Es wurde bereits vielfach diskutiert, ob mütterliches Asthma bronchiale einen Risikofaktor für die Nachkommen darstellt, ebenfalls an allergischem Asthma zu erkranken. Die bisher durchgeführten Tierversuche variieren jedoch stark in der Methodik und reichen nicht aus, um die Mechanismen der maternofetalen Risikoübertragung gänzlich zu verstehen. Daher wurde in dem folgenden Maus-Modell der Einfluss einer Asthma-Exazerbation während der Schwangerschaft auf die Asthma-Suszeptibilität der Nachkommen untersucht. Ein besonderes Augenmerk lag dabei auf dem Immunglobulin G (IgG), welches in Abhängigkeit von seiner Glykosylierung pro- oder antiinflammatorisch auf den Fetus einwirken kann.
Die weiblichen Mäuse wurden vor der Verpaarung entweder mit Casein (CAS) oder mit Ovalbumin (OVA) subkutan sensibilisiert. Die Kontrollgruppe erhielt eine phosphatgepufferte Salzlösung (PBS: engl. phosphate-buffered saline). Die Exazerbation während der Schwangerschaft wurde mittels einer Aerosol-Exposition des jeweiligen Allergens oder PBS ausgelöst. Bei den Nachkommen wurde nach dem gleichen Protokoll vorgegangen, jedoch verwendete man bei allen Nachkommen OVA als Allergen. Der asthmatische Phänotyp wurde mittels bronchoalveolärer Lavage (BAL), Lungenhistologie und Messung des Atemwegswiderstandes quantifiziert. Des Weiteren erfolgte eine Analyse der IgG-Glykosylierung im Serum der Muttertiere und deren allergischen Nachkommen.
In den Nachkommen, die mit dem gleichen Allergen behandelt wurden wie das Muttertier (OVA-allergische Nachkommen von OVA-allergischen Muttertieren), konnte ein höheres Risiko für die Entwicklung eines hyperreagiblen Bronchialsystems im Vergleich zu den Nachkommen der Kontrollgruppe gezeigt werden. Im Gegensatz dazu zeigten die OVA-allergischen Nachkommen von CAS-allergischen Muttertieren diesen allergischen Phänotyp nicht. Während sich die CAS- und OVA-Muttertiere nicht in den Ergebnissen der BAL und der Lungenhistologie unterschieden, ließ sich ein signifikanter Unterschied in ihrer IgG-Glykosylierung aufzeigen. Die OVA-allergischen Muttertiere sowie ihre Nachkommen wiesen einen hohen Anteil an IgG auf, welches keine zusätzliche Galaktose oder Sialinsäure am Glykan des Asparagins (Asn)-297 integriert hatte. Das agalactosylierte Glykan verstärkt die proinflammatorischen Eigenschaften des IgG. Die Casein-allergischen Muttertiere zeigten ebenfalls eine Tendenz zu einer proinflammatorischen Glykosylierung des IgG, jedoch in einer deutlich geringeren Ausprägung. Das Glykosylierungsmuster spiegelte sich in ihren Nachkommen wider.
Der verstärkte allergische Phänotyp der OVA-OVA-Nachkommen scheint mit der Asthma-Exazerbation des Muttertieres während der Schwangerschaft zusammenzuhängen und ist mit einem erhöhten Anteil an proinflammtorischem IgG, sowohl bei den Muttertieren als auch bei den Nachkommen, assoziiert. Da IgG transplazentar auf den Fetus übertragen werden kann, stellt dies einen möglichen Mediator der maternofetalen Risikoübertragung dar und sollte daher in zukünftigen Studien berücksichtigt werden.
It has often been discussed whether maternal bronchial asthma is a risk factor for offspring to also develop allergic asthma. The animal studies conducted so far vary widely in their structure and are not sufficient to fully understand the mechanisms of maternal-fetal risk transmission. This study used a mouse model to investigate the influence of asthma exacerbation during pregnancy on asthma susceptibility of the offspring. Special attention was paid to immunoglobulin G (IgG), which can have a pro- or anti-inflammatory effect on the fetus depending on its glycosylation status. Female mice were subcutaneously sensitized with either casein (CAS) or ovalbumin (OVA) prior to mating. The control group received a phosphate-buffered saline solution (PBS). Asthma exacerbation during pregnancy was induced by aerosol exposure of the respective allergen or PBS. The same protocol was followed in the offspring, but the allergen OVA was used in all offspring. The asthmatic phenotype was investigated by bronchoalveolar lavage (BAL), histological analysis of lung inflammation and airway reactivity measurements. Similarly, an analysis of serum IgG glycosylation was performed in dams and their allergic offspring. If the mothers and their offspring were treated with the same allergen (OVA-allergic offspring of OVA-allergic mothers), the offspring showed a higher risk of developing a hyperreactive bronchial system than the offspring of the control group. However, the OVA-allergic offspring of the casein-allergic mothers were treated with a different allergen than the dam and did not show an increased allergic phenotype. While the CAS and OVA mothers did not differ in BAL and lung histology, significant differences were found in their IgG glycosylation. The OVA-allergic mothers as well as their offspring showed high levels of IgG, which did not integrate additional galactose or sialic acid in the glycan of asparagine (Asn)-297. This agalactosylated glycan enhances the proinflammatory properties of IgG. The casein-allergic mothers also showed a tendency towards proinflammatory glycosylation of IgG, but in a significantly lower degree. This was also reflected in their offspring. The increased allergic phenotype of OVA-OVA offspring seems to be related to the asthma exacerbation of the mother during pregnancy and is associated with an increased level of proinflammatory IgG in both mothers and offspring. Since IgG can be transmitted transplacentally to the fetus, this is a possible mediator of maternal-fetal risk transmission and should therefore be considered in future studies.
