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Spermienwechsel könnte zu neuen Fruchtbarkeitsbehandlungen führen
Wissenschaftler haben den "Schalter" entdeckt, der die Samenzellen aktiviert, um zum Ei zu gelangen, was möglicherweise den Weg für neue Methoden der Empfängnisverhütung und Behandlung von Unfruchtbarkeit ebnet. Die Forschung ist in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaft.
Spermienzellen können sich ohne einen Progesteron-Trigger nicht weit bewegen.
Nach Angaben des Centers for Disease Control and Prevention (CDC) hatten im Jahr 2002 7,5% aller sexuell erfahrenen Männer unter 45 Jahren oder 3,3-4,7 Millionen Männer irgendwann einen Fruchtbarkeitsarzt aufgesucht.
Von diesen wurden 18% mit einem Problem der männlichen Unfruchtbarkeit diagnostiziert, 14% davon mit Sperma oder Samen.
Spermienzellen sind nicht sehr mobil. Sie haben begrenzte Bewegung im männlichen Fortpflanzungstrakt. In der Tat sind sie nicht in der Lage, das Ei im weiblichen Trakt zu erreichen, wenn sie nicht durch das Hormon Progesteron aktiviert werden. Es ist die Freisetzung dieses Hormons durch das Ei, die ihre Reise auslöst.
Um die Beweglichkeit der Samenzelle zu erhöhen, muss Kalzium auch durch seine äußere Membran hindurchtreten und in den "Schwanz" oder die Flagella eintreten, mit der es sich vorwärtstreibt.
Damit das Kalzium eindringen kann, muss sich ein als CatSper bekanntes Spermaprotein mit ähnlichen Proteinen in den Flagellen verbinden. Wenn dieser Prozess nicht stattfindet, wird das Sperma nicht in der Lage sein, das Ei zu erreichen.
In der aktuellen Studie wollten die Forscher herausfinden, ob Progesteron direkt mit CatSper interagiert, um den Kalziumeinstrom auszulösen, oder ob es auf ein anderes Molekül wirkt, das dann auf CatSper wirkt.
Isolieren ABHD2-Protein, Schritt für Schritt
Melissa R. Miller und Kollegen - von der University of California-Berkley, der University of California-San Francisco und der Yale University School of Medicine in New Haven, CT - wollten herausfinden, was genau die Bewegung der Spermien auslöst.
Das Team setzte Spermien zunächst einer Chemikalie aus, die eine bestimmte Enzymklasse hemmt, weil sie vermuteten, dass das Molekül, das auf CatSper wirkt, in dieser Enzymklasse enthalten sein könnte.
Als nächstes setzten sie das Sperma Progesteron aus. Sie stellten fest, dass die Spermien inaktiv blieben, was darauf hindeutet, dass CatSper nicht direkt an dem Prozess beteiligt war.
Unter Verwendung von modifiziertem Progesteron isolierte das Team schließlich die Enzym-Alpha / Beta-Hydrolase-Domäne, die Protein 2 (ABHD2) enthält, aus den Spermienschwänzen.
Um zu testen, ob dies das Zielprotein war, inaktivierten die Forscher ABHD2, bevor sie Progesteron ausgesetzt wurden. Bei inaktiviertem ABHD2 konnte Progesteron die Samenzellen nicht aktivieren.
Dies bestätigt, dass ABHD2 das Molekül ist, an das Progesteron binden muss.
Die Autoren schlussfolgern: "Progesteron-aktivierte Endocannabinoid-Depletion durch ABHD2 ist ein allgemeiner Mechanismus, durch den Progesteron seine genomunabhängige Wirkung ausübt und Spermien für die Befruchtung heranzieht."
Stuart Moss, PhD, Direktor des männlichen Fortpflanzungsgesundheitsprogramms am Eunice Kennedy Shriver National Institut für Gesundheit und menschliche Entwicklung des National Institutes of Health (NIH), das die Studie finanzierte, sagt:
"Dies ist ein wichtiger Fortschritt bei der Erklärung, wie Spermien im weiblichen Fortpflanzungstrakt hypermotil werden. Die Entwicklung neuer Verbindungen, die ABHD2 blockieren, könnte letztendlich neue Verhütungsmethoden ergeben, um zu verhindern, dass Spermien das Ei erreichen."
Die Ergebnisse können Menschen, die von Unfruchtbarkeit aufgrund von geringer Spermienmobilität betroffen sind, Hoffnung geben. Behandlungen könnten sich darauf konzentrieren, ABHD2 zu umgehen oder zu verbessern.
Früher in diesem Jahr, Medizinische Nachrichten heute berichteten, dass Stammzellen verwendet werden könnten, um Sperma zu erzeugen, um männliche Unfruchtbarkeit zu überwinden, die entsteht, wenn die Meiose nicht auftritt.
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