Buccal DNA Methylation-Derived EpiScores are Associated with Neonatal Morbidity Burden in Infants born Very Preterm

Jeder menschliche Körper trägt eine komplexe interne Aufzeichnung seiner Geschichte in sich, die nicht nur in den Genen geschrieben steht, die wir erben, sondern auch in den chemischen Markierungen, die sich im Laufe unseres Wachstums an unsere DNA heften. Diese Markierungen, bekannt als DNA-Methylierung, wirken wie Schalter, die Gene ein- oder ausschalten können, wodurch sich das Verhalten von Zellen verändert, ohne den zugrunde liegenden genetischen Code selbst zu verändern. Da diese Schalter auf die Umgebung reagieren, können sie die biologische Auswirkung von Stress, Krankheit oder Verletzung lange nach dem Ereignis festhalten. Für Säuglinge, die sehr früh geboren werden, vor dreißig Wochen der Schwangerschaft, sind die ersten Lebensmonate oft ein Hindernislauf aus schwerwiegenden medizinischen Herausforderungen. Diese Babys sind einem hohen Risiko für multiple Komplikationen ausgesetzt, von Atembeschwerden bis hin zu Infektionen, die eine schwere Last für ihre sich entwickelnden Systeme darstellen. Zu verstehen, wie diese frühe Widrigkeit eine dauerhafte Spur in ihrer Biologie hinterlässt, ist entscheidend, nicht nur um die unmittelbare Belastung der Frühgeburtlichkeit zu erfassen, sondern auch, um zu sehen, wie diese frühen Erfahrungen die Gesundheit im späteren Leben prägen könnten.

Ein Forscherteam setzte sich zum Ziel, einen Weg zu finden, diese biologische Aufzeichnung bei Säuglingen zu lesen, die die kritischste Phase ihres Krankenhausaufenthalts bereits überlebt hatten. Sie konzentrierten sich auf eine Gruppe von 537 Babys, die sehr früh geboren wurden und alle Teil einer größeren Studie namens NOVI-Kohorte waren. Anstatt das Blut zu untersuchen, das oft schwierig zu entnehmen ist, ohne die fragilen Neugeborenen durch weiteren Stress zu belasten, sammelten die Wissenschaftler winzige DNA-Proben aus der Innenseite der Wangen der Babys zum Zeitpunkt ihrer Entlassung aus der neonatologischen Intensivstation. Aus diesen Proben berechneten sie 111 verschiedene „EpiScores“. Diese Scores sind im Wesentlichen mathematische Schätzungen darüber, wie viel bestimmter Proteine im Körper zirkuliert, abgeleitet rein aus dem Muster der DNA-Methylierungsmarkierungen in den Wangenzellen. Die Forscher wollten sehen, ob diese Scores den verborgenen biologischen Preis der multiplen schweren Erkrankungen aufzeigen konnten, die diese Säuglinge durchlitten hatten.

Das Team verglich die EpiScores von Babys, die zwei oder mehr schwerwiegende neonatale Morbiditäten erlebt hatten, mit denen, die null oder nur eine erlebt hatten. Sie suchten nach einem Signal, dass die molekulare Maschinerie des Körpers durch die Last multipler Krankheiten verändert worden war. Die Analyse ergab, dass achtzehn der Proteinschätzungen eine statistische Verbindung zur Anzahl der gesundheitlichen Probleme aufwiesen, denen die Säuglinge gegenüberstanden. Eine bestimmte Schätzung stach mit einem hohen Grad an Zuverlässigkeit hervor: ein Protein namens Melanom-abgeleitetes Wachstumsregulationsprotein, oder MIA. Die Daten deuteten darauf hin, dass höhere Werte dieses Proteins, wie sie durch die Wangen-DNA vorhergesagt wurden, mit einer größeren Belastung durch neonatale Erkrankungen assoziiert waren. Die Forscher überprüften dann, ob diese Befunde in den Wangenzellen mit dem übereinstimmten, was im Blut zu sehen wäre, indem sie einen separaten Satz gepaarter Proben von 21 Personen verwendeten. Sie fanden heraus, dass die Signale für viele der Proteinschätzungen in beiden Gewebetypen stark und konsistent waren, was bestätigte, dass die Wangenproben ein zuverlässiges Fenster in den systemischen Zustand des Körpers darstellten.

Die spezifischen Proteine, die diese Assoziationen zeigten, deuteten auf einen Körper hin, der hart daran gearbeitet hatte, Entzündungen zu bewältigen, Infektionen zu bekämpfen sowie den Stoffwechsel und das Wachstum zu regulieren. Die Studie legt nahe, dass der Stress, mehrere schwerwiegende Zustände in der neonatalen Phase zu überleben, eine nachweisbare Signatur in den DNA-Methylierungsmustern sehr früh geborener Säuglinge hinterlässt. Diese Signatur kann durch einen einfachen Wangenabstrich gelesen werden, was eine Möglichkeit bietet, die biologische Last früherer Lebenswidrigkeiten zu quantifizieren. Obwohl diese Ergebnisse spezifisch für diese Gruppe von Säuglingen und die untersuchten Proteine sind, zeigen sie, dass die molekulare Nachwirkung neonataler Morbidität bestehen bleibt, selbst nachdem die unmittelbaren medizinischen Krisen bewältigt wurden. Die Arbeit liefert eine konkrete Methode, um die Anzahl der gesundheitlichen Herausforderungen, denen ein Säugling gegenübersteht, mit den zugrunde liegenden biologischen Veränderungen zu verknüpfen, und bietet eine neue Perspektik darauf, wie früher Lebensstress im menschlichen Körper kodiert wird.