Mužská antikoncepcia na dosah. Odzvoní tabletkám pre ženy? Objav môže navyše liečiť aj tento vážny problém

Nielen ochrana pred otehotnením, ale aj revolúcia v liečbe neplodnosti. To si sľubujú výskumníci od novoobjaveného molekulárneho „prepínača“, ktorý výrazne zvyšuje aktivitu spermií. Tento prelom by mohol konečne otvoriť cestu k mužskej antikoncepcii, sľubujú vedci.

„Metabolizmus spermií je výnimočný, pretože sa sústreďuje výlučne na tvorbu čo najväčšieho množstva energie na dosiahnutie jediného cieľa: oplodnenia,“ uviedla Melanie Balbach, odborná asistentka na Katedre biochémie a molekulárnej biológie Michigan State University a hlavná autorka štúdie.

Výskum bol publikovaný v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences.

Pred ejakuláciou zostávajú spermie cicavcov v stave nízkej energetickej aktivity. Po vstupe do ženského reprodukčného traktu sa však rýchlo transformujú. Začnú plávať silnejšie a upravujú svoje vonkajšie membrány, ktoré budú neskôr interagovať s vajíčkom. Tieto zmeny si vyžadujú náhly a výrazný nárast produkcie energie.

„Mnohé typy buniek prechádzajú týmto rýchlym prechodom z nízkoenergetického do vysokoenergetického stavu a spermie sú ideálnym modelom na štúdium takéhoto metabolického preprogramovania,“ povedala Balbach.

V skoršej fáze svojej kariéry na Weill Cornell Medicine sa Balbach podieľala na výskume, ktorý ukázal, že zablokovanie kľúčového enzýmu v spermiách spôsobilo u myší dočasnú neplodnosť. Tento objav poukázal na možnosť nehormonálnej mužskej antikoncepcie.

Hoci vedci vedeli, že spermie potrebujú veľké množstvo energie na prípravu na oplodnenie, presný mechanizmus tohto energetického nárastu bol až doteraz nejasný.

V spolupráci s kolegami z Memorial Sloan Kettering Cancer Center a Van Andel Institute vyvinul tím Balbach metódu na sledovanie toho, ako spermie spracúvajú glukózu – cukor, ktorý prijímajú zo svojho okolia a využívajú ako palivo.

Mapovaním chemickej dráhy glukózy vo vnútri bunky vedci identifikovali jasné rozdiely medzi neaktívnymi spermiami a tými, ktoré boli aktivované.

„Tento prístup si môžete predstaviť ako natretie strechy auta jasnou ružovou farbou a následné sledovanie tohto auta v premávke pomocou dronu,“ vysvetlila Balbach.

„V aktivovaných spermiách sme videli, že toto ‘ružové auto’ sa pohybuje premávkou oveľa rýchlejšie, uprednostňuje inú trasu a dokonca sme mohli vidieť, na ktorých križovatkách sa najčastejšie zasekáva,“ dodala.

Tím vytvoril podrobný obraz viacstupňového, energeticky náročného procesu, na ktorý sa spermie spoliehajú pri dosiahnutí oplodnenia.

Štúdia zistila, že enzým známy ako aldoláza zohráva kľúčovú úlohu pri premene glukózy na využiteľnú energiu. Vedci tiež zistili, že spermie využívajú vnútorné energetické zásoby, ktoré si nesú so sebou na začiatku svojej cesty. Okrem toho niektoré enzýmy fungujú ako regulátory – usmerňujú pohyb glukózy metabolickými dráhami a ovplyvňujú efektivitu tvorby energie.

Balbach plánuje pokračovať vo výskume toho, ako spermie využívajú rôzne zdroje paliva vrátane glukózy a fruktózy na pokrytie svojich energetických potrieb. Tento výskum môže mať dopad na viaceré oblasti reprodukčného zdravia.

Dôsledky pre liečbu neplodnosti

Neplodnosť postihuje približne jedného zo šiestich ľudí na svete. Podľa Balbach by štúdium metabolizmu spermií mohlo viesť k lepším diagnostickým nástrojom a zdokonaleniu asistovaných reprodukčných technológií.

Zistenia by mohli podporiť aj vývoj nových antikoncepčných stratégií, najmä nehormonálnych prístupov.

„Lepšie pochopenie metabolizmu glukózy počas aktivácie spermií bolo dôležitým prvým krokom a teraz sa snažíme zistiť, ako sa naše zistenia dajú aplikovať aj na iné druhy, napríklad na ľudské spermie,“ uviedla Balbach.

„Jednou z možností je preskúmať, či by sa niektorý z našich ‘enzýmov riadiacich premávku’ dal bezpečne cieliť ako nehormonálna mužská alebo ženská antikoncepcia,“ dodala.

Väčšina snáh o vytvorenie mužskej antikoncepcie sa doteraz zameriavala na zastavenie produkcie spermií. Táto stratégia má však nevýhody – neposkytuje okamžitú, podľa potreby vyvolanú neplodnosť a mnohé možnosti sú založené na hormónoch, ktoré môžu spôsobovať výrazné vedľajšie účinky.

Najnovšia práca Balbach naznačuje alternatívu. Cielením na metabolizmus spermií pomocou inhibítorov v rámci nehormonálneho prístupu by mohlo byť možné dočasne vyradiť funkciu spermií vtedy, keď je to žiaduce, a zároveň minimalizovať nežiaduce účinky.

„V súčasnosti je približne 50 % všetkých tehotenstiev neplánovaných a toto by mužom poskytlo ďalšie možnosti a väčšiu kontrolu nad ich plodnosťou,“ uviedla Balbach. „Zároveň by to prinieslo väčšiu slobodu ľuďom používajúcim ženskú hormonálnu antikoncepciu, ktorá je náchylná na vedľajšie účinky. Teším sa na to, čo ešte objavíme a ako budeme môcť tieto poznatky využiť,“ dodala výskumníčka.