Vorgeburtliche Hypoxie ist ein Risiko für orofaziale Spalten

Aktuelle Studiendaten eines Forschungsteams der Zahnklinik 3 – Kieferorthopädie des Uniklinikums Erlangen zeigen, dass eine temporäre Hypoxie des Embryos beziehungsweise Fötus in einem bestimmten Zeitfenster Einfluss auf die Entwicklung der Neuralleistenzellen hat und so die Entstehung von Lippen-Kiefer-Gaumen-Spalten begünstigen kann.

Orofaziale Spalten entstehen aufgrund von multifaktoriellen – vor allem umweltbedingten und genetischen – Risikofaktoren. Kraniale Neuralleistenzellen sind während der frühen pränatalen Entwicklung von zentraler Bedeutung, da sie Knochen, Knorpel und Bindegewebe des Gesichts bilden.

Die Forschenden aus Franken zeigen, dass bei einer Beeinträchtigung dieses Prozesses durch eine zeitweise Hypoxie des Embryos oder Fötus im Mutterleib schwerwiegende Fehlbildungen im Gesichtsbereich auftreten können. Auftreten kann eine solche Hypoxie beispielsweise infolge von Tabakkonsum, Medikamenteneinnahme oder Leben in hohen geografischen Lagen.

Wenn die Hypoxie in einem bestimmten Zeitfenster auftritt, könnten sich die kranialen Neuralleistenzellen nicht regulär weiterentwickeln, erklären die Autoren. Sie konnten zwar kaum Auswirkungen auf die Proliferation beobachten, stellten aber „massive Störungen bei ihrer Differenzierung zu Chondrozyten, Osteoblasten und glatten Muskelzellen“ fest.

Vorgeburtliche Hypoxie auch die Risikogene beeinflussen, die mit orofazialen Spalten assoziiert sind. Die Forschenden identifizierten „Hedgehog-Co-Rezeptor Boc und die Cystein-Dioxygenase Cdo1 als zwei zentrale Gene […], die während aller drei Differenzierungswege eine hypoxie-abgeschwächte Induktion aufweisen und für die kraniofaziale Entwicklung relevant sind."

Darüber hinaus deuten die Ergebnisse darauf hin, dass der Mangel an Sauerstoff die Signalübertragung zwischen Neuralleistenzellen und benachbartem Epithel störe, wodurch ebenfalls die koordinierte Entwicklung von Gesichtsknochen, Knorpel und Gewebe beeinträchtigt werden könne.

„Wir konnten zeigen, dass die Neuralleistenzellen durch Sauerstoffmangel drastisch beeinflusst werden„, bestätigt Autor Dr. MatthiasWieder. “Ihre Weiterentwicklung zu Knochen, Knorpel und Gefäßwänden wird gestört. Diese Beeinträchtigung der Zelldifferenzierung könnte das vermehrte Auftreten von Lippen-Kiefer-Gaumen-Spalten bei vorgeburtlichem Sauerstoffmangel erklären.“

Allerdings basieren die Ergebnisse auf experimentellen Modellen, die das Verhalten von Neuralleistenzellen unter Sauerstoffmangel untersuchen und sind den Forschenden zufolge möglicherweise nicht direkt auf die menschliche Embryonalentwicklung übertragbar. Zudem spielen neben Hypoxie weitere genetische und umweltbedingte Faktoren eine Rolle bei der Entstehung von Lippen-Kiefer-Gaumen-Spalten, so dass der Sauerstoffmangel nur einen Teil des Risikos erklären könne.