Наночастицы для нагрева яичек: новый подход к мужской контрацепции

У мужчин сегодня всего два распространённых метода контрацепции: презервативы и вазэктомия. Оба имеют недостатки: презервативы могут рваться, а вазэктомия — болезненная и труднообратимая операция. В поисках альтернатив учёные исследуют метод наноконтрацепции.

Принцип «включения/выключения»

Идея в том, что наночастицы (размером около 100 нанометров) можно доставить в яички и нагреть. Повышение температуры даже на несколько градусов снижает выработку спермы, что позволяет «отключать» фертильность. Однако это тонкий процесс: перегрев выше 45°C может необратимо разрушить ткань яичек.

Первые эксперименты на мышах провёл биолог Фэй Сунь в 2013 году. Его команда вводила в яички грызунов наностержни из золота, покрытые полимерными цепями. При облучении инфракрасным светом частицы нагревались с ~30°C до 37–45°C. Метод вызывал тепловые поражения кожи и, предположительно, был болезненным.

Магнитные наностержни

В 2021 году команда Суня представила усовершенствованный метод. Теперь используются наностержни из магнитного оксида железа того же размера, но с лимоннокислым покрытием. Их вводят мышам внутривенно, а затем с помощью магнита в течение 4 часов направляют в область яичек. Процедуру повторяли от одного до четырёх дней.

После последней инъекции вокруг яичек оборачивали электрическую катушку, создающую магнитное поле. Оно нагревало наночастицы и окружающие ткани с 29°C до 37–42°C. Чем больше дней проводились инъекции, тем сильнее нагревались яички.

Результаты:

• Нагрев вызывал атрофию и уменьшение яичек, но при температурах ниже 45°C наблюдалось постепенное восстановление через 30 и 60 дней.
• Фертильность снижалась через 7 дней после лечения (иногда до нуля), но частично восстанавливалась через 60 дней.
• В помётах самок, оплодотворённых обработанными мышами, не было различий в размере или морфологических дефектах.
• В отличие от золотых частиц, железные наностержни постепенно выводились из яичек в печень и селезёнку, а затем из организма, снижая риск долгосрочной токсичности.

Применение у животных и перспективы

Фэй Сунь заявляет, что метод готов к применению у домашних питомцев и уже используется для кошек в Китае. В Европе, где хирургическая кастрация менее популярна, чем в Северной Америке, этот метод может вызвать больший интерес.

Для зоопарков наноконтрацепция могла бы стать частью инструментария для контроля размножения. Однако, как отмечает Дэвид Пауэлл из Центра репродуктивного менеджмента Ассоциации зоопарков и аквариумов, необходимы дальнейшие исследования для оценки болезненности процедуры и её применимости для видов, склонных к накоплению железа (носороги, лемуры, дельфины).

Ключевым потенциальным преимуществом метода является его обратимость, что важно для планирования спаривания в зоопарках. Однако обратимость требует дополнительного изучения: во всех экспериментах мышей подвергали только одному циклу лечения.

Дорога к человеку

Конечная цель Суня — контрацепция для людей, но до этого ещё далеко. Требуются детальные исследования на токсичность. Технически сложнее проводить 4-часовую анестезию и оборачивать катушкой мошонку мужчины, чем у мыши. Учёный надеется разработать пероральный приём магнитных наностержней и найти другой способ их доставки к яичкам.

Остаётся и психологический барьер: неясно, сколько мужчин согласятся на временное уменьшение яичек, даже если их размер со временем восстановится. Пока этот метод не станет реальностью, презервативы и вазэктомия остаются основными вариантами.