Präeklampsie ist eine schwangerschaftsspezifische Störung, die schwerwiegende Komplikationen sowohl für die Mutter als auch für den Fetus verursacht. Ihr Auftreten könnte mit einem Zusammenbruch der immunologischen Toleranz zusammenhängen, die der mütterliche Organismus normalerweise gegenüber dem Embryo an der maternofetalen Grenzfläche entwickelt. Frühere Arbeiten hatten eine verminderte Expression des Moleküls HLA-F an dieser Grenzfläche bei betroffenen Patientinnen festgestellt, ohne dass der Mechanismus, über den dieses Molekül an der immunologischen Toleranz beteiligt ist, aufgeklärt worden wäre. Genau diese Frage möchte die vorliegende Studie klären.
Um die immunologischen Störungen an der maternofetalen Grenzfläche zu kartieren, führten die Autoren eine Einzelzell-RNA-Sequenzierung (single-cell RNA sequencing) an plazentarer Dezidua durch. Insgesamt wurden 101 250 Zellen in 22 verschiedene Gruppen eingeteilt. Dieser Ansatz wurde durch funktionelle Experimente an zwei humanen Zelllinien ergänzt: Jar-Zellen als Trophoblast-Modell und NK-92MI-Zellen als Lymphozyten-Modell, um die Rolle von HLA-F in jedem dieser Zelltypen näher zu bestimmen.
Die Analyse zeigte in der präeklamptischen plazentaren Dezidua eine besondere Population extravillöser Trophoblasten, die durch die Koexpression von IGFBP1 und SPP1 gekennzeichnet ist und mit mehreren bislang nicht beschriebenen immunologischen Funktionsstörungen einhergeht: einer verminderten ribosomalen Funktion der NK-Zellpopulationen sowie einer abnormen Expression von Antigenpräsentationsmolekülen in der Mehrzahl der Zellgruppen. Bestimmte Gene, die für die Zwischenstadien der Differenzierung myeloischer Zellen oder extravillöser Trophoblasten charakteristisch sind, erwiesen sich als an der Pathophysiologie der Erkrankung beteiligt; insbesondere wurde bei den Patientinnen im Vergleich zu den Kontrollen eine verstärkte interzelluläre Kommunikation zwischen den IGFBP1+SPP1+-Zellen (EVT2) beziehungsweise SPP1+M1-Zellen und ihren Zielpopulationen beobachtet. Hinsichtlich HLA-F bestätigte eine Multiplex-Immunfluoreszenzfärbung dessen geringere Expression in den präeklamptischen Proben. In den Jar-Zellen förderte die Überexpression von HLA-F die zelluläre Proliferation, Invasion und Migration, während seine Unterexpression den gegenteiligen Effekt hervorrief. In den NK-92MI-Zellen steigerte die Überexpression von HLA-F die Sekretion immunregulatorischer Zytokine wie CSF1 und CCL22 und förderte die Differenzierung adaptiver NKG2C+-NK-Zellen.
Durch die Beschreibung der Landschaft immunologischer Störungen an der maternofetalen Grenzfläche liefern diese Arbeiten neue Erkenntnisse über die zelluläre Heterogenität, die immunologischen Funktionsstörungen und die Rolle von HLA-F bei der Präeklampsie. Die Autoren gehen davon aus, dass diese Beobachtungen neue Perspektiven für die Erforschung der Krankheitsmechanismen eröffnen und auf ein potenzielles therapeutisches Ziel hinweisen könnten.