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Erbgutfragmente von Viren steuern beim Menschen ein Gen, das Präeklampsie verursacht. Wie sie das tun, erläutern Forschende in „Genome Biology“. Ihre Studie baut auf früheren Arbeiten auf und könnte einen Test ermöglichen, mit dem sich das Risiko der Schwangerschaftserkrankung früh erkennen lässt.
Präeklampsie ist eine potenziell lebensbedrohliche Komplikation in der Schwangerschaft. Sie entsteht durch eine Fehlentwicklung der Plazenta und kann sowohl die Mutter als auch das Kind gefährden. Warum die Plazenta nicht normal wächst, ist bislang nur unzureichend verstanden.
Forschende des Berliner Max Delbrück Center, des Institut Necker Enfants Malades (INEM) in Paris und der University of Bath berichten jetzt in der Fachzeitschrift „Genome Biology“, dass uralte virale DNA-Fragmente, die in unser Genom eingebettet sind, wichtige Gene steuern, die am Aufbau der Plazenta beteiligt sind.
Demnach ist ein endogenes retrovirales Element namens LTR8B für die Expression des Genclusters PSG (Pregnancy Specific Glycoprotein) erforderlich, darunter PSG9 – ein Gen, das mit dem Entstehen einer Präeklampsie in Verbindung gebracht wird. Endogene retrovirale Elemente sind genetische Überbleibsel retroviraler Infektionen, die vor Millionen von Jahren die Zellen unserer Vorfahren infiziert haben.
„Unsere Arbeit zeigt, dass eine uralte Virussequenz wie eine Anleitung für ein Plazentagen fungieren kann“, erklärt Dr. Manvendra Singh, einer der Hauptautor*innen der Studie und ehemaliger Postdoktorand in der Arbeitsgruppe „Mobile DNA“ von Professorin Zsuzsanna Izsvák am Max Delbrück Center. Mittlerweile ist Singh Gruppenleiter am INEM und am Institut Imagine.
„Indem wir diese regulatorische Region kartiert und ihre Funktion untersucht haben, können wir die Evolution unseres Genoms mit einem konkreten Krankheitsmechanismus in Verbindung bringen“, sagt Singh. Dadurch lasse sich die Präeklampsie künftig womöglich früher als bisher erkennen.
Mehrere Kontrollstufen
Die meisten endogenen retroviralen Elemente in unserem Genom sind stillgelegt. Einige von ihnen wurden jedoch im Laufe der Evolution als aktive Gene mitaufgenommen. Forschende sind sich inzwischen einig, dass sich die menschliche Plazenta durch eine solche Kooptierung retroviraler Gene entwickelt hat. Ihre Sequenzen regulieren benachbarte Gene und reorganisieren auch die Expression der Plazentagene.
Indem das Team PSG-Gene in Plazenta-Zellmodellen gezielt veränderte, fand es heraus, dass das virale regulatorische Element LTR8B eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung der Plazenta spielt. LTR8B kommt wiederholt im PSG-Gencluster vor und koordiniert dessen Expression, indem es wichtige Transkriptionsfaktoren rekrutiert. Wenn die Forschenden nur eine dieser Wiederholungen entfernten, brach die Expression des PSG-Genclusters zusammen – wodurch sich die Plazentazellen nicht mehr richtig entwickelten.
Darüber hinaus entdeckte das Team, dass ein zweites retrovirales Element namens MER65 an der Regulierung von PSG-Genen beteiligt ist: Es bestimmt mit darüber, welche PSG-Proteine von den Zellen freigesetzt werden und im Blutkreislauf der Mutter zirkulieren – wo sie in Bluttests gemessen werden können. Zusammen seien LTR8B und MER65 Beispiele für virale Elemente, die mitentscheiden, wann ein Gen aktiviert werde, wie es verarbeitet werde und wo das entstehende Produkt lande, erläutert Singh.
