Kvinnor har en mängd olika metoder för preventivmedel, men endast två metoder är allmänt tillgängliga för män:kondomer och vasektomi. Båda metoderna har sina nackdelar.

Kondomer kan gå sönder, och vissa män är allergiska mot latexen i standardkondomer. Vasektomi är kirurgiska ingrepp som kan vara smärtsamma och svåra att vända.

Så sökandet efter alternativa manliga preventivmedel fortsätter, och en metod som för närvarande undersöks är nanokontraception.

En på/av-knapp

Nanoprevention bygger på idén att nanopartiklar – här cirka 100 nanometer i diameter, eller ungefär en tusendel av bredden på ett papper eller ett hårstrå – på något sätt kan levereras till testiklarna, där de kan värmas upp .

Om du kunde värma upp testiklarna bara lite, skulle du ha ett sätt att slå på och stänga av spermieproduktionen efter behag eftersom ju varmare de blir, desto mindre fertila blir de. Men det är en känslig process eftersom testiklarna kan förstöras irreversibelt om de blir för varma; vävnaden dör och kan inte längre producera spermier, även när testiklarna återgår till normal temperatur.

Att använda nanoteknik för att värma testiklar studerades första gången 2013 på möss av biologen Fei Sun och hans multidisciplinära forskargrupp. Hans tidiga experiment involverade att injicera nanopartiklar direkt i mustestiklar. Dessa nanopartiklar var långa nanorods (eller nanocylindrar) av guldatomer - föreställ dig ett rör 120 guldatomer långt med en diameter på 30 guldatomer - belagt med några långa polymerkedjor på sin yta. De såg ut som avlånga bakterier med hårstrån som sticker ut.

Infraröd strålning användes sedan på mössens testiklar. Detta gjorde att nanopartiklarna värmdes upp från cirka 30 C till mellan 37 och 45 C. Den exakta temperaturen berodde på både koncentrationen av injicerade nanopartiklar och intensiteten av strålningen.

Strålningen orsakade värmeskador på huden som omger mössens testiklar, så man antog att denna procedur var smärtsam för djuren, även om det inte fanns något tillförlitligt sätt att mäta deras smärta. Forskarna bestämde sig för att leta efter andra sätt att injicera nanopartiklarna.

Järnstänger

I juli 2021 publicerade Suns team en artikel om sina senaste rön. Nanoroderna i den nya metoden är sammansatta av magnetisk järnoxid istället för guld, och de är belagda med citronsyra istället för etylenglykol – men de har samma storlek och form som de tidigare nanoroderna.

Dessa magnetiska nanopartiklar injicerades i möss vener, och sedan sövdes djuren. En magnet placerades sedan bredvid deras testiklar i fyra timmar och drog nanopartiklarna dit.

Denna procedur – injektion följt av magnetisk målinriktning – utfördes dagligen under en till fyra dagar.

Efter sista behandlingsdagen lindades en elektrisk spole runt testiklarna, genom vilken en ström leddes. Detta inducerade ett magnetfält som värmde upp nanoroderna och därför testiklarna. Liknande temperaturökningar - från en baslinje på 29 C till mellan 37 och 42 C - observerades genom denna metod. Ju fler dagar en mus hade injicerats med nanorods, desto varmare blev dess testiklar.

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. + Utforska vidare

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.