Understanding osmolyte traffic in spermatozoa as a means to improve sperm banking

• Applicant: Professor Dr. Stefan Schlatt, since 7/2009
• Subject Area: Reproductive Medicine, Urology
• Term: from 2007 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 53633029

Der Verlust von Spermienosmolyten durch Volumenregulation, der durch die verschiedenen Aufbereitungsverfahren verursacht wird, nimmt Einfluss auf die Fähigkeit der Spermien zur Aufrechterhaltung des Volumens während der Fertilisation. Gerade Aufbereitungsverfahren von längerer Dauer verursachen stärkere Verluste. Es soll die physiologische Ein- und Ausfuhr von Osmolyten in humanen Spermien und Spermien von Nagern untersucht werden, sowie die mögliche Einflussnahme auf Osmolytenverluste. Ziel ist es,die Qualität der Spermien auch bei Langzeit- Präparationen zu erhalten. Das Ausmaß des Osmolytenverlustes durch die Spermien- Aufbereitungsmethoden (z.B. Verwendung eines hypotonisches oder kryoprotektiven Mediums) wird durch die direkte Messung von bekannten Spermien-Osmolyten wie L-Carnitin, myo-Inositol, Glutamat und Sorbitol chemisch untersucht. Durch das Messen des Volumenunterschiedes der Spermien nach Zugabe von osmotisch wirksamen Substanzen soll indirekt die Einflussnahme der Aufbereitungsverfahren aufgezeigt werden. Beide Methoden, direkte und indirekte, finden Anwendung bei nicht ausgereiften Spermatozoen aus dem epididymalen Caputbereich von Ratten, sowie bei ausgereiften Rattenspermatozoen aus dem Caudabereich und bei menschlichen Spermien. Untersucht wird die Auswirkung während einer Kurzzeit-Inkubation. Hierfür werden die Spermatozoen in hypo,-hyper- und isotonen Medien inkubiert, um die Hypothese zu testen, dass die Volumenregulation von Spermien mit einer Aufnahme von Osmolyten korrespondiert. Sobald die optimalen Konditionen der Osmolyteneinfuhr ermittelt wurden, werden frisch gewonnene humane Ejakulate vor der Liquefizierung mit den Osmolyten zusammengeführt und anschließend in hypotone Medien, bzw. in Medien gegeben, die für Kryokonservierungen verwendet werden. Ziel ist es zu zeigen, dass durch die Osmolytengabe der schädliche Effekt gemindert werden kann und die Ausbeute von motilen Spermien auch nach der Kryokonservierung erhöht werden kann. Geplant ist ein Vergleich zwischen verschiedenen Kryoprotektanten und deren Effekte auf die Volumenregulation, um zu verdeutlichen, welches den Spermatozoen den geringsten osmotischen Stress bereitet. Insgesamt sollen diese Erkenntnisse dazu beitragen, optimierte cryokonservierende Agentien zu generieren, die osmolytische Verluste zu minimieren und die Kapazität der Spermatozooen nach dem Auftauen zu verbessern.

• DFG Programme: Research Grants
• Ehemaliger Antragsteller: Dr. Trevor G. Cooper, until 7/2009