In der Schwangerschaft und Stillzeit verändert sich der weibliche Körper in vielerlei Hinsicht. So werden verschiedene Organe wie die Brust oder auch das Immunsystem angepasst, um die Gesundheit von Mutter und Kind zu gewährleisten – das geschieht im Laufe der Evolution bei allen Säugetieren. Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Josef Penninger und Masahiro Onji berichtet nun über seine überraschende Entdeckung, dass sich während der Schwangerschaft und Stillzeit auch der Darm massiv verändert. Dabei kommt es zu einer annähernden Verdoppelung der Darmoberfläche und einer auffälligen strukturellen Umgestaltung. Die Studie wird in "Nature" veröffentlicht.
Die Untersuchungen wurden an gentechnisch veränderten Mäusen und Darmorganoiden von Mäusen und Menschen durchgeführt. Auf mechanistischer Ebene identifizierten die Forscher das RANK-Rezeptor/RANK-Ligand-System (RANK/RANKL) als Schlüssel zur Vergrößerung der Dünndarmzotten während der Fortpflanzung, die durch Sexual- und Milchbildungshormone gesteuert wird. Die Hormone geben der Darmzelle ein Signal, damit sie wachsen. Bei Mäusen, denen das RANK/RANKL-System im Darm fehlt, war die Zottenvergrößerung während der Schwangerschaft und Stillzeit erheblich beeinträchtigt.
Das RANK/RANKL-System als wichtiger Motor essenzieller Prozesse, die im Lauf der Evolution erhalten wurden, wird seit Jahrzehnten wissenschaftlich untersucht. Die Penninger-Gruppe hat bereits Schlüsselfunktionen dieses Systems beim Knochenstoffwechsel, in der Biologie der Brustdrüse, bei Brustkrebs und bei der Immuntoleranz in der Schwangerschaft identifiziert. Dies trug zur Entwicklung von Medikamenten gegen Knochenschwund (Osteoporose) bei, die von Millionen von Menschen eingesetzt werden, sowie zu klinischen Versuchen zu Brustkrebsprävention und Krebsimmuntherapien.
In ihrer jüngsten Studie entdeckten die Forscher nun, dass die RANK-RANKL-bedingten Veränderungen des Darms, die nach Beendigung des Stillens offenbar vollständig reversibel sind, für die Ernährung des Babys wichtig sind. Fehlt das RANK/RANKL-System während der Schwangerschaft, verändert das die Muttermilch. Dies führt zu einem geringeren Gewicht der Babys und zu langfristigen, generationenübergreifenden Stoffwechselfolgen.
Dass schwangere Frauen einen erhöhten Nährstoffbedarf haben, war zwar bekannt, ausreichend wissenschaftlich untersucht wurde dieser grundlegende Aspekt bisher jedoch nicht: "Indem wir das RANK/RANKL-System als Motor der Anpassung des Darms während der Schwangerschaft, und Stillzeit identifiziert haben, trägt unsere Studie zu einem tieferen Verständnis biologischer Prozesse bei, die für die Evolution von grundlegender Bedeutung sind", fasst Josef Penninger die Bedeutung der Ergebnisse zusammen.
