwicklungseinschränkungen und -störungen zugrunde liegen, war bislang ein weißer Fleck in der Forschung.

Aus diesem Grund haben sich Dr. Gunda Herberth und Dr. Irina Lehmann vom UFZ dem relativ jungen Forschungsgebiet der microRNA zugewandt. Seit Anfang der 1990er Jahre sind diese Zellbestandteile in den Fokus der Molekular- und Zellbiologie gerückt. Beim Menschen sind inzwischen mehr als 1.200 verschiedene dieser kurzen RNA-Moleküle benannt, von denen ein Teil bei der Regulation der Immunantwort eine wichtige Funktion übernimmt.

Unter anderem beeinflussen sie maßgeblich die Differenzierung der regulatorischen T-Zellen (Treg-Zellen), die wiederum eine überschießende Aktivierung des Immunsystems bis hin zu Autoimmunerkrankungen verhindern. Gibt es zu wenige dieser Treg-Zellen oder ist ihre Funktion gestört, mindert dies die Fähigkeit des Immunsystems zur Selbstregulation. Allergische Erkrankungen können die Folge sein.

Für den Zusammenhang zwischen vorgeburtlichem Rauchen einerseits und Allergierisiko der Kinder andererseits haben die Leipziger Wissenschaftlerinnen die microRNA-223, microRNA-155 und regulatorische T-Zellen untersucht – und dies sowohl im Blut der Schwangeren (36. Schwangerschaftswoche) als auch im Nabelschnurblut der Kinder (bei Geburt). Parallel wurden Fragebögen erhoben und der Urin der Schwangeren untersucht, um die Belastung durch Tabakrauch bzw. durch die flüchtigen organischen Verbindungen, die durch Rauchen entstehen, exakt zu belegen. Aus dem Kreis der LINA-Studienteilnehmer wurden für diese Untersuchungen 315 Mütter, von denen 6,6 Prozent Raucherinnen waren, und 441 Kinder herangezogen.

Die Fokussierung auf die microRNA-223 und -155 erfolgte, weil deren Rolle in der Regulation der T-Zellen bereits belegt war. "Unser Interesse galt nun der Frage", erläutert Dr. Gunda Herberth, "ob diese microRNAs einen Link zwischen Rauchbelastung, regulatorischen T-Zellen und Allergierisiko darstellt."

Im Detail ergaben die Messungen der Konzentration dieser microRNAs sowie der Anzahl regulatorischer T-Zellen im Blut der Schwangeren und im Nabelschnurblut, dass eine hohe Belastung mit tabakrauchassoziierten flüchtigen organischen Verbindungen mit hohen Werten für microRNA-223 einhergeht. Parallel wurde festgestellt, dass erhöhte Werte für microRNA-223 im Nabelschnurblut der Kinder mit einer geringeren Anzahl an regulatorischen T-Zellen korrelieren.

Schließlich konnte gezeigt werden, dass eine niedrige Anzahl an Treg-Zellen im Nabelschnurblut ein Indiz dafür ist, dass die betreffenden Kinder bis zum dritten Lebensjahr eher eine Allergie entwickeln als die Kinder mit normalen Werten für microRNA-223 und Treg-Zellen. Die Wahrscheinlichkeit, an einer Neurodermitis zu erkranken, ist für diese Kinder zwei Mal höher.

„Nachdem wir in unserer LINA-Studie früher bereits den Einfluss des mütterlichen Rauchens auf die Anzahl der regulatorischen T-Zellen im Nabelschnurblut zeigen konnten, dringt die aktuelle epidemiologische Untersuchung noch eine Stufe tiefer in die molekularen Prozesse ein“, resümieren Dr. Gunda Herberth und Dr. Irina Lehmann. "Jetzt", so führen die Leipziger Umweltimmunologinnen aus, "wissen wir mehr über die molekulare Prozesse, die eine Rauchbelastung während der Schwangerschaft auslöst." Damit ist erstmals der Effekt einer pränatalen Umweltbelastung auf die Regulation von microRNA beschrieben. In diesem Sinne öffnet die aktuelle Helmholtz-Studie den Weg für weitere Forschungen zur Rolle von microRNA für die Reaktion des humanen Immunsystems auf Umweltschadstoffe. Daniela Weber

Publikation:
Gunda Herberth, Mario Bauer, Michaela Gasch, Denise Hinz, Stefan Röder, Sven Olek, Tibor Kohajda, Ulrike Rolle-Kampczyk, Martin von Bergen, Ulrich Sack, Michael Borte, Irina Lehmann: Maternal and cord blood miR-223 expression associates with prenatal tobacco smoke exposure and low regulatory T-cell numbers. Journal of Allergy and Clinical Immonology 2013 Aug 23. doi:pii: S0091-6749(13)01052-X. 10.1016/j.jaci.2013.06.036. [Epub ahead of print]

J Allergy Clin Immunol. 2013 Aug 23. pii: S0091-6749(13)01052-X. doi: 10.1016/j.jaci.2013.06.036.

