Die Beteiligung der Cylicine an männlicher Unfruchtbarkeit 

Mit der Bedeutung von Cylicinen bei männlicher Unfruchtbarkeit bei Menschen und Mäusen haben sich Forscher des Universitätsklinikums Bonn (UKB) in einer Studie beschäftigt. Die Ergebnisse hat das Fachjournal „elife“ publiziert.

Cylicine sind in der Zytoskelettstruktur der Spermien

Spermien haben eine charakteristische Form: Einen Kopf, in dem die Erbinformationen sitzen und einen langen, beweglichen Schwanz, um zur Eizelle zu schwimmen. Vorne auf dem Kopf sitzt das Akrosom. Damit können sie während der Befruchtung in die Eizelle eindringen. Das sogenannte Zytoskelett sorgt für eine stabile Verbindung der einzelnen Spermienteile und ist für die Bildung und Erhaltung der Akrosomform verantwortlich. Der Kopfbereich der Spermien wird von der perinukleären Theca, einer Zytoskelettstruktur umschlossen. Sie enthält die Proteine Cylicin 1 und Cylicin 2. Welche Rolle die Cylicine bei der Spermatogenese spielen, war bisher nicht bekannt.

Um das herauszufinden, haben die Wissenschaftler mutierte Mäuse untersucht, die keine Cylicine erzeugen konnten. „Da Cylicine bei Mäusen und Menschen sehr ähnlich sind, ermöglicht unsere Studie an Mäusen, auch mehr über die menschliche Spermienentwicklung zu erfahren“, sagt Korrespondenzautor Prof. Hubert Schorle vom Institut für Pathologie am UKB.

Mäuse waren ohne Cylicine unfruchtbar

Gesunde, weibliche Mäuse wurden wesentlich seltener trächtig, wenn sie mit männlichen Mäusen gepaart wurden, denen Cylicin 1 fehlte. Falls sie doch trächtig wurden, brachten sie weniger Junge zur Welt.

Männliche Mäuse, die kein Cylicin 2 oder gar kein Cylicin produzieren konnten, waren absolut unfruchtbar. Es stellte sich heraus, dass bei diesen Mäusen die Struktur des Zytoskeletts der Spermien defekt war. Die Spermien wiesen kleinere Köpfe als normale Spermien auf. Sie hatten fehlerhafte Akrosomen und eingerollte Schwänze, die um den Kopf gewickelt waren. Im Bereich der perinukleären Theca fehlte ihnen ein Teil namens „Calyx“. Diese Fehlbildungen führten zu einer Beeinträchtigung der Spermienmotilität.

Außerdem wiesen diese Mäuse eine stark verminderte Anzahl von Spermien in den Nebenhoden auf und eine erhöhte Menge an Zytoplasma, das sich um den eingerollten Schwanz und den Zellkern befand.

Cylicine sind auch an der menschlichen Fruchtbarkeit beteiligt

Mit Hilfe des Universitätsklinikums Münster konnten die Wissenschaftler herausfinden, dass die Cylicine scheinbar auch bei der menschlichen Unfruchtbarkeit eine Rolle spielen. Sie identifizierten in einer vorhandenen Gendatenbank einen Mann mit Varianten im Cylicin1- und Cylicin2-Gen. Dieser Mann war ebenfalls unfruchtbar. Seine Frau und er hatten sechs Jahre lang erfolglos versucht, ein Kind zu bekommen. In seiner Samenanalyse wiesen 98 Prozent der Spermien Defekte am Kopf auf und die beweglichen Spermien waren signifikant verringert.

Aufgrund ihrer Ergebnisse regen die Forscher an, bei unfruchtbaren Männern auch einen Test auf Gen-Varianten bei den Cylicinen durchzuführen. „Da ‘nur’ das Gerüst des Spermiums nicht korrekt gebildet werden kann, könnte der Versuch, den Spermienkopf und damit des Erbmaterials in eine Eizelle zu verpflanzen, erfolgreich sein“, macht Prof. Schorle Hoffnung.

Quellen:
https://elifesciences.org/articles/86100
https://www.ukbnewsroom.de/stoerung-bei-der-maennlichen-samenbildung/