Ein wichtiger Risikofaktor für Asthma ist, dass die eigene Mutter ebenfalls an Asthma leidet. Die zugrundeliegenden Mechanismen waren allerdings unklar. Eine neue Studie zeigt nun, dass erwachsene Asthmapatienten, deren Mutter ebenfalls Asthma hatte, spezifische epigenetische Muster auf der DNA aufweisen, die bei Asthmatikern mit gesunden Müttern nicht zu finden sind. Die Veränderungen betreffen insbesondere bestimmte Immun-Signalwege. Die Forscher gehen davon aus, dass wahrscheinlich schon während der Schwangerschaft bestimmte epigenetische Muster geprägt werden, die später zu Asthma führen können.

Die Grundlagen unseres Aussehens, unserer Fähigkeiten und unseres Charakters sind in unseren Genen codiert. Welche Gene jedoch in welchem Maße abgelesen werden, wird durch sogenannte epigenetische Modifikationen reguliert. Beeinflusst durch Umweltfaktoren werden bestimmte Moleküle an die DNA angehängt, die dafür sorgen, dass manche Gene verstärkt abgelesen werden, während andere stillgelegt werden. Eine der wichtigsten epigenetischen Modifikationen ist die sogenannte Methylierung. Methylgruppen aus einem Kohlenstoffatom und drei Wasserstoffatomen binden dabei an bestimmte Stellen der DNA und verhindern, dass das nachfolgende Gen abgelesen wird.

Epigenetische Unterschiede

Ein Team um Kevin Magnaye von der University of Chicago hat nun das Methylierungsmuster der DNA von Asthmapatienten untersucht, um herauszufinden, welche Rolle epigenetische Veränderungen bei der Entstehung dieser weit verbreiteten Atemwegserkrankung spielen. Da bereits bekannt war, dass eine Asthmaerkrankung der Mutter ein bedeutender Risikofaktor ist, verglichen die Forscher Asthmapatienten mit asthmaerkrankter Mutter mit Asthmapatienten, deren Mutter kein Asthma hatte, sowie mit gesunden Probanden. Als Untersuchungsmaterial dienten Epithelzellen der unteren Atemwege der Probanden.

Tatsächlich stellten die Forscher deutliche Unterschiede zwischen den Probandengruppen fest: „Die Methylierungsmuster bei denjenigen mit asthmatischen Müttern waren mit einer verminderten Expression von Genen verbunden, die zu Signalwegen des Immunsystems gehören“, berichtet Magnaye. Die Signalwege, die bei den Asthmapatienten mit asthmatischen Müttern unterdrückt wurden, werden mit einer gestörten T-Zell-Signalübertragung in Verbindung gebracht. T-Zellen sind Teil des adaptiven Immunsystems und unter anderem an der Immunantwort auf Viren und Bakterien beteiligt. Das legt nahe, dass die Veränderungen am Erbgut etwas mit dem durch eine Deregulation des Immunsystems gekennzeichneten Asthma zu tun haben.

Veränderungen schon im Mutterleib?

Die Ergebnisse zu den Methylierungsmustern bestätigten sich in einer weiteren Studie, bei der Epithelzellen aus den Atemwegen von Kindern mit Asthma untersucht wurden. Die Forscher vermuten deshalb, dass die entsprechenden epigenetischen Veränderungen nicht erst im Laufe des Lebens entstehen, sondern bereits während der Schwangerschaft durch die Umgebung des Fötus im Uterus einer Asthmapatientin festgelegt werden. „Die Tatsache, dass sich die Ergebnisse in einer separaten Kinderkohorte wiederholten, unterstützt die Annahme, dass diese Veränderungen lange vor dem Erwachsenenalter vorhanden sind“, so Magnayes Kollegin Carole Ober.

Um diese Hypothese zu erhärten, wollen die Forscher in zukünftigen Studien Kinder von asthmakranken Müttern bereits ab dem Säuglingsalter begleiten und nachverfolgen, wie sich entsprechende epigenetische Veränderungen im Laufe des Lebens auswirken. Zudem arbeitet das Team derzeit daran, mögliche Wechselwirkungen zwischen dem Mikrobiom, der Epigenetik und der Entwicklung von Asthma zu entschlüsseln.

Chance auf wirksamere Therapien

Die epigenetischen Veränderungen waren mit sogenanntem Typ 2-Asthma assoziiert, einer schweren Form von Asthma, die nicht auf die Standardbehandlung mit Kortikosteroiden anspricht. „Diese Unterart von Asthma ist besonders schwer zu behandeln“, erklärt Ober. „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die zugrundeliegende Ursache auf eine gestörte Immunreaktion zurückzuführen ist, was möglicherweise das fehlende therapeutische Ansprechen auf Kortikosteroide erklärt.“ Aus Sicht von Ober könnten sich daraus neue Wege für mögliche Therapien ergeben. Die Standardtherapie zielt darauf, überschießende Immunreaktionen zu unterdrücken und so entzündungshemmend zu wirken. „Bei bestimmten Patienten könnten jedoch immunstärkende Therapien wirksamer sein als immunsuppressive Therapien“, so 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