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Epigenetik & Umweltbedingte Erkrankungen

Rauchen in der Schwangerschaft hinterlässt Spuren im Erbgut des Kindes

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Die Forscher haben festgestellt, dass durch das Rauchen besonders häufig sogenannte Enhancer-Regionen im Erbgut beeinflusst werden. Dabei handelt es sich um DNA-Abschnitte, die eines oder gleich mehrere Gene zu bestimmten Zeitpunkten aktivieren. „Wenn eine Enhancer-Region von den Wirkungen des Rauchens betroffen ist, kann dies zu einer Fehlregulierung von gleich mehreren Genen führen“, erklärt Lehmann weiter. Die Forscher zeigen in ihrer Arbeit ein Beispiel für die Folgen eines fehlregulierten Enhancers: Das Enzym JNK2 (c-Jun N-terminal Proteinkinase 2) ist an der Entstehung von Entzündungsreaktionen beteiligt. Wird nun der Enhancer beeinflusst, der JNK2 aktiviert, kann dies das Risiko für Lungenerkrankungen im späteren Leben der Kinder erhöhen.

Auch Gene, die bei Diabetes oder Krebs eine Rolle spielen, sind betroffen

Gleichzeitig haben die Wissenschaftler festgestellt, dass die zur Geburt im Nabelschnurblut beobachteten epigenetischen Effekte auch noch mehrere Jahre nach der Geburt nachweisbar sind. Ob das langfristige Auswirkungen der Rauchbelastung vor der Geburt sind, lasse sich dabei aber nicht zweifelsfrei sagen. „Kinder, die vor der Geburt schon mit Tabakrauch belastet sind, sind es meist auch nach der Geburt“, so Lehmann. Die anhaltende Belastung durch Zigarettenrauch nach der Geburt könnte deshalb ein Grund für die von den Forschern beobachtete Stabilität der epigenetischen Veränderungen sein.

In ihrer Analyse haben die Wissenschaftler mehr als 400 Enhancer ausgemacht, die vom Tabakrauch betroffen sind. Diese regulieren Gene, die unter anderem bei Diabetes, Fettleibigkeit oder sogar Krebs eine Rolle spielen. „Durch diese Entdeckung beginnen wir jetzt, die Mechanismen zu verstehen, die dazu führen, dass das Rauchen zu so unterschiedlichen Krankheiten führen kann“, so Roland Eils.

Die Erkenntnisse dieser Arbeit sollen Ansatzpunkte für neue Therapieoptionen von umweltbedingten Erkrankungen liefern. „Je besser wir verstehen, was durch die Umweltbelastung fehlgesteuert wird, desto besser können wir auch darauf reagieren. Im Fall von Tabakrauch ist allerdings das Vermeiden der Belastung immer noch die beste Alternative“, fasst Lehmann zusammen.

Diese Forschung wurde durch das DKFZ- Heidelberger Zentrum für personalisierte Onkologie (DKFZ-HIPO) unterstützt.

Originalpublikation: Bauer T, Trump S, Ishaque N, Thürmann L, Gu L, Bauer M, Bieg M, Gu Z, Weichenhan D, Mallm J, Röder S, Herberth G, Takada E, Mücke O, Winter M, Junge KM, Grützmann K, Rolle-Kampczyk U, Wang Q, Lawerenz C, Borte M, Polte T, Schlesner M, Schanne M, Wiemann S, Geörg C, Stunnenberg HG, Plass C, Rippe K, Mizuguchi J, Herrmann C, Eils R, Lehmann I (2016). Environment-induced epigenetic reprogramming in genomic regulatory elements in smoking mothers and their children. Molecular Systems Biology (2016) 12: 861

* S. Hufe: Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ, 04318 Leipzig

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