Steuerung der männlichen Fertilität durch Wnt-Signal

Der Wnt-Signalweg ist einer von vielen Signalübermittlungswegen durch die Zellen auf äußere Signale reagieren können. Dieser Signalweg hat entscheidende Bedeutung für die normale Embryonalentwicklung und die Entstehung von Erkrankungen. In der Biologie sind diese Wnt-Signalmoleküle überall vorhanden. Sie befinden sich in Insekten genauso wie im Menschen und bilden die Basis der Gestalt aller Lebewesen.

Welche Aufgaben hat Wnt?

Wnt lenkt eine Reihe von Entwicklungsprozessen des Körpers, kann aber auch zur Entstehung von Krebs führen, wenn die Signale überaktiv sind. Wnt bindet sich an Andockstellen auf der Zelloberfläche und erfüllt seine Funktionen über eine äußerst komplexe Kaskade von Proeinwechselwirkungen im Inneren der Zelle aus. „Wir haben uns immer gefragt, ob Wnt auch Funktionen im Körper steuern kann, ohne dass Gene aktiviert und abgelesen werden“, erklärt Christof Niehrs, Leiter einer Forschungsabteilung im Deutschen Krebsforschungszentrum und gleichzeitig Leiter des Instituts für Molekulare Biologie in Mainz, das von der Boehringer Ingelheim Stiftung gefördert wird.

Wnt-Signal und Spermien

Ihre Reifung erlangen Samenzellen bei ihrer Passage durch die Nebenhoden, wordurch sie erst in der Lage sind, Eizellen zu befruchten. Am Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg und dem Institut für Molekulare Biologie in Mainz entdeckten die Wissenschaftler nun, dass Wnt-Signalmoleküle diesen Reifungsvorgang koordinieren.

Das Verblüffende: Der Wnt-Signalweg hat eine andere Wirkung auf die Spermatozoen als bisher bekannt. Die Zellen des Nebenhodens geben Wnt ab, das für die Beweglichkeit und für bedeutende Änderungen der Proteineigenschaften in den Samenzellen verantwortlich ist. Das Wnt-Signal hat dabei seinen Verlauf über die herkömmlichen, bekannten Schaltstationen, nimmt aber am Ende Einfluss auf andere Zielmoleküle. Dies wurde von Stefan Koch und Sergio Acebron aus Christof Niehrs´Gruppe anhand von Mäuseversuchen entdeckt.

Experimente mit Mäusen und die Ergebnisse

In Versuchen mit Nagetieren stellten die Forscher fest, dass jene Mäuse, die nicht über einen neu gefundenen und bedeutenden Aktivator des klassischen Wnt-Signalwegs verfügen, unfruchtbar sind und missgebildete Spermien besitzen, die sich nicht mehr bewegen. Anhand dessen konnten die Wissenschaftler einwandfrei zeigen, dass der klassische Wnt-Signalweg Funktionen des Körpers lenkt, ohne dazu die Transkription anzuregen. Außerdem sei nun jener entscheidende Faktor bekannt, der den Reifungsprozess der Spermien koordiniere.

Laut Koch könnten diese Forschungsergebnisse auch medizinisch relevant werden, da Wnt, dem Wissenschaftler zu Folge, einen maßgeblichen Einfluss auf die männliche Fertilität habe. Wirkstoffe, die den Wnt-Signalweg hemmen oder aktivieren, würden zum Teil bereits in klinischen Studien für andere Zulassungen getestet, da sie womöglich auch bei Störungen der Fruchtbarkeit oder aber bei der Verhütung eine Wirkung haben könnten.