Sådan beskytter moderkagen og fosteret sig mod giftstoffer fra bakterier

Alle kan blive ramt af en infektion, for eksempel en bakteriel luftvejsinfektion, der sætter sig på lungerne som en lungebetændelse i flere dage i træk.

Det kan gravide også, og faktisk udskiller mange bakterier giftstoffer, der kan være utroligt skadelige for det ufødte barn.

Nu viser et nyt studie, hvordan mor, barn og moderkage hver især forsvarer sig mod en bakteriel infektion.

Forskningen viser blandt andet, at mor reagerer på én måde, barnet reagerer på en anden måde, mens moderkagen reagerer på en helt tredje måde. Fælles for dem er, at responset udvikler sig utroligt dynamisk i løbet af de første 24 timer efter infektionen, og at det formentligt 'redder' fosteret fra akutte skader.

Opdagelsen viser også, hvordan det ufødte barn først og fremmest forsøger at beskytte sin egen hjerne, når mor bliver syg.

»Det er en wow-opdagelse, som giver os helt ny viden om forsvaret mod infektioner i den gravide krop, moderkagen og fosteret,« fortæller en af forskerne bag studiet, postdoc Signe Schmidt Kjølner Hansen fra Zierath Group ved Københavns Universitet.

Forskningen er offentliggjort i Nature Communications.

Bakterielt giftstof er ekstremt skadeligt for fosteret

Hvis vi starter med det grundlæggende, så bliver en infektion med gram-negative bakterier akkompagneret af nogle giftstoffer kaldet lipopolysakkarider (LPS), der sidder på overfladen af bakteriernes cellemembraner.

I forbindelse med en luftvejsinfektion bliver LPS spredt via blodet i den gravides krop, og det er et signal til immunforsvaret om at komme i højeste alarmberedskab.

LPS får blandt andet kroppens immunforsvar til at skrue op for temperaturen, og det medfører feber hos den inficerede, ligesom feberen er med til at slå den bakterielle infektion ned.

Så langt, så godt, men LPS er hos den gravide ikke noget at spøge med. Faktisk kan LPS være så farligt, at en alvorlig infektion i moderens krop kan slå fosteret ihjel. Derfor ønskede Signe Schmidt Kjølner Hansen med sine kollegaer at undersøge, hvordan den gravide, fosteret og moderkagen akut håndterer bakterielle infektioner.

»For eksempel har tidligere forskning vist, at børn af mødre med alvorlige bakterielle infektioner under graviditeten har øget risiko for at udvikle en række lidelser senere i livet, for eksempel kardiovaskulære sygdomme eller neurologiske og psykiske sygdomme,« forklarer hun.

Undersøgte reaktioner i mor, foster og moderkage

I studiet udsatte forskerne gravide mus for LPS i lungerne i den sidste del af graviditeten.

Forskerne forsøgte at efterligne de mængder af LPS, som normalt kommer ud i kroppen i forbindelse med en infektion.

Derefter undersøgte de over de efterfølgende 24 timer, hvordan moderens immunforsvar, moderkagen og fosteret reagerede på LPS.

Det gjorde forskerne ved at tage prøver fra forskellige organer over tid og undersøge ændringer i transkriptionen af gener.

Transkriptionen er oversættelsen af DNA til proteiner og fortæller noget om, hvordan celler og organer tilpasser sig omgivelserne, for eksempel om proteiner fra immunforsvaret bliver aktiveret, eller proteiner ansvarlige for vækst bliver slukket, for at cellen kan fokusere på mere livsnødvendige processer.

»Det handlede om at undersøge, hvorvidt inflammation og sygdom fra moderen ender med at komme over i fosteret, og hvordan moderkagen kan regulere transporten af farlige stoffer mellem mor og foster,« siger Signe Schmidt Kjølner Hansen.

Hun uddyber, at spørgsmålet endnu ikke har været undersøgt så grundigt over flere tidspunkter og i så mange forskellige organer, som forskerne har gjort i dette studie.

»Vi forventede, at moderen ville blive lidt syg og få feber, og at fosteret ville reagere på samme måde,« forklarer Signe Schmidt Kjølner Hansen.

Moderkagen lukker ned for adgangen til fosteret

Der skete dog slet ikke det, som forskerne havde forventet.

For det første fandt forskerne, at moderkagen midlertidigt styrkede sin barrierefunktion og dermed minimerede muligheden for LPS og inflammatoriske alarmsignaler at nå fosteret.

Det gjorde moderkagen allerede efter fem timer, hvor den begyndte at opregulere produktionen af proteiner, som gør moderkagen til et mere uigennemtrængeligt filter mellem mor og foster.

Moderkagens øgede barrierefunktion forsvandt efter omtrent syv timer, hvor moderens LPS og inflammation i blodet også var på retur, og der derfor heller ikke længere var behov for en total-barriere mellem mor og foster.

»Det var overraskende, at der slet ikke er noget immunrespons i hverken moderens eller fosterets del af moderkagen. Den burde forsvare sig, men gør det ikke. I stedet lukker den bare fysisk ned for, at skadelige stoffer kan komme ind til barnet, og det er interessant, fordi ingen har før fanget et så dynamisk og præcist respons i moderkagen og fosteret. Det giver os et helt nyt indblik i, hvordan moderkagen tilpasser sig til at forsvare det ufødte barn mod forskellige giftstoffer,« siger Signe Schmidt Kjølner Hansen.

Fosteret gør alt for at beskytte hjernen

Den anden opdagelse var måske endnu mere interessant.

Når det kommer til fosteret, havde forskerne nemlig forventet, at det ville have et immunologisk respons, som lå meget tæt op ad moderens, men det var slet ikke tilfældet.

I stedet for at sætte immunforsvaret på overarbejde, begyndte fosterets lever at nedbryde forskellige typer af fedt og kulhydrater.

Det respons ligner meget det, som man kender til fra faste, hvor kroppen begynder at brænde fedt af for at bruge komponenterne i fedtsyrerne andre nødvendige steder i kroppen.

Her skal man forestille sig, at fosteret godt kan mærke, at mor er inficeret med en bakterie, hvilket kan betyde, at hun i den kommende periode ikke spiser så meget, samtidig med at moderkagen laver en uigennemtrængelig barriere. Derfor indstiller fosteret sig på, at der kan komme en periode uden næring udefra.

I den periode må det klare sig selv, og det gør fosteret ved at tære på sine begrænsede fedtdepoter.

»Det er en ny mekanisme, som ingen kendte til før, og som kan have betydning for eksempelvis hjernens udvikling lige efter fødslen, hvis mor har været syg i en periode op til fødslen. I den periode kan fosteret så mobilisere fedtvævet for at overleve uden næring,« siger Signe Schmidt Kjølner Hansen.

Hun uddyber, at det også er interessant at se, hvilke typer fedtsyrer fosteret mobiliserer under infektionen.

»Vi kan se, at de mest opregulerede fedtsyrer er essentielle omega-3-fedtsyrer, mere præcist docosahexaensyre (DHA), som er helt afgørende for hjernens udvikling. Fosteret er helt afhængigt af at modtage DHA fra moderens kost, da vi ikke selv kan producere denne fedtsyre. Når fosterets lever mobiliserer alle sine opmagasinerede DHA-fedtsyrer, betyder det, at selvom mor er syg og ikke spiser så meget, og moderkagen har lavet en midlertidig barriere mellem mor og foster, kan fosterets hjerne fortsætte med at udvikle sig, så hjernen er klar til, at barnet kort tid efter skal fødes og processere en masse nye indtryk,« forklarer Signe Schmidt Kjølner Hansen.