Zwei neue Papiere aus Fortpflanzungsbiologenan der Universität von Massachusetts in Amherst , mit internationalen Partnern voran Bericht für das Verständnis der grundlegenden Prozesse des Spermienkapazitation , die eines Tages zu verbessern, kann die Erfolgsraten der In-vitro- Fertilisation (IVF) , indem Sie eine Verknüpfung zu Problemen umgehen und kann letztlich zu einer Verhütungsmittel für Männer zu führen.
Eine " Pille für den Mann " kann ein langer Weg auf der Straße sein, sagt Pablo Visconti , führen UMass Amherst Autor, aber diese neue Grundlagenwissen , wie Spermien erwerben die Fähigkeit, ein Ei zu befruchten , ließ die Wissenschaftler entweder blockieren oder verstärken den Prozess ist im Herzen , in der Lage , sie zu kontrollieren . Die Ergebnisse der internationalen Forscherteams werden im frühen Online-Ausgaben in diesem Monat der Proceedings der National Academy of Sciences (PNAS ) und dem Journal of Biological Chemistry ( JBC ), die in einer Studie ein Finalist für den Namen "Paper of the Week ".
Als Visconti erinnert , war es die Entdeckung in den 1950er Jahren von Spermienkapazitation die IVF ermöglicht. Spermien sind nicht fruchtbar , bis sie Zeit damit verbringen, in der spezialisierten Umfeld des weiblichen Genitaltrakt , die sich durch eine Reihe von biochemischen empfindlichen Stadien als Kapazitation bezeichnet . In den letzten 50 Jahren hat sich gezeigt, dass nicht nur diese Signaltransduktionskaskade für Kapazitation beinhaltet viele Stufen , aber dass jeder Säugetierspezies hat ihre eigene unterschiedliche und spezifische Anforderungen für den Erfolg.
Das heißt, IVF Anforderungen sind nicht universell, und Spezies-spezifische Anforderungen müssen auf einer Fall- zu-Fall- Ansatz festgelegt werden. Visconti , so gibt es ein großes Interesse an der Nutzung der IVF bei Pferden , zum Beispiel , aber trotz jahrelanger Forschung ist dies unerschwinglich schwierig, weil zu wenig über Anforderungen an Spermienkapazitation bei Pferden bekannt. Viele Biologen interessieren sich auch jetzt im Umgang mit IVF zur Erhaltung bedrohter Arten , aber die Hürden sind immens , weil jeder sehr spezifische Verfahren erfordert , ergänzt der Biochemiker .
Jede besseren Verständnis der Kaskade von Ereignissen , wo Fehler in der IVF treten oft , wäre sinnvoll , sagt Visconti . Durchführung von Experimenten mit Maus Spermien in vitro , er und seine Kollegen an UMass Amherst , mit anderen an Weill Cornell Medical College , University of Hawaii Medical School, Asahikawa Medical University Japan, Universidad Nacional de Rosario und Facultad de Medicina Argentinien und Universidad Nacional Autónoma de México zwei Entdeckungen, die helfen sollten .
In der PNAS-Studie , experimentierten die Forscher mit Erhöhung der intrazellulären Kalzium Verwendung des Calcium-Ionophor , A23187 . Calcium ist , die eine Rolle in den späten Spermienkapazitation Prozess spielen , nach vielen früheren Schritten in Bahnen, die auf löslichen Adenylylcyclase abhängen , cyclisches Adenosinmonophosphat ( cAMP) , Proteinkinase A ( PKA) und andere Enzymkaskaden stattgefunden haben .
Ein Hauptnachteil der Zugabe von Calcium Ionophor ist jedoch , dass es überwältigt die Spermien mit zuviel und immobilisiert sie schnell bemerkt Visconti . Aber er und seine Kollegen festgestellt, dass sie sich um diese durch einfaches Waschen des überschüssigen weg. Damit sie im Grunde zu umgehen frühen Stadien Kapazitation durch die Anwendung des Calcium-Ionophor , waschen Sie es weg , und die Spermien mit Kapazitation fortzufahren.
Unter diesen Bedingungen wird die Autoren berichten , befruchtete Ionophor - behandelten Spermien 80 Prozent der Eier, die in normale Nachkommen entwickelt. Ihre Daten zeigen, dass Ionophor - behandelten Maus Spermien Eizellen zu befruchten , auch wenn die cAMP / PKA -Signalweg gehemmt .
Visconti schreibt seine Co-Autoren Hiroyuki Tateno in Japan und Ryuzo Yanagimachi in Hawaii mit dem Gedanken, Wasch Ionophor nach Gebrauch . Er weist darauf hin , " Bis sie es begriffen , niemand dieses Tricks gedacht hatte. Sie haben die ersten Versuche , " Visconti erklärt . "Später zeigten unsere Versuche , dass durch die Behandlung der Spermien mit Calcium-Ionophor , wir wurden diese Zellen die Aktivierung weit hinter dem normalen biologischen Verfahren . Und wenn der Ionophor wird abgewaschen , die Spermien zu behalten nur das Kalzium , die sie benötigen . Sie selbst regulieren die optimale Calciumkonzentration und sind bereit, weiter zu machen. "
Er fügt hinzu: " Unser Labor hauptsächlich an der Grundlagenforschung , wie Spermien erwerben Befruchtungsfähigkeit ist , aber eine interessante Idee ist hier, dass diese Verknüpfung bietet einige Möglichkeiten für die translationale Calciumionophor Verwendung im IVF . Diese Verknüpfung kann viele schwierige Situationen, die wir Begegnung in IVF, bei vielen Arten . "
In der JBC Finalist für "Paper of the Week ", Visconti und Kollegen einschließlich Ana Maria Salicioni Adresse eine lange Frage nach dem Vorhandensein oder nicht von Trans Adenylylcyclasen in der stark zergliederten Spermien Kopf und Schwanz und ihre Funktionswege.
Salicioni sagt: "Wir zeigen , dass die Regeln für die Herstellung von cAMP in Kopf und Schwanz sind unterschiedlich und die Ziele unterschiedlich sind. Das Hauptziel in der Schwanz ist PKA . Im Kopf das Ziel ist noch nicht klar , aber es ist sicherlich nicht PKA . Also die cAMP Wege in Kopf und Schwanz sind völlig verschieden , was ganz neu ist. "
Mit biochemischen Analyseverfahren in Knockout-Mäusen , Visconti und Kollegen zeigen, dass , während die lösliche Adenylatzyklase ( sAC ) im Heck befindet, Trans Adenylylcyclasen ( TMAC ) im KopfraumSpermien vorhanden sind. Diese Enzyme werden bei der Synthese von cAMP und involviert unerwartet , sind die Signalwege mit diesen zweiten Messengers in den Anfangs- und Endpunkt verschieden.