Programmierende Effekte von mütterlichem Stress während der Laktation: Untersuchung neuroendokriner, ethologischer und immunologischer Auswirkungen frühkindlicher Belastungen in einem Schweinemodell

• Antragstellerinnen: Professorin Dr. Ulrike Gimsa; Liza Moscovice, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Tierzucht, Tierernährung, Tierhaltung ; Allgemeine, Kognitive und Mathematische Psychologie ; Entwicklungsneurobiologie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 447979970

Frühkindliche Belastungen beim Menschen, wie chronischer Stress oder Vernachlässigung, können die Kindersterblichkeit und das Risiko für eine Reihe von gesundheitlichen Problemen im Erwachsenenalter erhöhen. Ziel dieses Projekts ist die Einführung eines Schweinemodells zur Untersuchung programmierender Effekte von mütterlichem Stress während der Laktation und ihrer neuroendokrinen, ethologischen und immunologischen Auswirkungen auf den Nachwuchs. Dazu werden Sauen und ihr Nachwuchs während der Laktationszeit unabhängig voneinander starkem oder geringem Stress ausgesetzt. Als Modell für starken maternalen Stress werden wir Sauen wiederholt das HPA-Achsen-stimulierende Adrenocorticotrope Hormon (ACTH) injizieren, während Kontrollsauen Kochsalzlösung erhalten. Wir werden untersuchen, wie programmierende Effekte über Veränderungen in der Milchzusammensetzung oder im mütterlichen Verhalten auf die Nachkommen übertragen werden. Die Ferkel werden zusätzlich allein (hohe Stressbedingung) oder mit sozialer Unterstützung durch Wurfgeschwister (niedrige Stressbedingung) einer kurzzeitigen Trennung von der Mutter unterzogen. Anschließend wird das Verhalten der Ferkel während der Wiederbegegnung mit der Mutter erfasst. In Blutproben werden wir die Cortisol-Freisetzung als Indikator für Stress, das Neuropeptidhormon Oxytocin (OXT), das Stresseffekte abmildern kann, und Veränderungen in der Immunzellzusammensetzung sowie in vitro- Immunreaktionen auf bakterielle Zellwandbestandteile messen. Ein Teil der Ferkel wird im Anschluss an die maternale Separation getötet, um die Auswirkungen der frühen mütterlichen Umgebung und der sozialen Unterstützung auf die Genexpression von Cortisolrezeptoren, Oxytocin und seinen Rezeptoren sowie anderer regulierender Moleküle zu untersuchen. Die übrigen Ferkel werden in gemischten Gruppen aus Nachkommen von gestressten und Kontrollsauen abgesetzt. Wir werden ethologische und physiologische Reaktionen der Nachkommen auf Stressoren im späteren Leben erfassen, indem wir Verhaltensdaten und Speichelproben zur Bestimmung von Cortisol und OXT sammeln werden und kognitive Fähigkeiten der Nachkommen aus den verschiedenen frühkindlichen Umgebungen bestimmen. Darüber hinaus werden die Schweine einmalig mit ACTH behandelt, um die HPA-Achsenreaktivität und deren Einfluss auf Immunreaktionen zu bestimmen. Am Versuchsende wird ein Teil der verbliebenen Schweine getötet, um anhand der oben beschriebenen Genexpression die langfristigen Programmierungseffekte frühkindlicher Belastungen auf die hypothalamische und limbische Gehirnentwicklung zu ermitteln. Zusätzlich zu den translationalen Implikationen für die Identifizierung potenzieller Vermittler von Programmierungseffekten beim Menschen wird unsere Forschung auch gesellschaftliche Auswirkungen haben, indem wir Interventionen identifizieren, die die Ferkelsterblichkeit verringern und das Wohlbefinden von Schweinen in der Tierhaltung verbessern können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen