Möglicherweise besteht ein Zusammenhang zwischen der Lichtexposition während der Schwangerschaft und der Entwicklung des fötalen Gehirns. Neue Erkenntnisse von Forschern der Universität Umeå, Schweden, die in Zusammenarbeit mit amerikanischen Kollegen arbeiten, könnten zu einem besseren Verständnis bestimmter neurologischer Erkrankungen im späteren Leben führen.
„Letztendlich könnte diese Entdeckung Möglichkeiten eröffnen, die richtige Art der Lichtstimulation während der Schwangerschaft einzusetzen, um das Risiko neurologischer Störungen im Erwachsenenalter zu verringern“, sagt Professor Lena Gunhaga vom Umeå Center for Molecular Medicine, Universität Umeå.
Die Forschungsgruppe der Universität Umeå weist nun zusammen mit Forschern der Gruppe von Professor Richard Lang in Cincinnati, USA, nach, dass ein Lichtrezeptor namens Opsin 3 bereits in frühen Stadien der fötalen Entwicklung in Teilen des zentralen und peripheren Nervensystems exprimiert wird . Das Opsin 3-Molekül hat eine breite, aber deutliche Expression, die auf eine wichtige Rolle bei der Bildung verschiedener Neuronen, neuraler Bahnen und Bereiche des Gehirns und des Rückenmarks hindeutet. Die Expression von Opsin 3 kann mit einer Reihe von motorischen und sensorischen Nervenbahnen in Verbindung gebracht werden, die Bewegung, Schmerz, Sehvermögen und Geruchssinn sowie Gedächtnis, Stimmung und Emotionen regulieren.
3D-Bild eines frühen Mausfötus mit anfänglicher Opsin3-Expression in Rot vor einem Hintergrund anatomischer Strukturen in Blau. Das Bild wurde mit optischer Projekttomographie aufgenommen. Bildnachweis: Wayne Davies
Während die Vorstellung, dass Licht Zellen im Inneren des Körpers, sogar im ungeborenen Fötus, beeinflussen könnte, seltsam erscheinen mag, haben sowohl Berechnungen als auch Experimente zuvor gezeigt, dass Licht Haut, Weichgewebe und den Schädel durchdringen kann, um Fotorezeptoren zu aktivieren.
Opsin 3 detektiert Licht im blauen Bereich bei einer Wellenlänge von etwa 480 Nanometern. Die Entdeckung des Expressionsmusters dieses Rezeptors durch die Umeå-Forscher legt nahe, dass Licht eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung und späteren Funktion des Gehirns spielt. Dies könnte erklären, warum das Risiko für bestimmte neurologische und psychiatrische Erkrankungen je nach saisonalem Geburtszeitpunkt variiert. Bisher wurde dieser ungeklärte Zusammenhang bei Krankheiten wie Parkinson, Alzheimer, Multiple Sklerose, bipolare Störung, Autismus, Schizophrenie und Epilepsie. Allerdings ist der Geburtszeitpunkt nur einer von mehreren Risikofaktoren für die jeweiligen Erkrankungen.
Lena Gunhaga, Professorin an der UCMM, Universität Umeå, Schweden. Bildnachweis: Mattias Pettersson
„Obwohl noch mehr Forschung erforderlich ist, bevor wir Empfehlungen zu spezifischen Lichttherapien für schwangere Frauen abgeben können, befinden wir uns eindeutig auf einem spannenden Weg, der sich letztendlich als sehr bedeutsam erweisen könnte“, sagt Lena Gunhaga.
Während die neuen Erkenntnisse auf Beobachtungen des Gehirns und des Nervensystems von Mäusen beruhen, gilt die Funktion beim Menschen als ähnlich. Die Forscher fahren mit detaillierteren Studien darüber fort, wie Opsin 3 die Entwicklung und Funktion des Gehirns beeinflusst. Die Studie wird in der wissenschaftlichen Zeitschrift veröffentlicht eNeuro.
Referenz: „Distinct Opsin 3 (Opn3) Expression in the Developing Nervous System during Mammalian Embryogenese“ von Wayne IL Davies, Soufien Sghari, Brian A. Upton, Christoffer Nord, Max Hahn, Ulf Ahlgren, Richard A. Lang und Lena Gunhaga, 20. August 2021, eNeuro.
DOI: 10.1523/ENEURO.0141-21.2021
