Offenbar sind bestimmte Mutationen dafür verantwortlich, dass Männer Spermien mit abnormaler Morphologie und geringerer Befruchtungsfähigkeit hervorbringen. Eine aktuelle Studie liefert Details.
Bei der Spermatogenese von Säugetieren kommt es während der Reifung der Spermatiden hin zu Spermatozoen zu drastischen Formveränderungen. Die Morphologie der reifen Spermien ist einer der wichtigsten Indikatoren für die Beurteilung der männlichen Fruchtbarkeit und aus klinischen Untersuchungen geht hervor, dass Spermien mit abnormaler Morphologie (Teratozoospermie) eine geringere Befruchtungsfähigkeit aufweisen. Obwohl in früheren Studien zahlreiche Gene identifiziert wurden, die mit Teratozoospermie in Verbindung stehen, ist die Ursache für einen Großteil der betroffenen Männer nach wie vor unbekannt.
Yong Fan et al. identifizierten eine neue homozygote Mutation und eine heterozygote Compound-Mutation von CCIN in zwei Familien, die an männlicher Unfruchtbarkeit leiden. Ultrastrukturelle Analysen der Spermien der Patienten deuten darauf hin, dass die mit dem CCIN-Defekt verbundene Spermienfehlbildung der Globozoospermie vom Typ II ähnelt, mit morphologischen Anomalien der Kerne und Akrosomen sowie einem Überschuss an restlichem Zytoplasma im Sperma. Die Phänotypen der Patienten wurden in Mausmodellen mit den krankheitsassoziierten Varianten erfolgreich rekapituliert, was die wesentliche Rolle von CCIN für die männliche Fertilität bestätigt.
Sowohl Studien in vitro als auch in vivo zeigen, dass CCIN-Mutationen die Stabilität des Calicin-Proteins beeinträchtigen, was zu deutlich reduzierten Calicin-Spiegeln in den mutierten Spermatiden führt. Der Mangel an Calicin beeinträchtigt die Formung des Spermienkerns und die Akrosomenbiogenese und führt schließlich zu einer Missbildung des Spermienkopfes während der Spermiogenese.
CCIN-mutierte Spermien weisen eine schwere Missbildung des Kopfes auf und haften nicht an der Zona pellucida, was letztlich zu männlicher Unfruchtbarkeit führt, die durch ICSI erfolgreich überwunden werden kann. Credit: Science China Press
Bei der weiteren Untersuchung des zugrunde liegenden Mechanismus der durch die CCIN-Mutation bedingten männlichen Unfruchtbarkeit stellte das Team fest, dass alle mutierten Spermatozoen von menschlichen Patienten und Mäusen nicht an der Zonamasse der Eizellen haften konnten. Durch die intrazytoplasmatische Spermieninjektion (ICSI) konnte der durch CCIN-Mutationen verursachte Befruchtungsdefekt erfolgreich überwunden werden, so dass mutierte Mäuse und zwei Paare mit CCIN-Varianten gesunde Nachkommen zeugten.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass diese Arbeit neue Erkenntnisse über die Rolle von CCIN bei der Formung des Spermienkopfes liefert. Die Ergebnisse können die genetische Diagnose von Teratospermie erleichtern und eine mögliche Anleitung für geeignete Behandlungen bei der assistierten Reproduktion bieten.
Dieser Artikel basiert auf einer Pressemitteilung von Science China Press. Die Studie haben wir euch hier und im Text verlinkt.
Bildquelle: Ricardo Gomez Angel, Unsplash
