Stress verändert Verteilung von Nervenzellen im Gehirn bei Ungeborenen

Was passiert in Ungeborenen, wenn ihre Mütter bestimmten Stresssituationen ausgesetzt sind? Dieser Frage sind Forscher des Max-Planck-Instituts für Psychiatrie in München nachgegangen. Dabei untersuchten sie, wie sich Glukokortikoide auf die frühen Phasen der Gehirnentwicklung auswirken.

Glukokortikoide sind Teil der Stressreaktion des Körpers und wichtig für die Entwicklung des Embryos während der Schwangerschaft. Droht eine Frühgeburt, werden daher häufig synthetische Glukokortikoide verschrieben, um die Entwicklung des Embryos zu fördern.

2020 waren zehn Prozent aller Geburten weltweit – also 13 Millionen Neugeborene – Frühgeburten, weshalb Glukokortikoide ein weitverbreitetes Medikament sind. Doch welche Wirkung haben synthetische Glukokortikoide auf die Gehirnentwicklung?

Für ihre Arbeit nutzten die Forscher sogenannte Gehirnorganoide, sprich künstliche Modelle des sich entwickelnden Gehirns, die aus menschlichen Stammzellen gewonnen werden. An ihnen lassen sich die frühesten Phasen der Gehirnentwicklung untersuchen.

Anfällige Nervenzellen

In ihrer Studie haben Leander Dony und ihre Kollegen diese Organoide über einen längeren Zeitraum hinweg synthetischen Glukokortikoiden ausgesetzt. So konnten die Forscher eine hohe Belastung während der frühen Schwangerschaft simulieren und im Anschluss mit normalen Werten vergleichen.

Besonders auffällig war eine veränderte Verteilung verschiedener Nervenzelltypen. So war in den behandelten Organoiden der Anteil hemmender Nervenzellen höher und der Anteil erregender Neuronen niedriger. Erregende Neuronen sorgen dafür, dass die nächstliegende Nervenzelle reagiert und ein Signal weitergibt. Hemmende Neuronen hingegen verringern die Wahrscheinlichkeit, dass die nächste Nervenzelle reagiert und verlangsamen somit ein Signal.

Diese Ergebnisse zeigen, dass das menschliche Gehirn in den frühen Entwicklungsstadien sehr formbar und anfällig für äußere Einflüsse ist, noch mehr als bisher gedacht“, erklärte Dony.

Schon länger ist bekannt, dass ein Ungleichgewicht der Neuronen-Typen mit psychiatrischen und neurologischen Erkrankungen verbunden ist. Diese Studie zeigt nun erstmalig, dass Umwelteinflüsse den gleichen Effekt haben können. Was das genau für das Krankheitsrisiko bedeutet, wollen die Forscher künftig weiter erforschen.

Die Studie erschien am 14. Februar 2025 in der Fachzeitschrift „Science Advances“.