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Maus-Experiment: Von Süßem und Spermien

Foto: M.R. Parker

Maus-Studie Forscher entdecken Schalter für Zeugungsfähigkeit

Arzneimittel und Pestizide können das süße Schmecken teilweise blockieren - hemmen sie auch die Spermienproduktion beim Menschen? Das klingt kurios, könnte aber durchaus zutreffen. Denn Geschmackssinn und Zeugungsfähigkeit hängen zusammen, das hat nun eine Studie bei Mäusen gezeigt.

Eigentlich wollten die Wissenschaftler neue Erkenntnisse über den Geschmackssinn gewinnen. Stattdessen berichten sie jetzt im Fachmagazin "PNAS"  über Spermien, sterile Mäuseriche - und dass bestimmte Medikamente und Herbizide die Fruchtbarkeit von Männern beeinträchtigen könnten, nicht aber die von Frauen.

Hinter diesen Schlussfolgerungen steht noch ein großes Fragezeichen. Doch die Ergebnisse legen nahe, die Ursache genauer zu erforschen. Immerhin wird in vielen Ländern beobachtet, dass es um die Spermienqualität nicht mehr so gut bestellt ist.

"Es ist eine überzeugende und solide Arbeit", sagt Joachim Wistuba vom Centrum für Reproduktionsmedizin und Andrologie an der Uni-Klinik Münster über die Studie von US-Forschern, in der es eigentlich um die Untersuchung eines Proteins mit dem kryptischen Kürzel TAS1R3 ging.

Falls sich das überraschende Studienergebnis bestätigt, könnte es Konsequenzen nach sich ziehen:

  • Man müsste ermitteln, ab welcher Dosis die jeweiligen Substanzen die Zeugungsfähigkeit beeinträchtigen. Eventuell müssten Pestizid-Grenzwerte angepasst werden.
  • Auf Basis dieser Stoffe könnte man möglicherweise eine Anti-Baby-Pille für den Mann entwickeln, die nicht ins Hormonsystem eingreift. Allerdings dürfte der Wirkstoff den Geschmackssinn nicht verändern - sonst wäre die Pille wohl von vornherein ein Reinfall.
  • Umgekehrt könnte es möglich sein, die Fruchtbarkeit über diesen Signalweg anzukurbeln.

Jetzt zur Theorie: Um den Sprung vom Geschmackssinn zur Fruchtbarkeit zu verstehen, muss man ein bisschen ausholen. Hodenzellen, Spermien und die Sinneszellen in der Zunge haben etwas gemein, sie verfügen über größere Mengen von Proteinen, die den Geschmackssinn vermitteln.

Das Protein TAS1R3 ist ein Bauteil der TAS1R-Rezeptoren, die auf Süßes oder auf Umami, den herzhaften Fleischgeschmack, ansprechen. TAS1R-Rezeptoren finden sich auch in der Darmwand, wo sie den Zuckerstoffwechsel beeinflussen. Und im Gehirn - wobei noch nicht klar sei, was sie dort tun, schreiben Bedrich Mosinger vom Monell Chemical Senses Center in Philadelphia und seine Kollegen. Ein zweites untersuchtes Protein ist GNAT3, das in die Signalkaskaden der Geschmacksrezeptoren eingebunden ist. Während beide Proteine in Hodenzellen vorkommen, werden sie in Eierstöcken praktisch nicht produziert.

Misslungene Mauszucht

Mosinger und Kollegen wollten sogenannte Knock-out-Mäuse züchten, bei denen die Gene für TAS1R3 und GNAT3 ausgeschaltet sind. Sie kreuzten Mäuse, bei denen eines der beiden Gene nicht mehr funktionierte. Doch wider Erwarten kamen keine Tiere mit dem doppelten Knock-out zur Welt, was bei normaler Vererbung hätte passieren müssen.

Die Forscher fanden die Ursache: Männchen können diese Kombination nicht weitervererben. Spermien, bei denen beide Gene ausgeschaltet sind, werden demnach entweder gar nicht produziert oder sind defekt.

Nun griffen die Wissenschaftler zu einem Trick. Sie fügten dem Mäuse-Erbgut das menschliche TAS1R3-Gen hinzu - und schalteten dann beide Maus-Gene aus. Diese Mäuse waren, wie die anderen Knock-out-Mäuse auch, gesund und fruchtbar.

Die menschliche TAS1R3-Variante unterscheidet sich in einem wesentlichen Punkt von der Maus-Variante: Sie lässt sich durch chemische Verbindungen blockieren.

Zeitweise steril

Genau das taten die Forscher - sie mischten den Nagern Clofibrat in die Nahrung, einen nicht mehr zugelassenen Wirkstoff, der die Blutfettwerte senkt. Nach rund einem Monat waren die Mäuseriche steril. Sie paarten sich normal, doch Nachwuchs gab es keinen. Die Spermien der Tiere waren verformt und bewegten sich kaum. Etwa einen Monat nach Absetzen des Clofibrats war alles wieder in Ordnung. Der Vorgang ist also umkehrbar.

Die Wissenschaftler um Mosinger vermuten, dass Clofibrat und ähnliche Verbindungen die männliche Fruchtbarkeit senken. Insbesondere dann, wenn GNAT3, das ebenfalls untersuchte Protein, beeinträchtigt ist. Zu diesen verwandten Substanzen gehören:

  • andere Fibrate, die heute noch als Lipidsenker zugelassen sind,
  • die in großem Maßstab eingesetzten Phenoxy-Herbizide,
  • der in den USA zugelassene Lebensmittelzusatzstoff Lactisole, der das Schmecken von Süßem hemmt.

"Ein Beweis, dass Medikamente oder Pestizide, die mit TAS1R3 interagieren, tatsächlich die Fruchtbarkeit von Männern beeinträchtigen, ist das natürlich noch nicht", sagt Joachim Wistuba. Das würden die US-Forscher ja auch nicht behaupten. "Sie lehnen sich definitiv nicht zu weit aus dem Fenster." Auf Basis der Studie hält Wistuba diesen Zusammenhang aber für möglich: "Das sollte jetzt mit Hilfe anderer Methoden überprüft werden." Eine Möglichkeit seien Tests in Zellkulturen von menschlichen oder Affen-Hodenzellen. Wistuba: "Dort lässt sich auch ermitteln, ab welcher Dosis die Substanzen einen Effekt auf die Fruchtbarkeit haben."

Lipidsenker wie Clofibrat werden zwar vielen Patienten verschrieben. "Männer, die Lipidsenker einnehmen, sind häufig schon älter und haben die Familienplanung bereits abgeschlossen. Falls die Medikamente die männliche Zeugungsfähigkeit beeinträchtigen, wäre es aus diesem Grund möglich, dass dies noch nicht bemerkt wurde", meint Wistuba.

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