Verbessertes Verständnis von Feto-Maternaler Immunität

Sprecherin: Prof. Dr. Petra Arck

Feto-maternal immune cross talk: Individual projects
Gesundheitsvor- und -nachteile während der Schwangerschaft

Klinische Forschungsgruppe 296

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Während der Schwangerschaft verändert sich der Körper einer schwangeren Frau sowohl sichtbar wie auch unsichtbar. Zu den "unsichtbaren Veränderungen" zählt, dass das mütterliche Immunsystem eine immunologische Toleranz gegen den Fötus entwickelt. Diese Toleranz ist erforderlich, da der Fötus Marker vom Vater erbt, die auf der Zelloberfläche exprimiert werden. Diese Marker, die sogenannten Antigene, könnten eine Reaktion des mütterlichen Immunsystems im Sinne einer Transplantat-Abstoßung provozieren. Aufgrund der spezifischen Anpassung des mütterlichen Immunsystems während der Schwangerschaft wird eine Abstoßung des Fötus jedoch unterdrückt. Diese Anpassung entsteht aus dem intensiven Dialog von Schwangerschaftshormonen und Immunzellen und trägt zu einem komplikationsfreien Verlauf der Schwangerschaft bis zur Geburt des Kindes bei.

Vorteile
Gesundheitsvorteile
Verbesserung von mütterlichen Autoimmun-Erkrankungen
Nachteile
GESUNDHEITSNACHTEILE
Hohe Anfälligkeit für Infektionen
Nachteile
Gesundheitsnachteile
Hohes Risiko für Immunkrankheiten bei Kindern im späteren Leben

Diese Anpassung an die Schwangerschaft kann weiterhin wesentliche Vorteile für die Gesundheit der Mutter mit sich bringen. So kann sich die Aktivität von vorbestehenden mütterlichen Autoimmun-Erkrankungen verbessern. Autoimmunität bedeutet, dass das Immunsystem gegen Strukturen des eigenen Körpers reagiert, beispielsweise gegen Gewebestrukturen im Gehirn bei Multipler Sklerose (MS). Es gibt derzeit kein Medikament zur Behandlung der MS, welches eine mit der Schwangerschaft vergleichbare Linderung der MS-Symptome bewirkt. Deshalb kann man die Schwangerschaft auch als ein Modell sehen, welches zu einem verbesserten Verständnis der Ursachen und Behandlungsmöglichkeiten bei Autoimmunität beiträgt.

Andererseits sind schwangere Frauen von einem erheblichen gesundheitlichen Nachteil betroffen, da sie eine hohe Anfälligkeit für Infektionen ausweisen, beispielsweise mit dem Grippevirus. Eine Infektion mit dem Grippevirus während der Schwangerschaft kann sehr gefährlich für die Mutter und das ungeborene Kind zu sein.

Auswirkung der Schwangerschaft auf die spätere Gesundheit der Kinder

Neben diesen Vor- bzw. Nachteilen, die eine Schwangerschaft für die Gesundheit der Mütter vermittelt, kann der Ursprung von Erkrankungen im späteren Leben der Kinder auch in der Zeit vor der Geburt liegen. Herausforderungen während der Schwangerschaft, zum Beispiel mütterliche Stressbelastung und Medikamenteneinnahme, können Nachteile für die Gesundheit der Kinder im späteren Leben nach sich ziehen. Diese Nachteile sind beispielweise ein eingeschränkter Impfschutz, ein häufiges Auftreten von Infektionen im frühen Lebensalter oder ein hohes Risiko für chronische Immunkrankheiten wie Allergien und Asthma bei den Kindern im späteren Leben.

Diese Vor- und Nachteile für die Gesundheit von Mutter und Kind, die mit der Schwangerschaft verbunden sind, wurden bislang in Bevölkerungsstudien beobachtet. Konkrete Hinweise, welche Immunzellen oder Hormone diese Vorteile und Nachteile übermitteln, sind noch weitgehend unbekannt. In der Klinischen Forschergruppe 296 haben sich nun Ärzte und Grundlagenforscher aus unterschiedlichen medizinischen Disziplinen zusammengeschlossen, die allesamt an der Medizinischen Fakultät der Universität Hamburg und dem Heinrich-Pette-Institut (einem Leibniz-Institut für Experimentelle Virologie) tätig sind. Insgesamt 21 Gruppenleiter und ihre Teams adressieren nun gemeinsam zwei Ziele. Zuerst wollen wir ermitteln, wie das sorgfältig abgestimmte Gleichgewicht der Immunzellen und Hormone, welches während der mütterlichen Anpassung an die Schwangerschaft aktiviert wird, von Vor- oder Nachteil für die Gesundheit von Müttern ist. Zweitens versuchen wir zu verstehen, wie eine pränatale Stressbelastung oder Medikamenteneinnahme nachteilig für das ungeborene Kindes sein kann und das Risiko für Immunerkrankungen im späteren Leben dieser Kinder erhöht. Um diese Ziele zu adressieren, verwenden wir grundlagenwissenschaftliche Ansätze in Verbindung mit klinischen Studien.

