Контролируемое размножение - наноконтрацепция

У женщин есть множество методов контрацепции, но для мужчин общедоступны только два метода: презервативы и вазэктомия. Оба метода имеют свои недостатки.

Презервативы могут порваться, а у некоторых мужчин есть аллергия на латекс, содержащийся в стандартных презервативах. Вазэктомия - это хирургическая операция, которая может быть болезненной и труднообратимой.

Поэтому поиск альтернативных вариантов мужской контрацепции продолжается, и одним из методов, который в настоящее время исследуется, является наноконтрацепция.

Выключатель

Наноконтрацепция основана на идее, что наночастицы - здесь их диаметр составляет около 100 нанометров, или примерно одну тысячную ширины листа бумаги или пряди человеческого волоса - можно каким-то образом доставить к яичкам, где их можно нагреть.

Если бы вы могли немного подогреть яички, то получили бы возможность включать и выключать производство спермы по своему желанию, потому что чем теплее они становятся, тем менее плодовитыми они становятся. Но это деликатный процесс, потому что яички могут быть необратимо разрушены, если они станут слишком теплыми; ткань погибнет и больше не сможет производить сперму, даже когда яички вернутся к своей нормальной температуре.

Использование нанотехнологий для согревания яичек было впервые изучено в 2013 году на мышах биологом Фей Суном и его многопрофильной исследовательской группой. В его первых экспериментах наночастицы вводились непосредственно в яички мышей.

Эти наночастицы представляли собой длинные наностержни (или наноцилиндры) из атомов золота - представьте себе трубку длиной 120 атомов золота и диаметром 30 атомов золота - покрытую несколькими длинными полимерными цепочками на поверхности. Они выглядели как продолговатые бактерии с торчащими волосками.

Затем на яички мышей воздействовали инфракрасным излучением. В результате наночастицы нагревались с 30 до 37-45 градусов Цельсия. Точная температура зависела как от концентрации введенных наночастиц, так и от интенсивности излучения.

Излучение вызывало тепловые повреждения на коже, окружающей яички мышей, поэтому было предположено, что эта процедура была болезненной для животных, хотя не было надежного способа измерить их боль. Исследователи решили поискать другие способы введения наночастиц.

Железные стержни

В июле 2021 года команда Суна опубликовала работу о своих последних результатах. Наностержни в новом методе состоят из магнитного оксида железа вместо золота, и они покрыты лимонной кислотой вместо этиленгликоля - но они имеют тот же размер и форму, что и предыдущие наностержни.

Эти магнитные наночастицы были введены в вены мышей, после чего животных подвергли анестезии. Затем на четыре часа к их яичкам прикладывали магнит, притягивая туда наночастицы.

Эта процедура - инъекция с последующим магнитным наведением - проводилась ежедневно в течение одного-четырех дней.

После последнего дня лечения на яички наматывалась электрическая катушка, через которую пропускался ток. Это вызвало магнитное поле, которое нагрело наностержни и, следовательно, яички. При использовании этого метода наблюдалось аналогичное повышение температуры - от исходного уровня 29 С до 37-42 С. Чем больше дней мыши вводили наностержни, тем горячее становились ее яички.

Более горячие яички привели к их атрофии и уменьшению, но они постепенно восстанавливались через 30 и 60 дней после лечения, пока температура яичек не достигала 45 С. Фертильность снизилась через семь дней после лечения - в некоторых случаях фертильность полностью исчезла - но она также постепенно (хотя и не полностью) восстановилась через 60 дней.

Хотя фертильность не вернулась к нормальному уровню, не было заметной разницы в размере помета самок, оплодотворенных обработанными мышами, и ни у одного из детенышей мышей не наблюдалось морфологических дефектов. Похоже, не было никакой разницы и в сперматозоидах, которые все же пробились наружу.

Сун и его коллеги обнаружили, что в отличие от золотых наностержней, которые на неопределенное время оставались в яичках мышей, железные наностержни постепенно выводились в печень и селезенку, а затем полностью выводились из организма. Это снизило риск долгосрочной токсичности.

Контролируемое размножение

Стоимость и необратимость хирургической кастрации заставляют многих владельцев домашних животных искать альтернативные методы контрацепции. Наноконтрацепция готова к применению на домашних животных, говорит Сун и добавляет, что этот метод уже используется на кошках в Китае.

Хирургическая кастрация менее популярна в Европе, чем в Северной Америке, поэтому наноконтрацепция может представлять там больший интерес, говорит Дэвид Пауэлл, директор Центра управления репродуктивной функцией Ассоциации зоопарков и аквариумов в Сент-Луисе, штат Монако.

"В США нет большого рынка контрацептивов для домашних животных", - говорит Пауэлл.

Он добавляет, что контрацепция обычно не используется в отношении сельскохозяйственных животных, таких как овцы и коровы.

"Их выращивают для потребления и забоя, поэтому сельскохозяйственная промышленность не проводит много исследований по контрацепции животных, если вообще проводит".

"Зоопарки - это очень маленький рынок, поэтому у фармацевтических компаний нет особой мотивации создавать контрацептивы для животных, - говорит Пауэлл. Но некоторые из них делают это, и Центр управления репродуктивной функцией собирает данные, чтобы оценить, как контрацептивы действуют на разные виды животных".

Наноконтрацепция может однажды стать частью репродуктивного инструментария зоопарков. Но прежде чем это произойдет, говорит Пауэлл, необходимо провести дополнительные исследования, чтобы установить, насколько это болезненно и у каких видов можно использовать наностержни железа. Исследования показали, что некоторые млекопитающие, такие как носороги, лемуры и дельфины, могут накапливать железо, которое в больших количествах может быть токсичным.

Обратимые варианты

Одним из потенциальных преимуществ наноконтрацепции является ее обратимость, поскольку зоопарки часто пытаются точно определить время размножения в течение жизненного цикла животных. Но насколько она обратима, требует дальнейшего изучения. Во всех экспериментах Суна мышей лечили только один раз; они никогда не подвергались повторной инъекции наночастиц после заживления яичек.

Конечной целью Суна является человеческая контрацепция, хотя он признает, что до этого еще далеко. Как и в случае с животными в зоопарке, потребуются детальные исследования, чтобы установить, что наноконтрацепция не является токсичной для мужчин.

Кроме того, погрузить мужчину в наркоз на четыре часа и обмотать его яички электрической катушкой гораздо сложнее, чем проделать то же самое с мышью. Вместо этого Сан надеется, что магнитные наностержни можно будет доставлять перорально и найти другой способ направить их к яичкам.

И неизвестно, сколько мужчин будут спокойно относиться к уменьшенным яичкам, даже если со временем они восстановят свой первоначальный размер.

А пока лучше достать презервативы:)