Die menschliche Plazenta nimmt eine einzigartige Position zwischen dem mütterlichen und dem fetalen Kreislauf ein und gewährleistet sowohl den für die Entwicklung des Embryos und anschließend des Fetus unerlässlichen Nährstoffaustausch als auch eine Funktion als selektive Barriere gegen zahlreiche Xenobiotika, darunter Arzneimittel und Umweltschadstoffe. Diese Physiologie ist nicht starr: Die Architektur des Gewebes wird im Verlauf der Schwangerschaft tiefgreifend umgebaut, wobei die Zottenoberfläche erheblich zunimmt, während die Dicke der Barriere von 45 µm im ersten Trimester auf nur noch 1 bis 3 µm am Ende der Schwangerschaft abnimmt. Auch die Sauerstoffumgebung des Trophoblasten verändert sich, was die Untersuchung der Auswirkungen von Schadstoffen aufgrund möglicher Interferenzen zwischen der Reaktion auf Hypoxie und den Reaktionen auf chemischen Stress erschwert. In diesem Zusammenhang spielt der Aryl-Kohlenwasserstoff-Rezeptor (AhR), ein umweltsensitiver Transkriptionsfaktor, der den Metabolismus einer breiten Palette von Xenobiotika wie polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe und Dioxine steuert, eine Schlüsselrolle. Die Entdeckung von Liganden alimentären und endogenen Ursprungs legt jedoch nahe, dass er auch physiologische Funktionen erfüllen könnte, die durch Schadstoffe gestört werden können. Seine plazentare Expression und Aktivität blieben jedoch weitgehend unbekannt.
Um diese Lücke zu schließen, erstellten die Autoren eine umfassende Kartierung des AhR in mehreren menschlichen Plazentamodellen: Expressionsniveaus des Transkripts und des Proteins, zelluläre Verteilung und transkriptionelle Aktivität gegenüber seinen wichtigsten Zielgenen. Diese Analysen wurden zu verschiedenen Zeitpunkten der Schwangerschaft, im Verlauf der Trophoblastendifferenzierung in vitro sowie in einer Trophoblasten-Zelllinie durchgeführt. Der Ansatz kombinierte quantitative Echtzeit-PCR, Western Blot, Zellfraktionierung zur Trennung des zytoplasmatischen und des nukleären Kompartiments sowie Immunfluoreszenzfärbungen und konfokale Mikroskopie. Die Spezifität des AhR-Nachweises wurde durch Vorinkubation des Antikörpers mit seinem Antigenpeptid kontrolliert. Für die Untersuchung der Ontogenese und der Trophoblastendifferenzierung wurden mindestens acht unabhängige Plazenten verwendet, wobei die Signifikanzschwelle auf p < 0,05 festgelegt wurde. Das zentrale Ergebnis ist eine konstitutive nukleäre Lokalisation des AhR in allen untersuchten Plazentamodellen, und dies in Abwesenheit jeglichen absichtlich hinzugefügten exogenen Aktivators. Der normalerweise zytosolische Rezeptor wandert erst nach Bindung eines Liganden in den Zellkern, um sich dort mit seinem Partner ARNT zu verbinden und die Transkription zu aktivieren. Diese nukleäre Präsenz unter Basalbedingungen veranlasst die Autoren, eine intrinsische Aktivierung des AhR vorzuschlagen, die endogenen, durch den plazentaren Metabolismus produzierten Liganden zugeschrieben wird. Die Autoren schlussfolgern, dass jegliche Interferenz mit dieser physiologischen Funktion des AhR dazu beitragen könnte, bestimmte Schwangerschaftskomplikationen zu erklären, die beispielsweise nach einer Exposition gegenüber Schadstoffen beobachtet werden, die diesen Signalweg aktivieren.