Nachrichten | Winzige RNAs in Spermien sind für die Entwicklung menschlicher Embryonen entscheidend
Eine Studie der Linköping University in Schweden hat ergeben, dass Spermien mehr als nur genetisches Material zur Eizelle transportieren: Sie enthalten auch wichtige Moleküle, insbesondere microRNAs, die für die Embryonalentwicklung entscheidend sind. Diese Spermien-microRNAs können die Entwicklung noch mehrere Tage nach der Befruchtung beeinflussen. Die in Nature Communications veröffentlichte Studie könnte neue Ansätze für die Diagnose und Behandlung von Unfruchtbarkeit bieten.
„Spermien sind nicht nur Träger genetischen Materials, sondern transportieren auch andere Moleküle, die den Beginn der Embryonalentwicklung unterstützen. Das bedeutet, dass Spermien bei der Befruchtung eine viel größere Rolle spielen als bisher angenommen“, sagte Anita Öst, Professorin für Zell- und Molekularbiologie an der Linköping University und eine der Studienleiterinnen.
Die Rolle von microRNAs bei der Embryonalentwicklung
MicroRNAs spielen eine wichtige Rolle bei der Regulation von Genen in Zellen. Frühere Studien zeigten, dass Spermien-microRNAs bei einigen Tieren die Embryonalentwicklung beeinflussen, doch die Forschung am Menschen war begrenzt. Diese Studie der Linköping University weist erstmals eindeutig ihre Rolle bei der menschlichen Embryonalentwicklung nach – mit wichtigen klinischen Implikationen.
Da Unfruchtbarkeit häufiger wird, haben etwa eines von sechs Paaren Schwierigkeiten, schwanger zu werden. Einige können durch eine In-vitro-Fertilisation (IVF) schwanger werden, doch die Embryonenqualität ist ein entscheidender Faktor für den Erfolg einer IVF. Eine bessere Beurteilung der frühen Embryonenqualität könnte die Behandlungsergebnisse verbessern.
Bei einer IVF-Behandlung liegt der Schwerpunkt meist auf der Frau: Durch hormonelle Stimulation werden mehrere Eizellen vor der Befruchtung mit Spermien zur Reifung gebracht. Die Spermienqualität ist jedoch in vielen Ländern in den vergangenen Jahren aus bislang ungeklärten Gründen zurückgegangen. Die Forschenden aus Linköping wollten untersuchen, wie männliche Faktoren den Erfolg einer IVF beeinflussen.
Methoden und Ergebnisse
Das Team sammelte überschüssige Spermienproben von 69 Paaren, die sich einer IVF unterzogen, und extrahierte RNA zur Analyse. Es verglich verschiedene RNA-Typen mit Spermienkonzentration, Beweglichkeit, Befruchtungsfähigkeit, Embryonenqualität und Schwangerschaftsergebnissen. Höhere Konzentrationen bestimmter Spermien-microRNAs waren mit einer höheren Wahrscheinlichkeit für Embryonenbildung und -entwicklung verbunden.
„Wir stellten fest, dass höhere Konzentrationen bestimmter microRNAs in Spermienproben deren Einfluss auf die Embryonenqualität vorhersagen und sogar anzeigen konnten, wie sich der Embryo mehrere Tage später entwickeln würde“, ergänzte das Teammitglied Signe Isacson, Postdoktorandin für Bioinformatik an der Linköping University.
Klinische Bedeutung von microRNAs
MicroRNAs sind wichtige genregulierende Moleküle, die großes Forschungsinteresse geweckt haben. Die Entdecker der microRNAs erhielten für ihre Arbeiten zu deren Rolle bei der Embryonalentwicklung von Würmern den 2024 Nobelpreis für Physiologie oder Medizin. Das Team aus Linköping stellte fest, dass ähnliche microRNAs in menschlichen Spermien aktiv und möglicherweise für eine normale Embryonalentwicklung unerlässlich sind.
„Die von uns identifizierten microRNAs gehören zu derselben Klasse, die von den Nobelpreisträgern entdeckt wurde, die erstmals ihre entscheidende Bedeutung für die Embryonalentwicklung von Würmern zeigten. Wir waren überrascht festzustellen, dass ähnliche microRNAs in menschlichen Spermien offenbar ebenfalls eine wichtige Rolle bei der Embryonalentwicklung spielen“, sagte Professorin Öst.
Künftige Forschung und offene Fragen
Die Forschenden können noch nicht vollständig erklären, warum manche Männer höhere Konzentrationen an Spermien-microRNAs aufweisen als andere. Unklar ist auch, wie diese microRNAs entstehen, ob sie mit der Funktion von Hoden oder Nebenhoden zusammenhängen oder ob der Lebensstil sie beeinflusst. Das Team untersucht derzeit, ob Ernährung und Lebensstil die Konzentration von Spermien-microRNAs beeinflussen, insbesondere während einer IVF-Behandlung.
Die Studie wurde vom Swedish Research Council, der Ragnar Söderberg Foundation, der Knut and Alice Wallenberg Foundation und der Region Östergötland finanziert.
