Enligt Mayo Clinic, cirka 15 % av paren är infertila, och manlig infertilitet spelar en roll i över en tredjedel av dessa fall. Ofta, problem med spermieutvecklingen är skyldiga. Nu, forskare som rapporterar in ACS Nano har hittat ett sätt att leverera ett protein som är viktigt för spermieproduktionen direkt till mustestiklar, där den återställde normal spermieutveckling och tillät tidigare infertila möss att få ungar.

Manlig infertilitet uppstår ofta på grund av brist på sperma i sperman, som kan bero på skador på blodtestisbarriären (BTB). Denna barriär skyddar fortplantningsceller från skadliga gifter och droger, och ett protein som kallas PIN1 är viktigt för dess funktion. Möss som är genetiskt modifierade för att sakna PIN1 är infertila, med små testiklar, utarmade spermiestamceller och lågt spermieantal. Även om forskare har övervägt genterapier för att behandla manlig infertilitet, dessa procedurer är riskabla eftersom de kan orsaka oönskade genetiska förändringar i reproduktionsceller som kan överföras till avkomma. Hyun-Mo Ryoo och kollegor ville utveckla ett system för att leverera proteiner (som PIN1) istället för gener till testiklarna, men först var de tvungna att hitta ett sätt att få proteiner genom de komplexa rören i testiklarna och in i cellerna.

Forskarna utvecklade ett leveranssystem som heter Fibroplex, som bestod av sfäriska nanopartiklar gjorda av silkesfibroin och en beläggning av lipider. De laddade PIN1 i Fibroplex, och visade att partiklarna verkade säkra och inte visade tecken på toxicitet eller testikelskador hos möss. När teamet injicerade den PIN1-laddade Fibroplex i testiklarna på unga möss med PIN1-deletioner, behandlingen återställde nästan normala PIN1-nivåer och spermiestamcellsnummer och reparerade BTB. Behandlade möss hade normal testikelvikt och -storlek och cirka 50 % av antalet spermier hos vildtypsmöss. Till ca 5 månader efter behandlingen, när proteinet bryts ned, de PIN1-Fibroplex-behandlade mössen fick ett liknande antal ungar som vildtypsmöss, medan obehandlade möss med PIN1-deletioner förblev infertila. Detta är den första demonstrationen av direkt leverans av proteiner till testiklarna för att behandla manlig infertilitet, säger forskarna.