Vrouwen hebben verschillende methoden voor anticonceptie, maar voor mannen zijn er slechts twee methoden:condooms en vasectomieën. Beide methoden hebben hun nadelen.

Condooms kunnen breken en sommige mannen zijn allergisch voor de latex in standaardcondooms. Vasectomieën zijn chirurgische ingrepen die pijnlijk kunnen zijn en moeilijk ongedaan te maken zijn.

Dus de zoektocht naar alternatieve anticonceptie-opties voor mannen gaat door, en een methode die momenteel wordt onderzocht, is nanocontraceptie.

Een aan/uit-schakelaar

Nanocontraceptie is gebaseerd op het idee dat nanodeeltjes - hier ongeveer 100 nanometer in diameter, of ongeveer een duizendste van de breedte van een stuk papier of van een lok mensenhaar - op de een of andere manier kunnen worden afgeleverd bij de testikels, waar ze kunnen worden opgewarmd .

Als je de testikels een beetje zou kunnen opwarmen, zou je een manier hebben om de spermaproductie naar believen aan en uit te zetten, want hoe warmer ze worden, hoe minder vruchtbaar ze worden. Maar het is een delicaat proces omdat de testikels onomkeerbaar kunnen worden vernietigd als ze te warm worden; het weefsel sterft af en kan geen sperma meer produceren, zelfs niet wanneer de testikels terugkeren naar hun normale temperatuur.

Het gebruik van nanotechnologie om testikels te verwarmen werd voor het eerst bestudeerd in 2013 op muizen door bioloog Fei Sun en zijn multidisciplinaire onderzoeksteam. Zijn vroege experimenten omvatten het rechtstreeks injecteren van nanodeeltjes in de testikels van muizen. Deze nanodeeltjes waren lange nanostaafjes (of nanocilinders) van goudatomen - stel je een buis voor van 120 goudatomen lang met een diameter van 30 goudatomen - bedekt met een paar lange polymeerketens op hun oppervlak. Ze zagen eruit als langwerpige bacteriën met uitstekende haren.

Infraroodstraling werd vervolgens gebruikt op de testikels van de muizen. Hierdoor warmden de nanodeeltjes op van rond de 30 C tot tussen de 37 en 45 C. De exacte temperatuur was afhankelijk van zowel de concentratie van de geïnjecteerde nanodeeltjes als de intensiteit van de straling.

De straling veroorzaakte hitteletsels op de huid rond de testikels van de muizen, dus werd aangenomen dat deze procedure pijnlijk was voor de dieren, hoewel er geen betrouwbare manier was om hun pijn te meten. De onderzoekers besloten op zoek te gaan naar andere manieren om de nanodeeltjes te injecteren.

IJzeren staven

In juli 2021 publiceerde het team van Sun een paper over hun laatste bevindingen. De nanostaafjes in de nieuwe methode zijn samengesteld uit magnetisch ijzeroxide in plaats van goud, en ze zijn gecoat met citroenzuur in plaats van ethyleenglycol, maar ze hebben dezelfde grootte en vorm als de eerdere nanostaafjes.

Deze magnetische nanodeeltjes werden in de aderen van muizen geïnjecteerd en vervolgens werden de dieren verdoofd. Vervolgens werd een magneet gedurende vier uur naast hun testikels geplaatst, waardoor de nanodeeltjes daarheen werden getrokken.

Deze procedure - injectie gevolgd door magnetische targeting - werd dagelijks gedurende één tot vier dagen uitgevoerd.

Na de laatste dag van de behandeling werd een elektrische spoel om de testikels gewikkeld, waardoor een stroom werd geleid. Dit veroorzaakte een magnetisch veld dat de nanostaafjes en dus de testikels opwarmde. Vergelijkbare temperatuurstijgingen - van een basislijn van 29 C tot tussen 37 en 42 C - werden met deze methode waargenomen. Hoe meer dagen een muis was geïnjecteerd met nanostaafjes, hoe heter de testikels werden.

Hetere testikels leidden tot hun atrofie en krimp, maar ze vertoonden zowel 30 als 60 dagen na de behandeling geleidelijk herstel, zolang de temperatuur van de testikels niet de 45 ° C bereikte. De vruchtbaarheid daalde zeven dagen na de behandeling - in sommige gevallen was de vruchtbaarheid volledig geëlimineerd - maar het vertoonde ook geleidelijk (maar niet volledig) herstel na 60 dagen.

Although fertility was not back to normal levels, there was no noticeable difference in the litter size of females impregnated by the treated mice and no morphological defects were observed in any of the mice pups. There seemed to be no difference in the sperm that did make it through.

And Sun and his colleagues found that, unlike the gold nanorods that stayed indefinitely in mouse testicles, the iron nanorods were gradually eliminated into the liver and spleen, and later fully eliminated from the body. This reduced the risk for long-term toxicity.

Controlled breeding

The cost and the irreversibility of surgical castration lead many pet owners to look for alternative methods of contraception. Nanocontraception is ready to be used on household pets, says Sun, and adds that this method is already being used on cats in China.

Surgical castration is less popular in Europe than in North America, so nanocontraception might be of greater interest there, says David Powell, director of the Reproductive Management Center of the Association of Zoos and Aquariums in St. Louis, Mo. "There's really not a big pet contraception market in the U.S.," says Powell.

He adds that contraception is not typically used with agricultural animals like sheep and cows. "They are reared for consumption and slaughter, so the agriculture industry is not doing much, if any, research on animal contraception."

"Zoos are a very small market, and so drug companies don't have a lot of motivation to make animal contraceptives," says Powell. But some of them do, and the Reproductive Management Center collects data to evaluate how contraceptives work on different species.

Nanocontraception could be a part of zoos' reproductive toolkit one day. But before this happens, says Powell, further studies would need to establish how painful it is and in which species the iron nanorods can be used. Research has indicated that some mammals—such as rhinoceroses, lemurs and dolphins—might accumulate iron, which can be toxic in larger quantities.

Reversible options

One potential advantage of nanocontraception is its reversibility, as zoos often try to precisely time breeding events over animals' life cycles. But just how reversible it is needs further study. All of Sun's experiments treated mice only once; they were never subjected to a second injection of nanoparticles after their testicles had healed.

Sun's ultimate goal is human contraception, although he admits that's still a long way off. As with zoo animals, detailed studies will be required to establish that nanocontraception is not toxic for men. It is also more difficult to put a man under anesthesia for four hours and wrap an electric coil around his testicles than it is to do the same thing on a mouse. Instead, Sun hopes to be able to deliver the magnetic nanorods orally and find another way to direct them to the testicles.

And it is uncertain how many men will be comfortable with shrunken testicles, even if they recover their original size with time.

Until then, better get those condoms out. + Verder verkennen

A reversible male contraceptive, targeted to the testes with magnets

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.