Weitere Links:
LiNA study (Lebensstil und Umweltfaktoren und deren Einfluss auf das Neugeborenen- Allergierisiko

http://www.ufz.de/index.php?de=10309

Weitere Informationen:
Dr. Gunda Herberth; Dr. Irina Lehmann
Helmholtz Zentrum für Umweltforschung (UFZ)
Tel: +49 341-235-1547, -1216, -1265
http://www.ufz.de/index.php?de=4384
oder über
Tilo Arnhold, Susanne Hufe (UFZ-Pressestelle)
Telefon: 0341-235-1635, -1630
http://www.ufz.de/index.php?de=640
Im Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) erforschen Wissenschaftler die Ursachen und Folgen der weit reichenden Veränderungen der Umwelt. Sie befassen sich mit Wasserressourcen, biologischer Vielfalt, den Folgen des Klimawandels und Anpassungsmöglichkeiten, Umwelt- und Biotechnologien, Bioenergie, dem Verhalten von Chemikalien in der Umwelt, ihrer Wirkung auf die Gesundheit, Modellierung und sozialwissenschaftlichen Fragestellungen. Ihr Leitmotiv: Unsere Forschung dient der nachhaltigen Nutzung natürlicher Ressourcen und hilft, diese Lebensgrundlagen unter dem Einfluss des globalen Wandels langfristig zu sichern. Das UFZ beschäftigt an den Standorten Leipzig, Halle und Magdeburg mehr als 1.100 Mitarbeiter. Es wird vom Bund sowie von Sachsen und Sachsen-Anhalt finanziert.

http://www.ufz.de/

Die Helmholtz-Gemeinschaft leistet Beiträge zur Lösung großer und drängender Fragen von Gesellschaft, Wissenschaft und Wirtschaft durch wissenschaftliche Spitzenleistungen in sechs Forschungsbereichen: Energie, Erde und Umwelt, Gesundheit, Schlüsseltechnologien, Struktur der Materie sowie Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr. Die Helmholtz-Gemeinschaft ist mit 35.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in 18 Forschungszentren und einem Jahresbudget von rund 3,8 Milliarden Euro die größte Wissenschaftsorganisation Deutschlands. Ihre Arbeit steht in der Tradition des großen Naturforschers Hermann von Helmholtz (1821-1894). http://www.helmholtz.de/

Tilo Arnhold | UFZ News
Weitere Informationen:
http://www.ufz.de/index.php?de=640

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Mit 3D-Zellkulturen gegen Krebsresistenzen
11.12.2017 | Universität Bern

nachricht Kommunikation ist alles – auch im Immunsystem
28.11.2017 | Universitätsklinikum Magdeburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Im Focus: Scientists channel graphene to understand filtration and ion transport into cells

Tiny pores at a cell's entryway act as miniature bouncers, letting in some electrically charged atoms--ions--but blocking others. Operating as exquisitely sensitive filters, these "ion channels" play a critical role in biological functions such as muscle contraction and the firing of brain cells.

To rapidly transport the right ions through the cell membrane, the tiny channels rely on a complex interplay between the ions and surrounding molecules,...

Im Focus: Stabile Quantenbits

Physiker aus Konstanz, Princeton und Maryland schaffen ein stabiles Quantengatter als Grundelement für den Quantencomputer

Meilenstein auf dem Weg zum Quantencomputer: Wissenschaftler der Universität Konstanz, der Princeton University sowie der University of Maryland entwickeln ein...

Im Focus: Realer Versuch statt virtuellem Experiment: Erfolgreiche Prüfung von Nanodrähten

Mit neuartigen Experimenten enträtseln Forscher des Helmholtz-Zentrums Geesthacht und der Technischen Universität Hamburg, warum winzige Metallstrukturen extrem fest sind

Ultraleichte und zugleich extrem feste Werkstoffe – poröse Nanomaterialien aus Metall versprechen hochinteressante Anwendungen unter anderem für künftige...

Im Focus: Geburtshelfer und Wegweiser für Photonen

Gezielt Photonen erzeugen und ihren Weg kontrollieren: Das sollte mit einem neuen Design gelingen, das Würzburger Physiker für optische Antennen erarbeitet haben.

Atome und Moleküle können dazu gebracht werden, Lichtteilchen (Photonen) auszusenden. Dieser Vorgang verläuft aber ohne äußeren Eingriff ineffizient und...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

Hohe Heilungschancen bei Lymphomen im Kindesalter

07.12.2017 | Veranstaltungen

Der Roboter im Pflegeheim – bald Wirklichkeit?

05.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Goldmedaille für die praktischen Ergebnisse der Forschungsarbeit bei Nutricard

11.12.2017 | Unternehmensmeldung

Nachwuchs knackt Nüsse - Azubis der Friedhelm Loh Group für Projekte prämiert

11.12.2017 | Unternehmensmeldung

Mit 3D-Zellkulturen gegen Krebsresistenzen

11.12.2017 | Medizin Gesundheit