Physische Signale im Mutterleib und nicht nur die Genetik beeinflussen die normale Entwicklung von Zellen der Neuralleiste, den embryonalen Stammzellen, die Gesichtszüge formen, so eine neue Studie unter der Leitung von UCL-Forschern.
Der Studie veröffentlicht in Naturzellbiologie fanden heraus, dass ein vom Embryo wahrgenommener Anstieg des hydrostatischen Drucks die gesunde Entwicklung von Gesichtszügen bei Mäuse- und Froschembryonen sowie bei menschlichen Embryoiden (im Labor aus menschlichen Stammzellen gezüchteten Zellstrukturen) behindern kann, was darauf hindeutet, dass Druckunterschiede das Risiko beeinflussen könnten von Gesichtsfehlbildungen.
Die Forscher fanden heraus, dass wichtige Signalwege der Zellen behindert werden, wenn die Zellen der Neuralleiste einem höheren Druck als normal ausgesetzt werden, und das Risiko kraniofazialer Fehlbildungen erheblich steigt.
Der Hauptautor Professor Roberto Mayor (UCL Cell & Developmental Biology) sagte: „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass Gesichtsfehlbildungen nicht nur durch die Genetik, sondern auch durch physische Signale im Mutterleib wie Druck beeinflusst werden könnten.“
„Wenn ein Organismus eine Druckveränderung erfährt, können alle Zellen – einschließlich des Embryos in der Mutter – dies spüren.
„Unsere Arbeit zeigt, dass Embryonen druckempfindlich sind, aber wir wissen nicht, wie empfindlich sie sind. Kann sich beispielsweise eine Änderung des Drucks in der Gebärmutter auf den Embryo auswirken? Um zu verstehen, wie sich der Druck im Inneren verändert, sind weitere Untersuchungen erforderlich.“ Sowohl der Körper als auch der Umweltdruck könnten die Entwicklung menschlicher Embryonen beeinflussen.
Die Forscher sagen, dass ihre Ergebnisse auch Auswirkungen auf die Stammzellenforschung haben könnten, da die Studie darauf hinweist, dass die Entwicklung und Differenzierung (der Prozess, aus dem Stammzellen zu spezialisierten Zellen werden) von Stammzellen unter dem Einfluss von Druck stehen. Das Verständnis dieses Zusammenhangs könnte die Art und Weise verändern, wie Wissenschaftler Stammzellen für verschiedene therapeutische Zwecke manipulieren.
Die Ergebnisse ergänzen die Arbeit von Professor Mayor und Kollegen am UCL darüber, wie mechanische Signale in der Gebärmutter die Entwicklung von Gesichtszügen beeinflussen können, da sie zuvor herausgefunden haben, dass Zellen im sich entwickelnden Embryo die Steifheit anderer Zellen um sie herum wahrnehmen, was von entscheidender Bedeutung ist bis sie sich zusammen bewegten, um das Gesicht und den Schädel zu bilden.
Mehr Informationen:
Delan N. Alasaadi et al.: Die Kompetenz zur Neuralleisteninduktion wird durch hydrostatischen Druck durch Yap gesteuert. Naturzellbiologie (2024). DOI: 10.1038/s41556-024-01378-y