Untersuchungen epigenetischer Veränderungen während der fetalen Entwicklung des Auges

Abstract

In den letzten Jahren gewann die Epigenetik als Teilgebiet der molekulargenetischen Forschung zunehmend an Bedeutung. Bislang ist jedoch nur relativ wenig über epigenetische Veränderungen während der Entwicklung des menschlichen Auges bekannt. Im Rahmen dieser Studie wurde die globale Ausprägung verschiedener epigenetischer Marker während der fetalen Entwicklung des menschlichen Auges untersucht. Dazu wurden 34 humane fetale Augen aus der 11. bis 38. Gestationswoche mittels immunhistochemischer Färbungen auf globale Modifikationen, sowohl von Histon 3 und 4 als auch der DNA-Methylierung und DNA-Hydroxymethylierung, untersucht. <br/> In allen betrachteten okulären Strukturen konnten die untersuchten Marker nachgewiesen werden. Die nukleäre Färbeintensität von Kornea, Kammerwinkel, Aderhaut und Retina wurde mittels eines Scores aus dem Anteil der angefärbten Zellkerne und der Intensität der Färbung bestimmt. Besondere Berücksichtigung erhielt die Retina; hier wurden zentrale und periphere Bereiche sowie die einzelnen Netzhautschichten separat betrachtet. <br/> Die Ergebnisse zeigen sowohl für Histonmodifikationen als auch für die globale Methylierung und Hydroxymethylierung von DNA-Basen eine signifikante Abnahme des Scores mit zunehmendem Gestationsalter. Dies lässt auf eine vermehrte Aktivität epigenetischer Prozesse in frühen Entwicklungsphasen mit sukzessiver Abnahme im weiteren Verlauf der Entwicklung schließen. Die Auswertung der Retina zeigt, dass epigenetische Prozesse nicht in der gesamten Retina in gleichem Maße auftreten; vielmehr finden sich erhebliche Differenzen sowohl zwischen zentralen und peripheren Bereichen als auch zwischen den retinalen Schichten und Zelltypen. <br/> Diese Untersuchung zeigt erstmals lokalisationsspezifisch okuläre epigenetische Veränderungen an humanen Augen über nahezu die gesamte Fetalperiode. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass epigenetische Veränderungen während der fetalen Entwicklung insbesondere in der Retina einem komplexen Muster folgen. Bei der zukünftigen Betrachtung der Retina als Forschungsobjekt der Epigenetik sollte daher berücksichtigt werden, dass sich diese hinsichtlich der epigenetischen Entwicklung als heterogenes Gewebe darstellt und die einzelnen Zelltypen separat betrachtet werden müssen. Die in der Studie gewonnenen Erkenntnisse liefern darüber hinaus Ansatzpunkte für weiterführende Untersuchungen, um die epigenetischen Prozesse zukünftig noch präziser zu charakterisieren.