Stress kan påverka hjärnans utveckling
Det växande fostret är mer mottagligt för yttre påverkan än vad man tidigare trott. En ny studie, som publicerats i Science Advances, visar att faktorer som stress kan påverka utvecklingen av fostrets hjärna.
- Vi är intresserade av hur faktorer i miljön påverkar hjärnans utveckling, särskilt under fosterstadiet. Tidigare antog man att livmodern var som en bubbla där inget kunde ta sig igenom. Nu vet vi att det är fel. Vår mission är att ta reda på vad exponering för olika faktorer tidigt i livet kan göra med en människa, med fokus på hjärnans utveckling, säger Cristiana Cruceanu, assistant professor vid institutionen för fysiologi och farmakologi, Karolinska Institutet.
Det internationella forskarlaget från Karolinska Institutet, Max Planck Institute of Psychiatry och Helmholtz München ville ta reda på hur glukokortikoider, en del av kroppens naturliga stressrespons och en viktig del av normal fosterutveckling, påverkar utvecklingen av den mänskliga hjärnan vid överexponering.
Modellering av hjärnan in vitro
Om det t.ex. finns risk för för tidig födsel förskrivs ofta syntetiska glukokortikoider under graviditeten för att främja lungornas utveckling. Men hur påverkar dessa syntetiska glukokortikoider fostrets hjärna?
För att ta reda på det använde forskarna hjärnorganoider, tredimensionella modeller av den växande hjärnan, som har utvecklats från mänskliga stamceller och mognat i en petriskål.
På så sätt kunde de simulera extrem exponering under tidig graviditet. Denna toppmoderna teknik gör det möjligt för forskare att använda ett specifikt mänskligt system för att förstå dessa processer, utan att utsätta verkliga människor eller djur för obehag eller skada.
Exponering formar hjärnan
Forskarna fann att extrem exponering för glukokortikoider faktiskt formar fostrets hjärna. De såg en förändring i fördelningen av olika typer av nervceller: I de exponerade organoiderna fanns det en högre andel inhiberade neuroner och en lägre andel exciterande neuroner än i de icke-exponerade organoiderna.
Dessa fynd visar att hjärnan under utveckling är känslig för yttre påverkan.
- Vi ser en ökad mängd inhiberade nervceller, men våra studieresultat visar inte om detta innebär en ökad risk eller motståndskraft mot vissa störningar senare i livet, förklarar Cruceanu.
- Vi vet att stress, depression och ångest under graviditeten är vanligt, och att behovet av behandling med läkemedel som antidepressiva medel kommer in. Därför syftar det nuvarande arbetet i mitt labb till att studera effekterna av sådana mediciner på hjärnan under utveckling. Vi vill veta om de potentiellt negativa effekterna av mammans stress motverkas av antidepressiva läkemedel hos det växande barnet, på samma sätt som det gör för modern? Det är en komplicerad fråga att besvara, men med organoider kan vi kontrollera exponeringsparadigmen och titta specifikt på hjärnans utveckling”, avslutar Cristiana Cruceanu.
Publikation
”Chronic exposure to glucocorticoids amplifies inhibitory neuron cell fate during human neurodevelopment in organoids | Science Advances “, Leander Dony, Anthi C. Krontira, Lea Kaspar, Ruhel Ahmad, Ilknur Safak Demirel, Malgorzata Grochowicz, Tim Schäfer, Fatema Begum, Vincenza Sportelli, Catarina Raimundo, Maik Koedel, Marta Labeur, Silvia Capello, Fabian J.Theis, Cristiana Cruceanu och Elisabeth B. Binder. Science Advances, online 14 februari 2025, doi: 10.1126/sciadv.adn8631.