DFG-Forschergruppe
"Der männliche Gamet: Produktion, Reifung, Funktion"
am Institut für Reproduktionsmedizin

Am Institut für Reproduktionsmedizin der Universität Münster und am Institut für Hormon- und Fertilitätsforschung der Universität Hamburg wurde 1995 eine Konfokale DFG-Forschergruppe "Der männliche Gamet: Produktion, Reifung, Funktion" eingerichtet. Das gemeinsame Ziel der Konfokalen Forschergruppe ist die Erforschung eines Kerngebietes der Reproduktion: Die Entstehung und Funktion der Gameten bis zur Fertilisierung der Eizelle. Vorrangige Ziele der Forschungsaktivitäten sind die Verbesserung der Diagnose und Behandlung von Fertilitätsstörungen beim Mann sowie die Entwicklung einer praktikablen Methode der Kontrazeption auf Seiten des Mannes. Dieser Forschungsansatz wird seit nunmehr 6 Jahren von der DFG gefördert. Von den insgesamt 8 Teilprojekten wurden am Institut für Reproduktionsmedizin 5 Teilprojekte mit ca. DM 650.000 an Sachmitteln und 3½ Wissenschaftliche Mitarbeiter, 2 Technische Mitarbeiter, 1 Wissenschaftliche Hilfskraft und 1 Arzthelferin gefördert. Im Jahr 2000 stand nun eine erneute bisher ungewöhnliche Verlängerung dieser Forschergruppe an, die nach Begutachtung und einem positiven Votum durch eine internationale Gutachterkommission für weitere zwei Jahre gewährt wurde. Die in Deutschland einzigartige Konstellation einer konfokalen Forschergruppe auf dem Gebiet der Reproduktionsmedizin wird also weiterhin durch die DFG gefördert und unterstützt damit das Konzept eines interdisziplinären Forschungsansatzes von Naturwissenschaftlern und Medizinern auf dem Gebiet der Fortpflanzungsmedizin.

Die Forschergruppe bearbeitet am Institut für Reproduktionsmedizin folgende Fragestellungen:

• Keimzellspezifische Gene im Primatenhoden
• Transgene Tiermodelle zur Untersuchung der Hodenfunktion und Fertilität
• Spermienreifung im Nebenhoden
• Interaktion zwischen männlichen und weiblichen Fortpflanzungsfunktionen
• Männliche Kontrazeption

Aus den zahlreichen Ergebnissen der Forschungsaktivitäten sind folgende Resultate besonders erwähnenswert:

• Wir haben entdeckt, dass die Anzahl der Spermien abhängig ist von der Anzahl eines repetitiven Elements im Androgenrezeptor, den sogenannten CAG-Repeats. Die Spermienzahl nimmt bei einer größeren Anzahl von CAG-Repeats ab. Damit wurde erstmals ein genetischer Faktor für die Effizienz der Spermatogenese beim Menschen identifiziert.

• Polymorphismen in den Rezeptoren für die gonadotropen Hormone können die Sensitivät der Hormonwirkung modulieren. Dies ist bei der assistierten Reproduktion von großer klinischer Bedeutung.

• Die molekulare Wirkung des Follikel-Stimulierenden Hormons (FSH) in Sertoli-Zellen konnte durch die Erstellung von Genexpressionsprofilen mittels cDNA-Arrays erstmals charakterisiert werden. Damit kann die Bedeutung von FSH für die Spermatogenese besser verstanden werden.

• Klinische Studien zeigten, dass die Injektion eines langwirksamen Testosteronesters zusammen mit dem Gestagen Norethisterone eine günstige Kombination für ein männliches Kontrazeptivum darstellt. Multizentrische Studien werden geplant.

• Eine Mutationsanalyse des Luteinisierenden Hormon Rezeptors (LHR) bei einem hypgonadalen Patienten zeigte eine Deletion eines Exons im Rezeptor-Gen. Diese genetische Veränderung führte jedoch nicht zu einer Inaktivierung des Rezeptors, sondern zu einer selektiven Hormonbindung. Der intakte LHR kann sowohl LH als auch das humane Chorion-Gonadotropin (hCG) binden. Der veränderte Rezeptor kann jedoch nur noch mit hCG und nicht mit LH interagieren. Damit spielt das deletierte Exon offensichtlich eine entscheidende Rolle bei der Hormonselektivität.

• Detaillierte histologische und sterologische Untersuchungen der Spermatogenese beim Weißbüschelaffen Callithrix jacchus zeigten, dass die räumliche Anordnung sowie die Effizienz der Spermatogenese der des Menschen vergleichbar sind. Daher stellt dieses Tier ein geeignetes Modell zur Untersuchung der menschlichen Spermatogenese dar.

• Mit Hilfe von Knock-out-Mäusen, denen ein Tyrosin-Kinase Rezeptor fehlt, konnte erstmals ein Modell zur Untersuchung von Spermiendefekten, die ihren Ursprung im Nebenhoden haben, etabliert werden.

• Die Spermienreifung im Nebenhoden ist entscheidend abhängig von einem normalen osmotischen Milieu. Veränderungen in diesem Milieu führen zu drastischen Volumenänderungen der Spermien und damit zu einer Beeinträchtigung der Motilität.

• Der Transkriptionsfaktor CREM spielt eine entscheidene Rolle bei der Reifung der Spermien. Bei infertilen Männern konnte gezeigt werden, dass das Expressionsmuster für CREM im Vergleich zu gesunden Männern verändert ist. Dies könnte darauf hindeuten, dass CREM ursächlich für die beobachtete Spermatogenesestörung ist.

Die Aktivitäten der Forschergruppe finden nationale und internationale Anerkennung. Im Berichtsjahr 2000 entstanden über 30 Veröffentlichungen und auf Einladung wurden 60 Vorträge gehalten. Ein Mitarbeiter erhielt ein durch die DFG gefördertes Heisenberg-Stipendium. Das von den Mitarbeitern der Forschergruppe herausgegebene und verfasste Standardwerk und Lehrbuch über die reproduktive Gesundheit des Mannes (Andrologie) erschien in seiner zweiten Auflage sowohl in deutscher als auch in englischer Sprache "Andrology: Male Reproductive Health and Dysfunction" und wird gegenwärtig ins Italienische übersetzt.

Prof. Dr. Eberhard Nieschlag
Sprecher der DFG-Forschergruppe