Grote vuurballen: hoe het opwarmen van testikels met nanodeeltjes ooit een vorm van mannelijke anticonceptie kan zijn

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

Condooms kunnen breken, en sommige mannen zijn allergisch voor de latex in standaard condooms. Vasectomieën zijn chirurgische ingrepen die pijnlijk en moeilijk om te keren.

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

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 een lok mensenhaar – op de een of andere manier kunnen worden afgeleverd bij de testikels, waar ze kunnen worden verwarmd .

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 en kan geen sperma meer produceren, zelfs 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 betrokken bij 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, het team van Sun publiceerde een paper over hun laatste bevindingen. De nanostaafjes in de nieuwe methode zijn samengesteld uit magnetisch ijzeroxide in plaats van goud, en ze zijn bedekt 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. Soortgelijke 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 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.

Hoewel de vruchtbaarheid niet terug op het normale niveau was, was er geen merkbaar verschil in de worpgrootte van vrouwtjes die door de behandelde muizen waren geïmpregneerd en werden bij geen van de muizenpups morfologische defecten waargenomen. Er leek geen verschil te zijn in het sperma dat erdoorheen kwam.

En Sun en zijn collega’s ontdekten dat, in tegenstelling tot de gouden nanostaafjes die voor onbepaalde tijd in de testikels van muizen bleven, de ijzeren nanostaafjes geleidelijk in de lever en milt werden geëlimineerd en later volledig uit het lichaam werden geëlimineerd. Dit verminderde het risico op toxiciteit op lange termijn.

gecontroleerd fokken

De kosten en de onomkeerbaarheid van chirurgische castratie ertoe leiden dat veel eigenaren van gezelschapsdieren op zoek gaan naar alternatieve anticonceptiemethoden. Nanocontraceptie is klaar voor gebruik bij huisdieren, zegt Sun, en voegt eraan toe dat deze methode al wordt gebruikt bij katten in China.

Chirurgische castratie is in Europa minder populair dan in Noord-Amerika, dus nanocontraceptie zou daar van groter belang kunnen zijn, zegt David Powell, directeur van het Reproductive Management Center van de Association of Zoos and Aquariums in St. Louis, Mo. grote anticonceptiemarkt voor huisdieren in de VS”, zegt Powell.

Hij voegt eraan toe dat anticonceptie doorgaans niet wordt gebruikt bij landbouwhuisdieren zoals schapen en koeien. “Ze worden gefokt voor consumptie en slacht, dus de landbouwindustrie doet niet veel of geen onderzoek naar anticonceptie voor dieren.”

“Dierentuinen zijn een zeer kleine markt, en daarom hebben farmaceutische bedrijven niet veel motivatie om anticonceptiva voor dieren te maken”, zegt Powell. Maar sommigen van hen wel, en de Centrum voor reproductief beheer verzamelt gegevens om te evalueren hoe anticonceptiva werken bij verschillende soorten.

Nanocontraceptie zou ooit een onderdeel kunnen zijn van de reproductieve toolkit van dierentuinen. Maar voordat dit gebeurt, zegt Powell, zou verder onderzoek moeten uitwijzen hoe pijnlijk het is en bij welke soorten de ijzeren nanostaafjes kunnen worden gebruikt. Onderzoek heeft uitgewezen dat sommige zoogdieren, zoals neushoorns, lemuren en dolfijnen, ijzer kunnen ophopen, die in grotere hoeveelheden giftig kunnen zijn.

Omkeerbare opties

Een potentieel voordeel van nanocontraceptie is de omkeerbaarheid ervan, aangezien dierentuinen vaak proberen om broedgebeurtenissen nauwkeurig te timen gedurende de levenscycli van dieren. Maar hoe omkeerbaar het is, moet verder worden onderzocht. Alle experimenten van Sun behandelden muizen slechts één keer; ze kregen nooit een tweede injectie met nanodeeltjes nadat hun testikels waren genezen.

Het uiteindelijke doel van Sun is menselijke anticonceptie, hoewel hij toegeeft dat dat nog ver weg is. Net als bij dierentuindieren zullen gedetailleerde studies nodig zijn om vast te stellen dat nanoanticonceptie niet giftig is voor mannen. Het is ook moeilijker om een ​​man vier uur lang onder narcose te brengen en een elektrische spoel om zijn testikels te wikkelen dan hetzelfde te doen op een muis. In plaats daarvan hoopt Sun de magnetische nanostaafjes oraal te kunnen afleveren en een andere manier te vinden om ze naar de testikels te leiden.

En het is onzeker hoeveel mannen comfortabel zullen zijn met gekrompen testikels, zelfs als ze na verloop van tijd hun oorspronkelijke grootte herstellen.

Tot die tijd kun je die condooms maar beter wegdoen.