Münster (mfm/sw) – Der Traum vom Kinderwunsch - für so manchen Mann wird er zum Alptraum: Kann ein Paar keine Kinder bekommen, so liegt es bei etwa einem Drittel der Fälle an männlicher Unfruchtbarkeit. Und meist bleibt die Ursache dieser Infertilität im Dunkeln. 2017 führte das an der Universität Münster (WWU) zu der Idee, die bundesweit erste Klinische Forschungsgruppe (KFO) zu dieser Fragestellung ins Leben zu rufen – ein Vorhaben, das auch die Deutsche Forschungsgemeinschaft für gut befand und mit 3,5 Mio. Euro förderte. Prof. Frank Tüttelmann, wissenschaftlicher Leiter von „Male Germ Cells: From Genes to Function“ („Männliche Keimzellen: von den Genen zur Funktion“) blickt zufrieden zurück auf die vergangenen drei Jahre, in denen das Team allein 43 Fachartikel veröffentlichte. Seit heute [01.07.2020] kann der Professor aus dem Institut für Humangenetik genauso erwartungsvoll nach vorn schauen: Die DFG hat der KFO326 – so die offizielle Nummer des Forschungsgruppe - eine zweite Förderperiode bewilligt und stellt dafür weitere 5,7 Mio. Euro zur Verfügung.

Statt eine individuelle Diagnose zu bekommen, können Betroffene häufig nur mit dem Hinweis auf eine verminderte Zahl von Spermien im Ejakulat vertröstet werden. Genau hier setzen die münsterschen Forscherinnen und Forscher an: Damit es nicht bei der Mitteilung einer Unfruchtbarkeit bleibt, sondern auch eine mögliche Behandlung angeboten werden kann, muss zunächst die genaue Ursache identifiziert werden. Ist dies gelungen, folgt die nächste Phase. In der KFO326 heißt diese „From Genes to Function“ – es geht um den „Weg vom Genom zur Funktion“, sprich: zu möglichen Behandlungsstrategien. „Zwar konnten wir das ehrgeizige Ziel, die Zahl der unbekannten Ursachen für Unfruchtbarkeit zu halbieren, noch nicht erreichen“, räumt der Sprecher der Forschungsgruppe, Prof. Jörg Gromoll vom Centrum für Reproduktionsmedizin und Andrologie (CeRA) der WWU Münster, ein, fügt aber hinzu: „Rund ein Viertel haben wir bereits identifiziert.“

Seit 2017 hat das Team um Tüttelmann und Gromoll das Genom von mehr als 1.000 infertilen Patienten analysiert – damit rangiert es an der Weltspitze. Die Gründe für die Unfruchtbarkeit bei den untersuchten Patienten lagen in Mutationen der DNA oder Deletionen, das ist der Verlust eines DNA-Abschnitts. Dadurch werden bei den Betroffenen keine oder nur sehr wenige Spermien gebildet beziehungsweise die Beweglichkeit oder Funktion der Spermien ist eingeschränkt. Die Folge: Entweder sind es zu wenige Spermien, um die Eizelle zu erreichen oder diese können keine Eizelle befruchten. Auch Hormone spielen für die Spermienbildung eine wichtige Rolle: Mangelt es an diesen, fehlt es auch an ausreichend Spermien. Wie es überhaupt zu einem solchen Hormonmangel kommen kann, haben Gromoll und sein Team untersucht – mit Erfolg: Die genetische Ursache für einen Hormonmangel konnte aufgeklärt werden. Mit einer entsprechenden Hormonbehandlung lässt sich die Fruchtbarkeit von Betroffenen verbessern – womit eine erste Gruppe an unfruchtbaren Männern „abgedeckt“ ist.

Gestartet mit acht Teilprojekten, wird sich das Themenspektrum der Gruppe in der zweiten – wiederum dreijährigen - Förderperiode auf elf erweitern. Zu den Neuzugängen gehört eine Zusammenarbeit mit dem Max-Planck-Institut (MPI) für molekulare Biomedizin in Münster: Dr. Juan M. Vaquerizas widmet sich dort der Analyse der 3D-Struktur der DNA. „Oft stellt man sich diese als Zentimeterband vor, tatsächlich gleicht sie aber eher einem Wollknäuel“, so Gromoll. „Findet man also Mutationen an ‚Position fünf‘ und ‚Position 9000‘, so kann es sein, dass diese nicht weit voneinander entfernt, sondern benachbart sind. Das kann man allerdings nur mittels einer 3D-Analyse herausfinden“.

Die komplexe Steuerung der Spermienbildung wird durch innovative Technologien, wie Einzelzell-Analysen und moderne Bioinformatik, neue Einblicke in die Keimzellen und hormonproduzierenden Hodenzellen erlauben. „Dabei spielt maschinelles Lernen eine wichtige Rolle, da diese Technologie maßgeblich die künftige medizinische Diagnostik beeinflussen wird. Wir entwickeln Programme, die zielgerichtet mögliche Ursachen der Unfruchtbarkeit erkennen und den behandelnden Ärzten wertvolle Hinweise zur Diagnose und Therapie geben können“, erläutert Prof. Gromoll.

Um den möglichen Ursachen von Infertilität auf den Grund zu gehen, bedarf es eines multidisziplinären Ansatzes und einer engen Verzahnung von Klinik und Forschung. Neben der Humangenetik, dem CeRA und dem MPI sind daher auch die Unikinderklinik, das Institut für Zellbiologie sowie das Institut für Medizininformatik an „Male Germ Cells“ beteiligt. „Kein einziges Projekt erfolgt ‚im Alleingang‘. Multidisziplinarität ist bei uns kein bloßes Schlagwort, sondern das, was uns wirklich kennzeichnet – und unser großer Erfolgsfaktor“, beschreibt Prof. Tüttelmann das Konzept der Klinischen Forschungsgruppe. Deren Ziel ist neben der Weiterentwicklung von Behandlungsmöglichkeiten auch die dauerhafte Errichtung von wissenschaftlichen Arbeitsgruppen in klinischen Einrichtungen sowie die Förderung klinischer Forschung.