„Was diese Entdeckung so bedeutend macht, ist die Möglichkeit, von Vorhersagen zu direkten Funktionstests überzugehen“, sagt Izsvák, die die experimentellen Arbeiten am Max Delbrück Center geleitet hat und Mitautorin der Studie ist. „Die Plazenta ist auf eine präzise abgestimmte Genregulation angewiesen – und retrovirale Elemente stehen im Zentrum dieser Abstimmung.“
Ein potenzieller Biomarker
„Präeklampsie tritt in fünf Prozent aller Schwangerschaften auf und ist damit bemerkenswert häufig, leider auch potenziell tödlich“, sagt Professor Laurence Hurst vom Milner Centre for Evolution der University of Bath, ein weiterer Mitautor der Studie. „Sie ist weltweit die zweithäufigste Todesursache bei Müttern und stellt sowohl ein evolutionäres Rätsel als auch ein ernstes Gesundheitsproblem für schwangere Frauen und ihre Babys dar.“
Oft werde Präeklampsie zu spät erkannt – wenn der Blutdruck der Frau bereits gefährlich hoch sei, sagt Hurst. „Da die Expression des PSG9-Gens bei Präeklampsie höher als normal ist, haben wir nun realistische Aussichten, eine Diagnose stellen zu können, bevor erste Symptome auftreten“, fügt der Forscher hinzu.
Gemeinsam mit Professorin Sandra Blois vom Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf möchte das Team jetzt herausfinden, ob sich PSG9 tatsächlich als Biomarker für ein erhöhtes Präeklampsie-Risiko bei Schwangeren nutzen lässt – und ob retrovirale Elemente darüber hinaus vielleicht sogar Ansatzpunkte für Therapien von Plazentastörungen sein können.
Die jetzt veröffentlichte Studie ist die Fortsetzung einer im vergangenen Jahr publizierten Arbeit desselben Teams. Damals berichteten die Forschenden in „Genome Biology“ zum ersten Mal darüber, wie alte virale DNA-Fragmente Gene regulieren, die die normale Entwicklung und Funktion der Plazenta steuern – und wie eines dieser Gene, wenn es überaktiv wird, wichtige Merkmale der Präeklampsie auslöst.
Max Delbrück Center
Das Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft legt mit seinen Entdeckungen von heute den Grundstein für die Medizin von morgen. An den Standorten in Berlin-Buch, Berlin-Mitte, Heidelberg und Mannheim arbeiten unsere Forschenden interdisziplinär zusammen, um die Komplexität unterschiedlicher Krankheiten auf Systemebene zu entschlüsseln – von Molekülen und Zellen über Organe bis hin zum gesamten Organismus. In wissenschaftlichen, klinischen und industriellen Partnerschaften sowie in globalen Netzwerken arbeiten wir gemeinsam daran, biologische Erkenntnisse in praxisnahe Anwendungen zu überführen – mit dem Ziel, Frühindikatoren für Krankheiten zu identifizieren, personalisierte Behandlungen zu entwickeln und letztlich Krankheiten vorzubeugen. Das Max Delbrück Center wurde 1992 gegründet und vereint heute eine vielfältige Belegschaft mit rund 1.800 Menschen aus mehr als 70 Ländern. Wir werden zu 90 Prozent durch den Bund und zu 10 Prozent durch das Land Berlin finanziert.
Dr. Manvendra Singh
Group Leader
Systems Biology of Mobile DNA and Genome Regulation
Institut Necker Enfants Malades
Institut Imagine
manvendra.singh@inserm.fr
Manvendra Singh, Yuliang Qu, Amit Pande, et al. (2026): „Endogenous retroviral elements LTR8B and MER65 rewire PSG9 regulation to control trophoblast syncytialization and pre eclampsia risk”. Genome Biology, DOI: 10.1186/s13059-026-03944-z
https://www.mdc-berlin.de/de/news/press/uralte-virale-dna-praegt-die-menschliche...
https://www.mdc-berlin.de/de/izsvak - AG Izvák
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten
Biologie, Medizin
überregional
Wissenschaftliche Publikationen
Deutsch
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