Odkrycie genu u wielu gatunków ssaków może utorować drogę do wysoce skutecznego, odwracalnego i niehormonalnego środka antykoncepcyjnego dla mężczyzn dla ludzi i zwierząt.

Naukowcy z Washington State University zidentyfikowali ekspresję genu Arrdc5 w tkance jąder myszy, świń, bydła i ludzi. Kiedy wyeliminowali gen u myszy, spowodowało to bezpłodność tylko u samców, wpływając na liczbę, ruch i kształt plemników. Naukowcy szczegółowo opisali swoje odkrycia w czasopiśmie Komunikacja natury.

„Badanie po raz pierwszy identyfikuje ten gen jako ulegający ekspresji tylko w tkance jądra, nigdzie indziej w ciele, i jest wyrażany przez wiele gatunków ssaków” – powiedział Jon Oatley, starszy autor i profesor w School of Molecular Biosciences WSU. „Kiedy ten gen jest inaktywowany lub zahamowany u samców, wytwarzają one plemniki, które nie mogą zapłodnić komórki jajowej, a to jest głównym celem rozwoju męskiej antykoncepcji”.

Chociaż zidentyfikowano inne cele molekularne dla potencjalnego rozwoju męskiej antykoncepcji, gen Arrdc5 jest specyficzny dla męskich jąder i występuje u wielu gatunków. Co ważne, brak genu powoduje również znaczną bezpłodność, tworząc stan zwany oligoastenoteratospermią lub OAT. Ten stan, najczęstsza diagnoza niepłodności męskiej u ludzi, objawia się zmniejszeniem ilości wytwarzanych plemników, spowolnioną ruchliwością i zniekształconym kształtem, tak że plemniki nie są w stanie połączyć się z komórką jajową.

W badaniu WSU samce myszy pozbawione tego genu produkowały o 28% mniej plemników, które poruszały się 2,8 razy wolniej niż u normalnych myszy – a około 98% ich plemników miało nieprawidłowe główki i środkowe części.

Badanie wskazuje, że białko kodowane przez ten gen jest niezbędne do normalnej produkcji plemników. Zespół Oatleya będzie następnie pracował nad zaprojektowaniem leku, który hamowałby produkcję lub funkcję tego białka.

Zakłócenie tego białka nie wymagałoby żadnych zakłóceń hormonalnych, co jest kluczową przeszkodą w męskiej antykoncepcji, ponieważ testosteron odgrywa inne role poza produkcją nasienia u mężczyzn, w tym budowaniem masy kostnej i siły mięśni, a także produkcją czerwonych krwinek. Zaprojektowanie leku ukierunkowanego na to białko sprawiłoby, że będzie ono łatwo odwracalne jako środek antykoncepcyjny.

„Nie chcesz wymazać zdolności do wytwarzania nasienia – po prostu powstrzymaj prawidłowe wytwarzanie nasienia” – powiedział. „Wtedy, teoretycznie, można usunąć lek, a plemniki znów zaczną się normalnie budować”.

Oatley i pierwsza autorka badania Mariana Giassetti złożyli tymczasowy patent na opracowanie męskiego środka antykoncepcyjnego opartego na tym genie i białku, które koduje.

Ponieważ gen występuje u różnych gatunków ssaków, wiedza ta jest również obiecująca do zastosowania u zwierząt, powiedział Oatley. Zespół przeanalizował dostępne dane biologiczne dotyczące sekwencji DNA i białek u ssaków i znalazł gen u prawie wszystkich znanych gatunków ssaków. Otwiera to potencjał do opracowania męskiej antykoncepcji do stosowania u zwierząt gospodarskich, być może zastępując kastrację w niektórych przypadkach jako sposób kontrolowania reprodukcji, oraz u dzikich zwierząt, gdy menedżerowie starają się ograniczyć przeludnienie gatunku.

Początkowy nacisk kładziony jest jednak na zapewnienie ludziom większej kontroli nad własną reprodukcją. Chociaż istnieje wiele form antykoncepcji dla kobiet, nie zawsze są one skuteczne lub powszechnie dostępne, a według Organizacji Narodów Zjednoczonych ponad połowa ciąż na całym świecie wciąż jest niezamierzona.

„Opracowanie sposobu na ograniczenie wzrostu populacji i powstrzymanie niechcianych ciąż jest naprawdę ważne dla przyszłości rasy ludzkiej” – powiedział Oatley. „W tej chwili tak naprawdę nie mamy nic poza męską antykoncepcją poza chirurgią i tylko niewielki procent mężczyzn decyduje się na wazektomię. Jeśli uda nam się rozwinąć to odkrycie w rozwiązanie antykoncepcji, może to mieć dalekosiężne skutki. ”