Wir erwarten, dass unsere Ergebnisse die Grundlage für die Entdeckung neuer Biomarker bilden. Dieses Wissen kann helfen, eine "Schwangerschafts-ähnliche“ Immunantwort zur der Behandlung von Patienten mit MS zu entwickeln. Weiterhin wollen wir die Risiken für Schwangere und ihre ungeborenen Kinder reduzieren, an schweren Infektionen zu erkranken. Schließlich wollen wir Leitlinien für die Identifizierung von ungeborenen oder neugeborenen Kindern mit einem hohen Risiko für Immunerkrankungen im späteren Leben entwickeln, um das Risiko dieser Kinder so früh wie möglich zu reduzieren.

Petra Arck
Standort

Campus Forschung N27 , 4. Etage, Raumnummer 04.039

KFO 296 Publikationen

  • 2019
  • 2019
    KFO 296 Publikationen 2019

    Hierweger AM, Engler JB, Friese MA, Reichardt HM, Lydon J, DeMayo F, Mittrücker HW, Arck CP. Progesterone modulates the T cell response via glucocorticoid receptor-dependent pathways. Am J Reprod Immunol. 2019 Jan 2:e13084. doi: 10.1111/aji.13084. [Epub ahead of print]

    Perna-Barrull D, Rodriguez-Fernandez S, Pujol-Autonell I, Gieras A, Ampudia-Carrasco RM, Villalba A, Glau L, Tolosa E, Vives-Pi M. Prenatal betamethasone interferes with immune system development and alters target cells in autoinmune diabetes. Sci. Rep. 2019; 9:1235.

  • KFO 296 Publikationen 2018

    Diemert A, Arck PC. Pregnancy Around the Clock. Trends Mol Med. 2018 Jan;24(1):1-3. doi: 10.1016/j.molmed.2017.11.007. Epub 2017 Dec 5. PMID: 29203370.

    Griesinger G, Tournaye H, Macklon N, Petraglia F, Arck P, Blockeel C, van Amsterdam P, Pexman-Fieth C, Fauser BC. Dydrogesterone: pharmacological profile and mechanism of action as luteal phase support in assisted reproduction. Reprod Biomed Online. 2018 Dec 15. pii: S1472-6483(18)30602-3. doi: 10.1016/j.rbmo.2018.11.017. [Epub ahead of print] Review. PMID: 30595525.

    Lueder Y, Heller K, Ritter C, Keyser KA, Wagner K, Liu X, Messerle M, Stahl FR*, Halle S*, Förster R*. Control of primary mouse cytomegalovirus infection in lung nodular inflammatory foci by cooperation of interferon-gamma expressing CD4 and CD8 T cells. PLoS Pathog. 2018; 14(8):e1007252. doi: 10.1371/journal.ppat.1007252.

    Remus CC, Solano E, Ernst T, Thieme R, Hecher K, Adam G, Arck P. Comparative analysis of high field MRI and histology for ex vivo whole organ imaging: assessment of placental functional morphology in a murine model. MAGMA. 2018 Oct 19. doi: 10.1007/s10334-018-0708-6.

    Remus CC, Kording F, Arck P, Solano E, Sedlacik J, Adam G, Hecher K, Forkert ND. DCE MRI reveals early decreased and later increased placenta perfusion after a stress challenge during pregnancy in a mouse model. Placenta. 2018 May;65:15-19. doi: 10.1016/j.placenta.2018.03.009.

    Schepanski S, Buss C, Hanganu-Opatz IL*, Arck PC*. Prenatal Immune and Endocrine Modulators of Offspring's Brain Development and Cognitive Functions Later in Life. Front. Immunol. 26 September 2018. doi: 10.3389/fimmu.2018.02186.

    Stahl FR, Jung R, Jazbutyte V, Ostermann E, Tödter S, Brixel R, Kemmer A, Halle S, Rose-John S, Messerle M, Arck PC, Brune W, Renné T. Laboratory diagnostics of murine blood for detection of mouse cytomegalovirus (MCMV)-induced hepatitis. Sci Rep. 2018 Oct 4;8(1):14823. doi: 10.1038/s41598-018-33167-7. PMID: 30287927.

