Volgens de Mayo Clinic, ongeveer 15% van de paren is onvruchtbaar, en mannelijke onvruchtbaarheid speelt een rol in meer dan een derde van deze gevallen. Vaak, problemen met de ontwikkeling van sperma zijn de schuld. Nutsvoorzieningen, onderzoekers rapporteren in ACS Nano een manier hebben gevonden om een ​​eiwit dat belangrijk is voor de productie van zaadcellen rechtstreeks aan de testikels van muizen af ​​te geven, waar het de normale ontwikkeling van sperma herstelde en voorheen onvruchtbare muizen toestond om pups te verwekken.

Mannelijke onvruchtbaarheid komt vaak voor door een gebrek aan sperma in het sperma, die het gevolg kan zijn van schade aan de bloed-testisbarrière (BTB). Deze barrière beschermt de voortplantingscellen tegen schadelijke gifstoffen en medicijnen, en een eiwit genaamd PIN1 is belangrijk voor zijn functie. Muizen die genetisch gemanipuleerd zijn om PIN1 te missen, zijn onvruchtbaar, met kleine testikels, uitgeputte spermastamcellen en een laag aantal zaadcellen. Hoewel wetenschappers gentherapieën hebben overwogen om mannelijke onvruchtbaarheid te behandelen, deze procedures zijn riskant omdat ze ongewenste genetische veranderingen in voortplantingscellen kunnen veroorzaken die op het nageslacht kunnen worden doorgegeven. Hyun-Mo Ryoo en collega's wilden een systeem ontwikkelen om eiwitten (zoals PIN1) in plaats van genen aan de teelballen te leveren, maar eerst moesten ze een manier vinden om eiwitten door de complexe buizen van de testikels en in cellen te krijgen.

De onderzoekers ontwikkelden een toedieningssysteem genaamd Fibroplex, die bestond uit bolvormige nanodeeltjes gemaakt van zijdefibroïne en een coating van lipiden. Ze laadden PIN1 in Fibroplex, en toonde aan dat de deeltjes veilig leken en geen tekenen van toxiciteit of testiculaire schade bij muizen vertoonden. Toen het team de met PIN1 geladen Fibroplex injecteerde in de testikels van jonge muizen met PIN1-deleties, de behandeling herstelde bijna normale PIN1-niveaus en spermastamcelaantallen en herstelde de BTB. Behandelde muizen hadden een normaal gewicht en grootte van de testikels en ongeveer 50% van het aantal zaadcellen van wildtype muizen. Tot ongeveer 5 maanden na de behandeling, wanneer het eiwit afgebroken wordt, de met PIN1-Fibroplex behandelde muizen verwekten een vergelijkbaar aantal pups als wildtype muizen, terwijl onbehandelde muizen met PIN1-deleties onvruchtbaar bleven. Dit is de eerste demonstratie van directe levering van eiwitten in de testis om mannelijke onvruchtbaarheid te behandelen, zeggen de onderzoekers.