Umweltfaktoren während Schwangerschaft beeinflussen auch unsere Gene

Am 12. November 2014 war der renommierte Humangenetiker Professor Dr. Thomas Haaf von der Universität Würzburg in der Vortragsreihe „Science Lunch“ am IFB zu Gast.

Menschlicher Embryo in der neunetn bis zehnten Schwangerschaftswoche (Foto: cc flickr lunar caustic)

Haafs Spezialgebiet ist die Epigenetik, d. h. er untersucht Veränderungen an den Genen aufgrund von Umwelteinflüssen und deren Vererbbarkeit. Die epigenetischen Einflüsse auf die Gene gehen nicht mit einer Veränderung der Gensequenz ein. Die Science Lunch-Vorträge des IFB bieten Nachwuchs- und etablierten Forschern, Doktoranden und interessierten Gästen aus medizinischen Berufen die Möglichkeit, sich während der Mittagspause über wissenschaftliche Themen im Bereich Adipositas auszutauschen.

Prof. Dr. Thomas Haaf, Universität Würzburg (Foto: IFB Adipositas)

Professor Haaf ist seit 2009 Professor für Humangenetik an der Universität Würzburg. Er untersucht, inwiefern durch Umwelteinflüsse Gene im Menschen beeinflusst und ob diese Veränderungen vererbt werden können. Haaf nannte in diesem Zusammenhang u. a. die sogenannte Barker-Hypothese. Der britische Epidemiologe David J. Barker stellte in den 80-er Jahren fest, dass Kinder mit einem niedrigen Geburtsgewicht überdurchschnittlich häufig später als Erwachsene an Herz-Kreislauf-Erkrankungen leiden. Daraus leitete er ab, dass Neugeborene, die im Uterus einer ungünstigen Umwelt ausgesetzt waren, ein höheres Risiko für spätere Folgeerkrankungen entwickeln. Es gibt auch einen Zusammenhang zwischen der Ernährungssituation der Mutter und dem späteren Gewicht des Kindes. So ist z. B. in Schwellenländern zu beobachten, dass Kinder unterernährter Mütter vermehrt zu Übergewicht und Adipositas neigen, wenn die Lebenssituation sich verbessert hat. In den Industrieländern ist allerdings auch ein erhöhtes Gewicht der Mutter vor der Schwangerschaft assoziiert mit späterem Übergewicht beim Kind.

Nicht nur die Umweltfaktoren während der Schwangerschaft haben also einen Einfluss auf die spätere Entwicklung, sondern auch die generelle Lebensweise der Eltern schon vor der Schwangerschaft. Die Frage, die Haaf bewegt, ist wie diese sehr frühen Ereignisse im Leben viele Jahre später die Gesundheit beeinflussen können. Eine Antwort darauf geben epigenetische Prozesse. Durch chemische Veränderungen der Erbsubstanz, die keine Mutationen sind, wird die Wirkung bestimmter Gene und damit auch die von Stoffwechselprozessen beeinflusst.

Dabei spielt insbesondere biochemische Modifikationen an den Genen (z. B. die DNA-Methylierung) eine große Rolle. Durch die im Körper natürlich vorkommenden chemischen Einflüsse der Methylierung wird z. B. die Funktion eines Genes „abgeschaltet“ oder vermindert. Experten gehen davon aus, dass bei übergewichtigen Menschen die Gene anders methyliert werden und bestimmte Genaktivitäten nur eingeschränkt von statten gehen. Im Kontext seiner Forschungsarbeit konnte Haaf nachweisen, dass diese Veränderungen mit den Keimzellen an die nächste Generation weitergegeben und bei den Nachfahren Konsequenzen hervorrufen könnten. Neben solchen durch Umwelteinflüsse hervorgerufenen epigenetischen Veränderungen sind aber auch krankmachende Einflüsse auf die Gene möglich, die durch Programmierungsfehler bei der DNA-Methylierung im Embryo entstehen. Haaf erläuterte dazu beispielhaft das Beckwith-Wiedemann- und das Silver-Russel-Syndrom, bei denen durch zufällige Veränderungen Groß- oder Kleinwuchs mit zahlreichen Begleiterkrankungen auftreten können.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass in genetischer Hinsicht drei Faktoren prägend für die Gesundheit eines Menschen sind: die Gene selbst, die Lebensbedingungen der Eltern vor der Geburt während der Schwangerschaft und insbesondere die Umwelteinflüsse, die nur teilweise durch das eigene Verhalten beeinflussbar sind. Hier sieht der Epigenetik-Experte auch einen wichtigen Ansatzpunkt für weitere Forschungen. Es gilt u.a. herauszufinden, was im Zeitraum der Schwangerschaft begünstigend auf die Entwicklung des Kindes einwirken könnte.

Am IFB gibt es epigenetische Forschung im Team von Dr. Yvonne Böttcher, der Nachwuchsforschungsgruppe "Funktionelle Genetik". Prof. Peter Kovacs und seine wissenschaftlichen Kollegen am IFB forschen außerdem im Bereich Adipositas- und Diabetes-Genetik.

Martin Liborak

Schlüsselwörter: Adipositasursachen, Kinder & Jugendliche, Kinderwunsch & Familie