Fetale Programmierung der Entwicklung des Mikrobioms und Konsequenzen für die Gehirnentwicklung

• Antragstellerinnen: Professorin Claudia Buß, Ph.D.; Professorin Dr. Sofia Forslund-Startceva
• Fachliche Zuordnung: Biologische Psychologie und Kognitive Neurowissenschaften ; Persönlichkeitspsychologie, Klinische und Medizinische Psychologie, Methoden
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 513319150

Krankheitsvulnerabilität wird durch das Zusammenspiel von genetischer Ausstattung und Umweltbedingungen, wie mütterlichem Stress während des intrauterinen und frühen postnatalen Lebens bestimmt (frühe Programmierung von Gesundheit und Krankheit). Das Gehirn stellt aufgrund seiner lang andauernden prä- und postnatalen Entwicklung ein wichtiges Zielorgan für frühe Umwelteinflüsse dar. Insbesondere Veränderungen in stressbedingten mütterlich-plazentar-fetalen (MPF) biologischen Prozessen scheinen eine Schlüsselrolle bei der Veränderung der Gehirnentwicklung der Nachkommen zu spielen. Ein potenzieller Mediator dieses Zusammenhangs ist das Darmmikrobiom, das aufgrund seiner wechselseitigen Interaktion mit dem Gehirn über die Darm-Hirn-Achse mit somatischen und psychiatrischen Störungen in Verbindung gebracht wird. Es ist zwar bekannt, dass sich das Mikrobiom erst postnatal entwickelt, doch die Strukturen (z. B. der Magen-Darm-Trakt), die später die Mikrobiom-"Nische" bilden, werden bereits pränatal angelegt, und Variationen in der Integrität des Darms können durch Umweltbedingungen während der Schwangerschaft (z. B. mütterlicher Stress) beeinflusst werden. Dies wird wahrscheinlich durch Variationen in der endokrinen, immunologischen und metabolischen Biologie des MPF-Systems vermittelt, die in dieser Studie durch einen „allostatic load index“ repräsentiert wird. Das übergeordnete Ziel dieses Projekts besteht darin, den Zusammenhang zwischen mütterlichem chronischen biologischen Stress (allostatic load) während der Schwangerschaft und der Reifung des Mikrobioms sowie der Gehirnentwicklung im frühen Leben zu untersuchen. Um dieses Ziel zu erreichen, wollen wir zunächst ein Modell für die Reifung des menschlichen Darmmikrobioms (einen "Mikrobiom-Altersindex") auf der Grundlage bestehender Datensätze erstellen und dieses Modell nutzen, um die Rolle von mütterlichem chronischen biologischen Stress während der Schwangerschaft für die Entwicklung der Darmmikrobiota der Nachkommen zu charakterisieren sowie den Zusammenhang zwischen der Entwicklung der Darmmikrobiota der Nachkommen und der Gehirnentwicklung von der Geburt bis zum Alter von vier Jahren zu charakterisieren. Anschließend planen wir, die Rolle des Darmmikrobioms als Vermittler des Zusammenhangs zwischen mütterlichem chronischen biologischen Stress während der Schwangerschaft und der Gehirnentwicklung zu untersuchen und die beobachteten Zusammenhänge in zwei externen amerikanischen Kohorten zu validieren. Wir haben die Möglichkeit, diese Ziele in einer bestehenden Kohorte von schwangeren Frauen und ihren Föten/Kindern zu verfolgen, die von der frühen Schwangerschaft bis zum Alter von 24 Monaten beobachtet wurden. Wir planen, diese Studie zu erweitern und eine Finanzierung zu beantragen, um einen weiteren Zeitpunkt für die Datenerfassung im Alter von 48 Monaten hinzuzufügen, einem Entwicklungszeitpunkt, bei dem angenommen wird, dass sich das Mikrobiom stabilisiert hat.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen