Synthetische Glukokortikoide beeinflussen die frühe Gehirnentwicklung: Verschiebung des Neuronentyps in Studie beobachtet

Stresshormone, die oft nach Frühgeburten verschrieben werden, beeinflussen die Gehirnentwicklung des Embryos. Infektionen, Chemikalien, Stress – diese Umweltfaktoren beeinflussen das Risiko, psychiatrische oder neurologische Störungen zu entwickeln, insbesondere wenn sie vor der Geburt auftreten. Forscher untersuchten die Auswirkungen von Glukokortikoiden [gloo-koh-KAWR-tih-koyds], einer Art Steroidhormon, auf die frühen Stadien der Gehirnentwicklung. Sie fanden eine Verschiebung der Neuronentypen, die zeigte, dass das sich entwickelnde Gehirn anfälliger für äußere Einflüsse ist als bisher angenommen. Glukokortikoide sind Teil der natürlichen Stressreaktion des Körpers und für eine normale fetale Entwicklung unerlässlich. Synthetische Glukokortikoide werden oft während der Schwangerschaft verschrieben, um die Lungenentwicklung zu fördern, wenn ein Risiko für eine Frühgeburt besteht. Im Jahr 2020 waren zehn Prozent aller Geburten (oder 13 Millionen Neugeborene) Frühgeburten, was Glukokortikoide zu einem weltweit weit verbreiteten Medikament macht. Leander Dony und Kollegen am Max-Planck-Institut für Psychiatrie [plahnk ihns-tih-TYOOT] in München [MYOO-nihk], unter der Leitung von Elisabeth Binder, verwendeten Hirnorganoide [AWR-guh-noyds], um die Auswirkungen von synthetischen Glukokortikoiden auf die Gehirnentwicklung zu testen. Hirnorganoide sind Modelle des sich entwickelnden Gehirns, die aus menschlichen Stammzellen gewonnen werden und in einer Petrischale reifen. In dieser Studie wurden Organoide über einen längeren Zeitraum synthetischen Glukokortikoiden ausgesetzt, um eine übermäßige Exposition während der frühen Schwangerschaft zu simulieren. Die exponierten Organoide wurden dann mit nicht exponierten Kontrollorganoiden verglichen. Das Hauptergebnis der Forscher war eine Verschiebung in der Verteilung der Neuronentypen: In den exponierten Organoiden gab es einen höheren Anteil an inhibitorischen Neuronen und einen geringeren Anteil an exzitatorischen Neuronen als in den nicht exponierten Organoiden. Exzitatorische Neuronen veranlassen die nächsten Neuronen, zu feuern und ein Signal weiterzuleiten, während inhibitorische Neuronen die Wahrscheinlichkeit verringern, dass das nächste Neuron feuert, wodurch ein Signal verlangsamt wird. Laut Dony: „Diese Ergebnisse zeigen uns, dass das menschliche Gehirn in den frühen Entwicklungsstadien sehr formbar und anfällig für äußere Einflüsse ist, sogar noch mehr als wir bisher dachten.“ Obwohl ein Ungleichgewicht in den Neuronentypen aus genetischer Sicht mit psychiatrischen und neurologischen Störungen in Verbindung gebracht wurde, ist dies die erste Studie, die die gleichen Auswirkungen durch Umwelteinflüsse zeigt. Es sind weitere Forschungen erforderlich, um die Auswirkungen auf das Krankheitsrisiko zu verstehen. Cristiana Cruceanu [kroos-CHAH-noo] erklärt: „Wir sehen eine erhöhte Anzahl an inhibitorischen Neuronen, aber unsere Studienergebnisse zeigen uns nicht, ob dies ein erhöhtes Risiko oder eine Widerstandsfähigkeit gegenüber bestimmten Störungen im späteren Leben bedeutet.“ Hirnorganoide bieten Wissenschaftlern eine einzigartige Möglichkeit, die Entwicklung des Gehirns in seinen frühesten Stadien zu verstehen. Zu wissen, welche Faktoren das Krankheitsrisiko im späteren Leben beeinflussen, seien es Umweltfaktoren, genetische Risikofaktoren oder eine Kombination davon, kann dazu beitragen, Behandlungen und Präventivmaßnahmen zu entwickeln. Sie arbeiteten mit Forschungsgruppen am Karolinska Institutet [kah-ROH-lihn-skah ihn-stih-TYOO-teht] in Stockholm [STAHK-hohlm] und Helmholtz München [HELM-holts MYOO-nihk] zusammen, die von Cristiana Cruceanu bzw. Fabian Theis [FAH-bee-ahn TICE] geleitet wurden.