    Stanelle-Bertram S, Walendy-Gnirß K, Speiseder T, Thiele S, Asante IA, Dreier C, Kouassi NM, Preuß A, Pilnitz-Stolze G, Müller U, Thanisch S, Richter M, Scharrenberg R, Kraus V, Dörk R, Schau L, Herder V, Gerhauser I, Pfankuche VM, Käufer C, Waltl I, Moraes T, Sellau J, Hoenow S, Schmidt-Chanasit J, Jansen S, Schattling B, Ittrich H, Bartsch U, Renné T, Bartenschlager R, Arck P, Cadar D, Friese MA, Vapalahti O, Lotter H, Benites S, Rolling L, Gabriel M, Baumgärtner W, Morellini F, Hölter SM, Amarie O, Fuchs H, Hrabe de Angelis M, Löscher W, Calderon de Anda F, Gabriel G. Male offspring born to mildly ZIKV-infected mice are at risk of developing neurocognitive disorders in adulthood. Nat Microbiol. 2018 Oct;3(10):1161-1174. doi: 10.1038/s41564-018-0236-1. Epub 2018 Sep 10. PMID: 30202017.

    Zazara DE, Arck PC. Developmental origin and sex-specific risk for infections and immune diseases later in life. Semin Immunopathol. 2018 Oct 8. doi: 10.1007/s00281-018-0713-x. [Epub ahead of print] Review. PMID: 30298432.

    Zazara DE, Perani CV, Solano ME, Arck PC. Prenatal stress challenge impairs fetal lung development and asthma severity sex-specifically in mice. J Reprod Immunol. 2018 Feb;125:100-105. doi: 10.1016/j.jri.2017.07.001.

    *These authors share senior authorship

  • KFO 296 Publikationen 2017

    Bremer L, Goletzke J, Wiessner C, Pagenkemper M, Gehbauer C, Becher H, Tolosa E, Hecher K, Arck PC, Diemert A, Tiegs G. Paracetamol Medication During Pregnancy: Insights on Intake Frequencies, Dosages and Effects on Hematopoietic Stem Cell Populations in Cord Blood From a Longitudinal Prospective Pregnancy Cohort. EBioMedicine. 2017 Dec;26:146-151. doi: 10.1016/j.ebiom.2017.10.023. Epub 2017 Nov 9. PMID: 29129700.

    Diemert A, Goletzke J, Barkmann C, Jung R, Hecher K, Arck P. Maternal progesterone levels are modulated by maternal BMI and predict birth weight sex-specifically in human pregnancies. J Reprod Immunol. 2017 Jun;121:49-55.

    Engels G, Hierweger AM, Hoffmann J, Thieme R, Thiele S, Bertram S, Dreier C, Resa-Infante P, Jacobsen H, Thiele K, Alawi M, Indenbirken D, Grundhoff A, Siebels S, Fischer N, Stojanovska V, Muzzio D, Jensen F, Karimi K, Mittrücker HW, Arck PC, Gabriel G. Pregnancy-Related Immune Adaptation Promotes the Emergence of Highly Virulent H1N1 Influenza Virus Strains in Allogenically Pregnant Mice. Cell Host Microbe. 2017;21(3):321-333.

    Engler JB, Kursawe N, Solano ME, Patas K, Wehrmann S, Heckmann N, Lühder F, Reichardt HM, Arck PC, Gold SM, Friese MA. Glucocorticoid receptor in T cells mediates protection from autoimmunity in pregnancy. Proc Natl Acad Sci U S A. 2017;114(2):E181-E190.

    Goletzke J, Kocalevent RD, Hansen G, Rose M, Becher H, Hecher K, Arck PC, Diemert A. Prenatal stress perception and coping strategies: Insights from a longitudinal prospective pregnancy cohort. J Psychosom Res. 2017 Nov;102:8-14. doi: 10.1016/j.jpsychores.2017.09.002. Epub 2017 Sep 4. PMID: 28992901.

    He J, Liu ZW, Lu YP, Li TY, Liang XJ, Arck PC, Huang SM, Hocher B, Chen YP. A Systematic Review and Meta-Analysis of Influenza A Virus Infection During Pregnancy Associated with an Increased Risk for Stillbirth and Low Birth Weight. Kidney Blood Press Res. 2017;42(2):232-243. doi: 10.1159/000477221. Epub 2017 May 15. Review. PMID: 28514782.

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    Ziegler SM, Beisel C, Sutter K, Griesbeck M, Hildebrandt H, Hagen SH, Dittmer U, Altfeld M. Human pDCs display sex-specific differences in type I interferon subtypes and interferon α/β receptor expression. Eur J Immunol. 2017 Feb;47(2):251-256.

