US-Studie: Wie ein natürlicher Mechanismus die Fruchtbarkeit beeinträchtigt

Ein von der Yale University, USA, geleitetes Forschungsteam hat herausgefunden, wie ein natürlicher biologischer Mechanismus bei Säugetieren die Interaktion von Spermien mit einer Eizelle und somit die Befruchtung verhindern kann.

In den USA leiden 9 Prozent der Männer und 11 Prozent der Frauen im gebärfähigen Alter an Fruchtbarkeitsproblemen. Einige dieser Probleme sind auf Störungen bei der Erkennung, Adhäsion und Fusion von Spermium und Eizelle zurückzuführen. Ein wichtiger Bestandteil des Fruchtbarkeitsprozesses sind IZUMO1, ein Protein auf der Oberfläche von Spermien, und JUNO, ein Rezeptor auf der Eizelle: Die IZUMO1-JUNO-Verbindung ermöglicht die Erkennung und Fusion von Spermium und Eizelle.

Eine Möglichkeit, diese Verbindung zu unterbinden, ist der Spermienantikörper OBF13. Dieser natürlich vorkommende Antikörper, der vor 40 Jahren an der Universität Osaka in Japan entdeckt wurde, kann IZUMO1 erkennen und die Befruchtung unterbrechen. Bislang waren die Einzelheiten dieses Mechanismus jedoch unbekannt. Die neuen Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences“ veröffentlicht.

OBF13-Variante identifiziert

Für die neue Studie analysierten die Forscher die Röntgenkristallstruktur von IZUMO1 beim Kontakt mit OBF13. Sie fanden heraus, dass OBF13 sich so an Spermien bindet, dass es deren Kontakt mit der Eizelle verändert. Die Analyse identifizierte außerdem eine hochaffine (fest bindende) Variante von OBF13, die die Befruchtung von Eizelle und Spermien wirksam blockiert. Darüber hinaus identifizierten die Forscher wichtige Aminosäurestellen auf JUNO, die dessen Bindungsfähigkeit an IZUMO1 bestimmen. Diese Stellen können trotz der Interferenz von OBF13 oder dessen Variante Spermien und Eizellen zur Befruchtung binden.

„In dieser Arbeit berichten wir über die erste Anti-Spermien-Antikörper-Antigen-Komplexstruktur“, erklärt Tang. „Wir liefern hochauflösende Informationen, die neue Wege zur Entdeckung von IZUMO1-Regulatoren eröffnen, die Entwicklung von Antikörpern und niedermolekularen Inhibitoren steuern und das Wirkstoffscreening für die Entwicklung von Verhütungsmitteln unterstützen“, kommentiert er abschließend.