Neues Protokoll identifiziert Spermien-Biomarker zur Diagnose männlicher Unfruchtbarkeit

Forscher der EHU-Universität des Baskenlandes haben ein robustes Protokoll zum Nachweis der Moleküle entwickelt, die an den Stoffwechselreaktionen von Spermien beteiligt sind. Die neue Methode ermöglicht eine detaillierte Analyse auch bei kleinen Proben und den Nachweis der größten Anzahl bisher identifizierter potenzieller Biomarker; Dieser Fortschritt könnte dazu beitragen, männliche Unfruchtbarkeit zu diagnostizieren und zukünftige klinische Lösungen zu entwickeln.

Menschliche Unfruchtbarkeit ist ein erhebliches gesundheitliches und soziales Problem. Etwa 17,5 % der Weltbevölkerung sind davon betroffen, und fast die Hälfte aller Fälle ist auf männliche Faktoren zurückzuführen. Derzeit wird die männliche Fruchtbarkeit mithilfe einer Samenanalyse beurteilt, bei der mehrere allgemeine Parameter unter dem Mikroskop gemessen werden: Probenvolumen, Spermienkonzentration, Motilität, Morphologie usw.

Das ist zwar interessant, reicht aber nicht aus. Einer Samenanalyse mangelt es an diagnostischen und prognostischen Möglichkeiten. Normale Werte bedeuten nicht, dass eine Person fruchtbar ist.

Irune Calzado, Forscherin in der Gruppe Menschliche Reproduktion

Daher ist es dringend erforderlich, verlässliche Biomarker zu finden, um die männliche Unfruchtbarkeit besser beurteilen zu können.

Die EHU-Forscher konzentrierten sich auf die Gruppe der Moleküle, die am Spermienstoffwechsel beteiligt sind. Dazu nutzten sie die Metabolomik, eine Technik zur Analyse von Metaboliten. Metaboliten sind die Produkte und Zwischenprodukte der im Körper ablaufenden Stoffwechselreaktionen: Lipide, Aminosäuren, Proteine, Nukleinsäuren, Kohlenhydrate usw. Sie bieten zahlreiche Informationen: „„Durch die Analyse von Metaboliten kann man beispielsweise herausfinden, ob bei einer Krankheit ein Stoffwechselweg verändert ist“, erklärt der Forscher.

Die meisten bisherigen Forschungen auf diesem Gebiet basierten auf Samenplasma, nicht jedoch auf Spermien. Tatsächlich haben Forscher im Bereich der menschlichen Reproduktion eine spezielle Methodik entwickelt, um diese Forschung an Spermien durchführen zu können. Die EHU-Forscher mussten sich verschiedenen methodischen Herausforderungen stellen, denn die Analyse von Spermien birgt gewisse Schwierigkeiten: „Aufgrund ihrer Zähigkeit sind Spermien sehr schwer zu brechen. Deshalb mussten wir eine Hochfrequenz-Ultraschalltechnik (Beschallung) optimieren, um sicherzustellen, dass die Spermien richtig zerkleinert werden können und wir alle Metaboliten aus ihnen extrahieren können“, sagte Calzado.

Darüber hinaus ejakulieren einige Patienten nur sehr wenige Spermien und es ist noch schwieriger, Metaboliten in diesen Proben nachzuweisen. Deshalb wollten die Forscher herausfinden, ab welcher Mindestmenge an Spermien sich die höchste Menge an Metaboliten nachweisen lässt. Sie bestätigten, dass „eine Probe von 1,25 Millionen Spermien die kleinste Probe ist, die verlässliche Ergebnisse liefern kann. Das war eine weitere Herausforderung der Studie: Maßnahmen zu ergreifen, damit in Zukunft anhand von Proben mit einer geringen Spermienzahl eine bessere Diagnose gestellt werden kann“, fügte sie hinzu.

Mögliche Biomarker: 955 Metaboliten und 473 Lipide

Dank der robusten Methodik, die von der Humanreproduktionsgruppe der EHU entwickelt wurde, kann eine umfassende Analyse von Lipiden und Metaboliten mit einer minimalen Menge an Zellen durchgeführt werden. Mittels Massenspektrometrie ermittelten die Forscher die potenziellen Biomarker, die Spermien haben könnten. Sie identifizierten erstmals 955 Metaboliten und 473 Lipide, die in Spermien vorhanden sein könnten. „Wir haben uns einen Überblick über die Spermienmetaboliten verschafft. Von nun an müssen wir damit beginnen, zu erforschen, was mit diesen Metaboliten bei den einzelnen Erkrankungen passiert.

Die Humanreproduktionsgruppe der EHU hat eine solide Plattform für die Entdeckung von Biomarkern zur Diagnose männlicher Unfruchtbarkeit in der Zukunft geschaffen. und klinische Anwendungen zu finden. „Dies öffnet die Tür für eine bessere Diagnose und Behandlung dieser Patienten. Wir haben einen wichtigen Schritt nach vorne gemacht; das Ziel besteht nun darin, nach den Biomarkern für jede Erkrankung zu suchen“, schloss sie.

Die Erforschung männlicher Unfruchtbarkeit steckt noch in den Kinderschuhen; Tatsächlich „wurden in der Vergangenheit die meisten Untersuchungen an Frauen durchgeführt. Die größte Last der Unfruchtbarkeit wurde immer den Frauen aufgebürdet. Aber es ist erwiesen, dass Unfruchtbarkeit das Problem des Paares ist“, sagte Calzado. 30 % der Fälle hängen mit weiblichen Faktoren zusammen; Weitere 30 % sind männlichen Ursprungs, der Rest hat kombinierte Ursachen oder steht im Zusammenhang mit ungeklärter Unfruchtbarkeit. Frauen und Männer tragen also eine ähnliche Belastung bei diesem Problem, aber in der Vergangenheit wurde das Problem bei Männern nicht untersucht. „Deshalb gibt es unserer Meinung nach in diesem Bereich noch viel Forschungsbedarf und unser Ziel ist es, uns darauf zu konzentrieren.“

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