Nachrichten | Winzige RNAs in Spermien sind für die Entwicklung menschlicher Embryonen entscheidend
Nachrichten | Winzige RNAs in Spermien sind für die Entwicklung menschlicher Embryonen entscheidend
Eine Studie der Linköping University in Schweden hat ergeben, dass Spermien mehr als nur genetisches Material zur Eizelle transportieren: Sie enthalten auch wichtige Moleküle, insbesondere microRNAs, die für die Embryonalentwicklung entscheidend sind. Diese Spermien-microRNAs können die Entwicklung noch mehrere Tage nach der Befruchtung beeinflussen. Die in Nature Communications veröffentlichte Studie könnte neue Ansätze für die Diagnose und Behandlung von Unfruchtbarkeit bieten.
„Spermien sind nicht nur Träger genetischen Materials, sondern transportieren auch andere Moleküle, die den Beginn der Embryonalentwicklung unterstützen. Das bedeutet, dass Spermien bei der Befruchtung eine viel größere Rolle spielen als bisher angenommen“, sagte Anita Öst, Professorin für Zell- und Molekularbiologie an der Linköping University und eine der Studienleiterinnen.
Die Rolle von microRNAs bei der Embryonalentwicklung
MicroRNAs spielen eine wichtige Rolle bei der Regulation von Genen in Zellen. Frühere Studien zeigten, dass Spermien-microRNAs bei einigen Tieren die Embryonalentwicklung beeinflussen, doch die Forschung am Menschen war begrenzt. Diese Studie der Linköping University weist erstmals eindeutig ihre Rolle bei der menschlichen Embryonalentwicklung nach – mit wichtigen klinischen Implikationen.
Da Unfruchtbarkeit häufiger wird, haben etwa eines von sechs Paaren Schwierigkeiten, schwanger zu werden. Einige können durch eine In-vitro-Fertilisation (IVF) schwanger werden, doch die Embryonenqualität ist ein entscheidender Faktor für den Erfolg einer IVF. Eine bessere Beurteilung der frühen Embryonenqualität könnte die Behandlungsergebnisse verbessern.
Bei einer IVF-Behandlung liegt der Schwerpunkt meist auf der Frau: Durch hormonelle Stimulation werden mehrere Eizellen vor der Befruchtung mit Spermien zur Reifung gebracht. Die Spermienqualität ist jedoch in vielen Ländern in den vergangenen Jahren aus bislang ungeklärten Gründen zurückgegangen. Die Forschenden aus Linköping wollten untersuchen, wie männliche Faktoren den Erfolg einer IVF beeinflussen.
Methoden und Ergebnisse
Das Team sammelte überschüssige Spermienproben von 69 Paaren, die sich einer IVF unterzogen, und extrahierte RNA zur Analyse. Es verglich verschiedene RNA-Typen mit Spermienkonzentration, Beweglichkeit, Befruchtungsfähigkeit, Embryonenqualität und Schwangerschaftsergebnissen. Höhere Konzentrationen bestimmter Spermien-microRNAs waren mit einer höheren Wahrscheinlichkeit für Embryonenbildung und -entwicklung verbunden.
„Wir stellten fest, dass höhere Konzentrationen bestimmter microRNAs in Spermienproben deren Einfluss auf die Embryonenqualität vorhersagen und sogar anzeigen konnten, wie sich der Embryo mehrere Tage später entwickeln würde“, ergänzte das Teammitglied Signe Isacson, Postdoktorandin für Bioinformatik an der Linköping University.
Klinische Bedeutung von microRNAs
MicroRNAs sind wichtige genregulierende Moleküle, die großes Forschungsinteresse geweckt haben. Die Entdecker der microRNAs erhielten für ihre Arbeiten zu deren Rolle bei der Embryonalentwicklung von Würmern den 2024 Nobelpreis für Physiologie oder Medizin. Das Team aus Linköping stellte fest, dass ähnliche microRNAs in menschlichen Spermien aktiv und möglicherweise für eine normale Embryonalentwicklung unerlässlich sind.
„Die von uns identifizierten microRNAs gehören zu derselben Klasse, die von den Nobelpreisträgern entdeckt wurde, die erstmals ihre entscheidende Bedeutung für die Embryonalentwicklung von Würmern zeigten. Wir waren überrascht festzustellen, dass ähnliche microRNAs in menschlichen Spermien offenbar ebenfalls eine wichtige Rolle bei der Embryonalentwicklung spielen“, sagte Professorin Öst.
Künftige Forschung und offene Fragen
Die Forschenden können noch nicht vollständig erklären, warum manche Männer höhere Konzentrationen an Spermien-microRNAs aufweisen als andere. Unklar ist auch, wie diese microRNAs entstehen, ob sie mit der Funktion von Hoden oder Nebenhoden zusammenhängen oder ob der Lebensstil sie beeinflusst. Das Team untersucht derzeit, ob Ernährung und Lebensstil die Konzentration von Spermien-microRNAs beeinflussen, insbesondere während einer IVF-Behandlung.
Die Studie wurde vom Swedish Research Council, der Ragnar Söderberg Foundation, der Knut and Alice Wallenberg Foundation und der Region Östergötland finanziert.
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