Store ildbolde:Hvordan opvarmning af testikler med nanopartikler en dag kan være en form for mandlig prævention

Kvinder har en række forskellige præventionsmetoder, men kun to metoder er almindeligt tilgængelige for mænd:kondomer og vasektomier. Begge metoder har deres ulemper.

Kondomer kan gå i stykker, og nogle mænd er allergiske over for latexen i standardkondomer. Vasektomi er kirurgiske indgreb, der kan være smertefulde og svære at vende.

Så søgningen efter alternative mandlige præventionsmuligheder fortsætter, og en metode, der i øjeblikket undersøges, er nanoprævention.

En tænd/sluk-knap

Nanoprævention er baseret på ideen om, at nanopartikler – her omkring 100 nanometer i diameter, eller cirka en tusindedel af bredden af ​​et stykke papir eller af et hårstrå – på en eller anden måde kan leveres til testiklerne, hvor de kan opvarmes .

Hvis du kunne varme testiklerne lidt op, ville du have en måde at tænde og slukke for sædproduktionen efter behag, fordi jo varmere de bliver, jo mindre frugtbare bliver de. Men det er en delikat proces, fordi testiklerne kan blive irreversibelt ødelagt, hvis de bliver for varme; vævet dør og kan ikke længere producere sæd, selv når testiklerne vender tilbage til deres normale temperatur.

Brug af nanoteknologi til at opvarme testikler blev første gang undersøgt i 2013 på mus af biolog Fei Sun og hans tværfaglige forskerhold. Hans tidlige eksperimenter involverede at injicere nanopartikler direkte i muse-testikler. Disse nanopartikler var lange nanorods (eller nanocylindre) af guldatomer - forestil dig et rør 120 guldatomer langt med en diameter på 30 guldatomer - belagt med et par lange polymerkæder på deres overflade. De lignede aflange bakterier med hår, der stak ud.

Derefter blev der brugt infrarød stråling på musenes testikler. Dette fik nanopartiklerne til at varme op fra omkring 30 C til mellem 37 og 45 C. Den nøjagtige temperatur afhang af både koncentrationen af ​​injicerede nanopartikler og intensiteten af ​​strålingen.

Strålingen forårsagede varmelæsioner på huden omkring musenes testikler, så det blev antaget, at denne procedure var smertefuld for dyrene, selvom der ikke var nogen pålidelig måde at måle deres smerte på. Forskerne besluttede at lede efter andre måder at injicere nanopartiklerne på.

Jernstænger

I juli 2021 offentliggjorde Suns team et papir om deres seneste resultater. Nanoroderne i den nye metode er sammensat af magnetisk jernoxid i stedet for guld, og de er belagt med citronsyre i stedet for ethylenglycol – men de har samme størrelse og form som de tidligere nanorods.

Disse magnetiske nanopartikler blev sprøjtet ind i musens årer, og derefter blev dyrene bedøvet. En magnet blev derefter placeret ved siden af ​​deres testikler i fire timer, og trak nanopartiklerne dertil.

Denne procedure – injektion efterfulgt af magnetisk målretning – blev udført dagligt i en til fire dage.

Efter sidste behandlingsdag blev der viklet en elektrisk spole rundt om testiklerne, hvorigennem en strøm blev ført. Dette inducerede et magnetfelt, der opvarmede nanoroderne og derfor testiklerne. Lignende temperaturstigninger - fra en basislinje på 29 C til mellem 37 og 42 C - blev observeret gennem denne metode. Jo flere dage en mus var blevet injiceret med nanorods, jo varmere blev dens testikler.

Hotter testicles led to their atrophy and shrinkage, but they showed gradual recovery both 30 and 60 days after treatment as long as testicle temperatures didn't reach 45 C. Fertility was down seven days after treatment—in some cases, fertility was completely eliminated—but it also showed gradual (though not complete) recovery after 60 days.

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. + Udforsk yderligere

A reversible male contraceptive, targeted to the testes with magnets

This article is republished from The Conversation under a Creative Commons license. Read the original article.