Et kig ind i 11 arters testikler kaster lys over mænds dårlige sædkvalitet

Mænds sædkvalitet bliver dårligere, og det går hurtigt: I gennemsnit producerer mænd halvt så mange sædceller i dag, som de gjorde for 50 år siden.

Det er et problem, som videnskaben forsøger at finde svar på, og derfor har en delvist dansk forskergruppe blandt andet vendt sig mod vores nærmeste slægtninge, chimpanserne.

Sammenlignet med menneske-mænd, er chimpansernes testikler nemlig sædcelleproducerende supermaskiner. Generelt set er de tre gange så gode til at danne sædceller som vores egne artsfæller.

Det er måske ikke noget, du tænker over til hverdag, men sammenlignet med en chimpanses, er mænds testikler et rent kaos. Hos dem dør tre-fjerdedele af alle sædceller, mens chimpansen mister ganske få i ’produktionsprocessen’.

For at blive klogere på hvorfor har en international forskergruppe med deltagelse fra Københavns Universitet og Aarhus Universitet sammenlignet menneskers sædproduktion med blandt andet chimpansers og set på, hvornår og hvilke gener der bliver udtrykt – altså ‘tændes’ og får en effekt – i cellerne under sædproduktionen.

Deres resultater er for nylig udgivet i Nature.

»Det er meget vigtig forskning. Det er grundforskning, som kan bruges til i fremtidige studier at lære os mere om, hvorfor nogle mænd er infertile,« lyder det fra professor på Københavns Universitet, Eva Hoffmann, der ikke har været involveret i studiet, men som forsker i reproduktion.

Normalt får hormonforstyrrende stoffer i miljøet skylden for, at mange mænd døjer med dårlig sædkvalitet. Men det nye studie peger på, at der også er en genetisk forklaring.

»Vi mennesker stod i forvejen genetisk set på kanten med en skidt sæddannelse. Miljøfaktorerne har måske skubbet os ud over den,« lyder det fra professor Mikkel Heide Schierup, Center for Bioinformatik (BiRC), Aarhus Universitet, som er en af forskerne bag studiet.

Helt ny teknik

Studiet i Nature er lavet af forskere fra blandt andet Heidelberg Universitet, Aarhus Universitet og Center for vækst og reproduktion på Rigshospitalet. De har sammenlignet den såkaldte ’spermatogenese’ hos 10 dyrearter og mennesket.

Spermatogenese betyder sædcelledannelse, og er den proces i testiklerne, hvor stamceller udvikles til modne sædceller.

»En enormt kompleks proces,« som Mikkel Heide Schierup kalder det, og en proces, man ikke hidtil har kunnet studere i detaljen.

Det er først blevet for muligt for nyligt, fordi man har udviklet en teknik til at undersøge gener på enkeltcelle-niveau, såkaldt ’Single-cell RNA Sequencing’. Teknikken har forskerne brugt til at undersøge, hvordan titusindvis af gener reguleres gennem hele sædcelledannelsen. Man er altså nu i stand til at tage enkelte celler og lave analyser af dem, i forhold til hvilke gener der er tændt.

»Det er nyt. Det har man ikke set før. Det er meget imponerende,« siger professor Eva Hoffmann.

Heftig kamp

Ved at kigge ind i 11 arters testikler har forskerne fundet en række gener, der kan være involverede i genetiske konflikter i sædcelledannelsen og dermed i fertilitet.

Det er nemlig under dannelsen af sædceller i testiklerne, at en stor del af generne bliver udtrykt. Hvis den proces ikke er perfekt, giver det nedsat fertilitet hos hannerne.

Hos mennesker ser det ud til, at processen er alt andet end perfekt.

Forskerne mener, at det skyldes, at der hos os foregår en heftig kamp mellem gener, der kæmper om at blive de udvalgte, som når gennem nåleøjet til de kommende generationer. En såkaldt ’meiotisk’ kamp, der ikke foregår i samme grad hos for eksempel chimpanser.

Tidligere studier har spekuleret i, at der hos mennesker især foregår en kamp mellem celler, der har et X-kromosom, og celler, der har et Y-kromosom. I det nye studie har man for første gang identificeret gener, der er ‘tændt’ i henholdsvis X- og Y-sædcellen, og dermed ved man mere om, hvad der rent faktisk foregår inde i ’maskinen’.

En maskine, der muligvis hos mennesker er løbet løbsk, så den hårde genetiske konkurrence om, hvorvidt sædcellen skal ende med at lave en pige eller en dreng, går ud over vores evne til at producere levedygtige sædceller.

»Det er en kamp, der er skidt for vores fertilitet,« lyder det fra professor Mikkel Heide Schierup.

Mere som gorillla

Det hele kan også forklares på en anden og mere farverig måde: Chimpanserne har testikler på størrelse med knytnæver, mens gorillaers er på størrelse med en lille valnød. Menneskers testikler ligger et sted derimellem.

Når chimpansen har så store testikler, selvom deres spermatogenese fungerer perfekt, så hænger det ifølge Mikkel Heide Schierup formentlig sammen med, at chimpansehunnerne har mange flere skiftende partnere end menneskehunner har. Derfor skal chimpansens sædceller virkelig kæmpe om at nå frem til ægget.

Og hos gorillaen, der vejer 300 kilo, men har en testikel mindre end en valnød? Ja, her er det næverne, der tager kampen for hannen og hans sædceller.

»Vi mennesker er nok lidt mere gorilla end chimpanse,« vurderer professoren.

Ikke kun miljø

Professor Eva Hoffmann understreger, at det nye studie ikke skal betragtes som en forklaring på mænds dårlige sædkvalitet, men blot en brik på vejen til at samle det fulde billede en dag. Studiet hjælper forskerne til at identificere gener, der kan være årsag til mænds dårlige sædkvalitet.

Med andre ord har mænds dårlige sædkvalitet nu fået et genetisk aspekt, som kan supplere den velkendte forklaring om hormonforstyrrende stoffer.

»Studiet kan forhåbentlig på sigt gøre os klogere på, hvad der skal til for at vende den negative udvikling i mænds fertilitet,« siger Mikkel Heide Schierup.