Eine Studie an Pferden – die hinsichtlich ihrer Chromosomen und Schwangerschaften viele wichtige Ähnlichkeiten mit dem Menschen aufweisen – ergab, dass 42 % der Fehlgeburten und spontanen Aborte in den ersten beiden Monaten der Schwangerschaft auf Komplikationen aufgrund eines zusätzlichen Chromosomensatzes zurückzuführen waren, eine sogenannte Triploidie.
„In dieser embryonalen Periode [up to eight weeks from conception]Triploidie wurde bei Säugetieren außer bei Frauen selten beobachtet“, sagte Mandi de Mestre, Professorin für Pferdemedizin an der Cornell University. „Die Studie zeigt uns, dass dies in den ersten sechs Schwangerschaftswochen wahrscheinlich die Hauptursache für Schwangerschaftsverluste nach natürlicher Empfängnis ist.“
de Mestre ist der korrespondierende Autor von „Naturally Occurring Horse Model of Miscarriage Reveals Temporal Relationship Between Chromosomal Aberration Type and Point of Lethality“, veröffentlicht am 5. August 2024 im Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften.
Bei 10–20 % der Schwangerschaften kommt es zu Fehlgeburten, die häufig mit Chromosomenfehlern in Zusammenhang stehen. Bisher gibt es jedoch keine geeigneten Tiermodelle, die die Merkmale dieser Erkrankung wirklich nachbilden. Die neuen Forschungsergebnisse werden Tierärzten helfen, die Ursachen von Schwangerschaftsverlusten bei Pferden besser zu verstehen und weisen Pferde als hervorragendes Modell für die Erforschung menschlicher Fehlgeburten aus.
„Wir konnten die Auswirkungen von Chromosomenfehlern während der gesamten Schwangerschaft beim Pferd untersuchen“, sagte de Mestre. „Wir fanden heraus, dass Triploidie nur mit Verlusten in der frühen Schwangerschaft einhergeht.“
Im Rahmen der Studie erhielten de Mestres Labor an der Cornell University und zuvor am Royal Veterinary College in London 256 Feten- und Plazentaproben von Tierärzten, die über einen Zeitraum von zehn Jahren Pferde mit fehlgeschlagener Schwangerschaft behandelt hatten.
Mithilfe der Proben konnten die Forscher die Prävalenz verschiedener Arten von Chromosomenkopienzahlfehlern untersuchen, die mit Fehlgeburten in Zusammenhang stehen. Sie fanden heraus, dass Chromosomenfehler bei 57,9 % der Fehlgeburten bis zum 55. Schwangerschaftstag auftraten, bei 57,2 % der Fehlgeburten zwischen dem 56. und 110. Schwangerschaftstag und bei nur 1,4 % der Fehlgeburten zwischen dem 111. Schwangerschaftstag und dem Ende der Schwangerschaft.
Aneuploidie (Verlust oder Gewinn eines einzelnen Chromosoms) wurde vor allem mit Fehlgeburten in den ersten 10 Schwangerschaftswochen in Verbindung gebracht, während Deletionen oder Duplikationen nur eines Teils eines Chromosoms bei Fehlgeburten nach 110 Tagen festgestellt wurden. Diese Ergebnisse erwiesen sich laut der Studie als bemerkenswert ähnlich zu denen, die in einer Reihe großer Studien an Frauen beobachtet wurden.
Pferde eignen sich gut als Modell für die Erforschung menschlicher Schwangerschaften, da sie eine ähnliche Tragzeit haben – 11 Monate im Vergleich zu neun Monaten bei Frauen – und der Embryo sich in den frühen Stadien mit ähnlicher Geschwindigkeit entwickelt. Darüber hinaus haben Pferdechromosomen einen sehr ähnlichen genetischen Inhalt wie menschliche Chromosomen, was sie für die Erforschung von Chromosomenfehlern besonders relevant macht.
Die Gründe für Fehlgeburten bei Frauen in der Frühschwangerschaft sind bisher schwer zu ermitteln, da die meisten Föten in dieser Phase zu Hause verloren gehen und den Wissenschaftlern Material und Daten für die Untersuchung fehlen. Die Ergebnisse der Studie geben Aufschluss über die Häufigkeit von Chromosomenfehlern im entsprechenden Zeitraum der ersten sechs Wochen einer menschlichen Schwangerschaft.
Aufgrund des Wertes von Pferden und der emotionalen Bindung ihrer Besitzer an sie erhalten die Pferde eine umfassende Pflege. Schwangerschaften werden regelmäßig überwacht, wodurch umfangreiche Daten für die Forschung gewonnen werden.
Andere Tiermodelle, wie etwa Mäuse, sind nicht mit menschlichen Schwangerschaften vergleichbar. Mäuse haben eine Tragzeit von etwa drei Wochen und die natürlichen Verluste bei der Schwangerschaft sind bei Mäusen gering.
In Bezug auf die Gesundheit von Pferden liefert die Studie neue Details über häufige Chromosomenanomalien, die wahrscheinlich die klinische Behandlung von Schwangerschaften verändern werden. Wenn ein Kliniker beispielsweise feststellt, dass ein Pferd einen schwerwiegenden Chromosomenfehler hat, wird er sich möglicherweise nicht mehr dafür entscheiden, die Schwangerschaft durch die Verabreichung von Hormonen zu verlängern, was bei trächtigen Stuten eine gängige Praxis ist.
Die Studie wird den Forschern auch Hinweise für die Entwicklung neuer Diagnosetests zur Erkennung von Chromosomenanomalien bei Pferdeföten und für die Untersuchung der molekularen Mechanismen geben, die zu diesen Anomalien führen.
„Diese Forschung hat eine Grundlage für das Verständnis der genetischen Ursachen von Schwangerschaftsverlusten bei Pferden geschaffen, die oft als Schwangerschaftsverluste unbekannter Ursache bezeichnet werden“, sagte Shebl Salem, Postdoktorandin im Equine Pregnancy Lab von de Mestre und eine der Erstautorinnen der Studie.
Zu den weiteren Co-Erstautoren gehören Jessica Lawson vom Royal Veterinary College in London, Vereinigtes Königreich, und Donald Miller, Laborleiter von de Mestre.
Mehr Informationen:
de Mestre, Amanda M., Natürliches Fehlgeburtsmodell beim Pferd zeigt zeitlichen Zusammenhang zwischen Chromosomenaberrationstyp und Letalitätszeitpunkt, Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften (2024). DOI: 10.1073/pnas.2405636121