CatSper – Schlüsselprotein in der Spermienzellwand

Wissenschaftler in den USA entdeckten kürzlich, was Spermien den nötigen Energieschub verleiht, um erfolgreich die Eizellmembran durchdringen zu können. Wie im Wissenschaftsjounal Nature berichtet wurde, unternahmen Dr. Yuriy Kirichok und Dr. Betsy Navarro vom Boston Children´s Hospital und dem Howard Hughes Medical Institute Messungen des elektrischen Stromflusses an der äußeren Membran von Spermien und entdeckten dabei ein Protein namens CatSper. Dieses Eiweiß ist nur im Schwanz reifer Spermien nachweisbar. Bereits frühere Studien hatten bewiesen, dass Mäuse, denen das CatSper – Gen fehlt, infertil waren, da ihre Spermien sich kaum bewegten und nicht in der Lage waren, Eizellmembranen zu durchdringen. 

Die neuere Studie belegte, dass CatSper ein Tunnelprotein in der Spermienmembran ist. Durch diesen transmembranen Tunnel fließen Kalziumionen in das Innere der Spermien. Durch den Ioneninflux, der als innerzelluläre Stromstärke messbar ist, kommt es zu einer Hyperaktivierung der Spermien. Diese wiederum führt zu einer erhöhten Energie und Beweglichkeit der Spermien, so dass diese besser in die Eizellmembranen eindringen können.

Neben der Bedeutung dieses Forschungsergebnisses im Zusammenhang mit männlicher Infertilität öffnen die Erkenntnisse über CatSper vor allem neue Möglichkeiten bei der Entwicklung eines männlichen Kontrazeptivums. Sollte es möglich sein, CatSper selektiv mit Hilfe von Medikamenten zu hemmen, wäre es möglich, die Spermienbeweglichkeit herabzusetzen bzw. auszuschalten und so eine Empfängnisverhütung über den Mann zu erreichen. Dr. Navarro wies darauf hin, dass das größte Problem bei der Entwicklung eines selektiven CatSper – Blockers die Schwierigkeit sei, den Kalziuminflux nur für den CatSper – Ionentunnel zu regulieren ohne dabei andere lebenswichtige Ionenkanäle lahmzulegen. Es sei jedoch bekannt, dass CatSper durch ein alkalisches Milieu im Inneren der Spermien regulierbar sei. Der nächste Schritt in der Forschung sei daher, herauszufinden, was diese alkalischen Bedingungen im Spermieninneren hervorrufe, um diesen Regulationsmechanismus möglicherweise selektiv ausnutzen zu können. 

Quelle: BioNews, London, 14.2.2006