  • KFO 296 Publikationen 2016

    Altfeld M, Bunders M. Impact of HIV-1 infection on the feto-maternal crosstalk and consequences for pregnancy outcome and infant health. Semin Immunpathol. 2016;38(6):727-738.

    Arck PC. Beyond the "take-home baby": pregnancy as a modulator of organ-specific immunity in mother and offspring. Semin Immunpathol. 2016;38(6):631-633.

    Bremer L, Schramm C, Tiegs G. Immunology of hepatic diseases during pregnancy. Semin Immunpathol. 2016;38(6):669-685.

    Diemert A, Lezius S, Pagenkemper M, Hansen G, Drozdowska A, Hecher K, Arck P, Zyriax BC. Maternal nutrition, inadequate gestational weight gain and birth weight: results from a prospective birth cohort. BMC Pregnancy Childbirth. 2016;16:224.

    Diemert A, Hartwig I, Pagenkemper M, Mehnert R, Hansen G, Tolosa E, Hecher K, Arck P. Fetal thymus size in human pregnancies reveals inverse association with regulatory T cell frequencies in cord blood. J Reprod Immunol. 2016;113:76-82.

    Gold SM, Voskuhl RR. Pregnancy and multiple sclerosis: from molecular mechanisms to clinical application. Semin Immunpathol. 2016;38(6):709-718.

    Ramien C, Taenzer A, Lupu A, Heckmann N, Engler JB, Patas K, Friese MA, Gold SM. Sex effects on inflammatory and neurodegenerative processes in multiple sclerosis. Neurosci Biobehav Rev. 2016;67:137-46.

    Solano ME, Holmes MC, Mittelstadt PR, Chapman KE, Tolosa E. Antenatal endogenous and exogenous glucocorticoids and their impact on immune ontogeny and long-term immunity. Semin Immunpathol. 2016;38(6):739-763.

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    Stelzer I, Arck P. Immunity and the Endocrine System. In: Encyclopedia of Immunobiology (Ed. M. Ratcliffe), Elsevier, 1st Edition, 2016; ISBN:9780123742797.

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    van Riel D, Mittrücker HW, Engels G, Klingel K, Markert UR, Gabriel G. Influenza pathogenicity during pregnancy in women and animal models. Semin Immunpathol. 2016;38(6):719-726.

  • KFO 296 Publikationen 2015

    Brune K, Renner B, Tiegs G. Acetaminophen/paracetamol: A history of errors, failures and false decisions. Eur J Pain. 2015;19(7):953-965.

    Hartwig I, Diemert A, Tolosa E, Hecher K, Arck P. Babies Galore; or recent findings and future perspectives of pregnancy cohorts with a focus on immunity. J Reprod Immunol. 2015;108:6-11.

    Karimi K, Keßler T, Thiele K, Ramisch K, Erhardt A, Huebener P, Barikbin R, Arck P, Tiegs G. Prenatal acetaminophen induces liver toxicity in dams, reduces fetal liver stem cells, and increases airway inflammation inadult offspring. J Hepat. 2015;62(5):1085-1091.

    Solano ME, Kowal MK, O'Rourke GE, Horst AK, Modest K, Plösch T, Barikbin R, Remus CC, Berger RG, Jago C, Ho H, Sass G, Parker VJ, Lydon JP, DeMayo FJ, Hecher K, Karimi K, Arck PC. Progesterone and HMOX-1 promote fetal growth by CD8+ T cell modulation. J Clin Invest. 2015;125(4):1726-38.

    Solano ME, Arck PC. Heme oxygenase-1: for better, for worse, in sickness and in health. Oncotarget. 2015;6(17):14733-4.

    Thiele K, Solano ME, Huber S, Flavell RA, Kessler T, Barikbin R, Jung R, Karimi K, Tiegs G, Arck PC. Prenatal acetaminophen affects maternal immune and endocrine adaptation to pregnancy, induces placental damage, and impairs fetal development in mice. Am J Pathol. 2015;185(10):2805-18.

  • TV
  • TV
    WDR | Quarks & Co
    WDR | Quarks & Co
    02. Februar 2016

    WANN ÜBERTRÄGT SICH STRESS AUF DAS UNGEBORENE?
    Psychosomatik der Schwangerschaft
    Autor: Georg Wieghaus


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    3sat | nano
    3sat | nano
    17. November 2014

    RISIKO FÜR EMBRYOS
    Ärzte raten Schwangeren von Paracetamol ab
    Bericht: Jana Garve



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    WDR | Quarks & Caspers
    WDR | Quarks & Caspers
    11. Juni 2013

    STRESS IM MUTTERLEIB
    Wie Hormone das Ungeborene beeinflussen

    Autorin: Johanna Bayer



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