Mechanismus für Fruchtbarkeit gefunden

Wie Prof. Dr. Walter Stöcker von der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) mitteilt, spielt bei der Befruchtung der Eizellen das Blutprotein Fetuin-B eine bislang nicht gekannte, wichtige Rolle. Fetuin-B wurde im Jahr 2000 entdeckt. Es wird in der Leber gebildet und von dort ins Blut abgegeben.

Fetuin-B fördert die Fruchtbarkeit

In einer Kooperation mit Wissenschaftlern der RWTH Aachen um Prof. Dr. Willi Jahnen-Dechent vom Helmholtz-Institut für Biomedizinische Technik stellte sich heraus, dass Fetuin-B zur Fruchtbarkeit der Eizellen beiträgt, indem es die Aushärtung der schützenden Zona pellucida reguliert.

Die Wissenschaftler aus Aachen hatten festgestellt, dass weibliche Mäuse ohne Fetuin-B unfruchtbar waren, obwohl sich die Eierstöcke wie üblich entwickelten. Bei einem Transfer der Eierstöcke in Wildtyp-Mäuse mit einer normalen Produktion von Fetuin-B war die Fruchtbarkeit wiederhergestellt. "Dies hat gezeigt, dass es nicht an den Ovarien selbst, sondern nur an dem Plasmaprotein Fetuin-B lag, ob die Mäuse fruchtbar waren oder nicht“, erklärt Stöcker.

Schutz vor Mehrfachbefruchtung

In der Arbeit mit den Aachener Kollegen wurde die Rolle des Plasmaproteins Fetuin-B entschlüsselt. Der Mechanismus scheint wie folgt zu funktionieren: Eizellen von Menschen und anderen Säugetieren sind von einer Hülle umgeben, die Zona pellucida genannt wird. Diese Schutzhülle verhärtet unmittelbar nach einer erfolgreichen Befruchtung der Eizelle durch ein Spermium und blockt dadurch weitere, nachfolgende Spermien ab, sodass die Eizelle vor Mehrfachbefruchtung (Polyspermie) geschützt ist.

Polyspermie führt bei vielen Säugetieren zum Absterben des Embryos. Die Verhärtung der Zona pellucida wird durch das eiweißspaltende Enzym Ovastacin ausgelöst. Die Protease Ovastacin ist in Vesikeln innerhalb der Eizelle gespeichert, die sich beim Eindringen des ersten Spermiums in der sogenannten Kortikalreaktion explosionsartig in den Spalt zwischen Eizelle und Zona pellucida entleeren.

Nun sickere aber auch aus der unbefruchteten Eizelle ständig kleine Mengen Ovastacin nach außen, sodass die Zona verhärtet noch bevor das erste Spermium überhaupt eindringen kann. "Fetuin-B sorgt jedoch dafür, dass die kleine Menge Ovastacin, die ständig durchsickert, inaktiviert wird und die Eizelle befruchtungsfähig bleibt“, erklärt Stöcker. "Dringt jedoch ein Spermium ein, kommt es zur Kortikalreaktion und die Ovastacin-Konzentration wird so hoch, dass Fetuin-B nichts mehr ausrichten kann und die Verhärtung erfolgt.“

Es sei das erste Mal, dass die vorzeitige Verhärtung der Zona pellucida als Ursache von Unfruchtbarkeit beschrieben wird. Möglicherweise könnten hier künftige Therapien zur Behandlung von Unfruchtbarkeit ansetzen.