Ein experimentelles Verhütungsmittel, das von Forschern von Weill Cornell Medicine entwickelt wurde, stoppt Spermien vorübergehend und verhindert Schwangerschaften in präklinischen Modellen. Die Studie, erschienen in Naturkommunikation am 14. Februar, zeigt, dass ein bedarfsgesteuertes Verhütungsmittel für Männer möglich ist.
Die Entdeckung könnte laut den Mitautoren der Studie, Dr. Jochen Buck und Dr. Lonny Levin, die Professoren für Pharmakologie an der Weill Cornell Medicine sind, ein „Game-Changer“ für die Empfängnisverhütung sein.
Dr. Buck und Levin stellten fest, dass Kondome, die es seit etwa 2000 Jahren gibt, und Vasektomien bisher die einzigen Optionen für Männer waren. Die Forschung zu oralen Kontrazeptiva für Männer ist ins Stocken geraten, teilweise weil potenzielle Kontrazeptiva für Männer eine viel höhere Messlatte für Sicherheit und Nebenwirkungen überwinden müssen, sagte Dr. Levin. Da Männer die mit einer Schwangerschaft verbundenen Risiken nicht tragen, erklärte er, geht das Fachgebiet davon aus, dass Männer eine geringe Toleranz gegenüber möglichen Nebenwirkungen von Verhütungsmitteln haben.
Dr. Buck und Levin machten sich zunächst nicht auf die Suche nach einem Verhütungsmittel für Männer. Sie waren Freunde und Kollegen mit sich ergänzenden Fähigkeiten. Aber als Dr. Levin Dr. Buck aufforderte, ein wichtiges zelluläres Signalprotein namens lösliche Adenylylcyclase (sAC) zu isolieren, das Biochemikern lange entgangen war, konnte Dr. Buck nicht widerstehen. Er brauchte zwei Jahre. Dr. Buck und Levin verlagerten dann ihren Forschungsschwerpunkt auf die Untersuchung von sAC und legten schließlich ihre Labors zusammen.
Das Team entdeckte, dass gentechnisch veränderte Mäuse, denen sAC fehlt, unfruchtbar sind. Dann, im Jahr 2018, machte Dr. Melanie Balbach, eine Postdoktorandin in ihrem Labor, eine aufregende Entdeckung, als sie an sAC-Inhibitoren als mögliche Behandlung einer Augenerkrankung arbeitete. Sie fand heraus, dass Mäuse, denen ein Medikament verabreicht wurde, das sAC inaktiviert, Spermien produzieren, die sich nicht vorwärts bewegen können. Dass die sAC-Hemmung eine sichere Verhütungsoption sein könnte, beruhigte das Team durch den Bericht eines anderen Teams, dass Männer, denen das für sAC kodierende Gen fehlte, unfruchtbar, aber ansonsten gesund seien.
Die neue Studie von Nature Communications zeigt, dass eine Einzeldosis eines sAC-Inhibitors namens TDI-11861 Mäusespermien für bis zu zweieinhalb Stunden immobilisiert und dass die Wirkung im weiblichen Fortpflanzungstrakt nach der Paarung anhält. Nach drei Stunden beginnen einige Spermien wieder beweglich zu werden; Nach 24 Stunden haben fast alle Spermien ihre normale Bewegung wiedererlangt.
Mit TDI-11861 behandelte männliche Mäuse, gepaart mit weiblichen Mäusen, zeigten ein normales Paarungsverhalten, befruchteten jedoch trotz 52 verschiedener Paarungsversuche keine Weibchen. Männliche Mäuse, die mit einer inaktiven Kontrollsubstanz behandelt wurden, befruchteten dagegen fast ein Drittel ihrer Partner.
„Unser Inhibitor wirkt innerhalb von 30 Minuten bis zu einer Stunde“, sagte Dr. Balbach. „Jedes andere experimentelle hormonelle oder nichthormonelle Verhütungsmittel für Männer braucht Wochen, um die Anzahl der Spermien zu senken oder sie unfähig zu machen, Eier zu befruchten.“
Darüber hinaus stellte Dr. Balbach fest, dass es Wochen dauert, um die Wirkung anderer hormoneller und nicht-hormoneller männlicher Kontrazeptiva in der Entwicklung umzukehren. Sie sagte, da sAC-Hemmer innerhalb von Stunden nachlassen und Männer es nur dann und so oft wie nötig einnehmen würden, könnten sie Männern erlauben, tägliche Entscheidungen über ihre Fruchtbarkeit zu treffen.
Dr. Balbach und Levin stellten fest, dass die Entwicklung von TDI-11861 erhebliche medizinische chemische Arbeit erforderte, die in Zusammenarbeit mit dem Tri-Institutional Therapeutics Discovery Institute (TDI) durchgeführt wurde. Das TDI arbeitet mit Forschern von Weill Cornell Medicine, dem Memorial Sloan Kettering Cancer Center und der Rockefeller University zusammen, um die Arzneimittelentdeckung im Frühstadium zu beschleunigen.
„Diese äußerst produktive Zusammenarbeit zwischen TDI und dem Buck/Levin-Labor zeigt deutlich die Leistungsfähigkeit der Zusammenarbeit von Pharma-ausgebildeten Wissenschaftlern in der Arzneimittelentdeckung mit akademischen Innovatoren“, sagte Dr. Peter Meinke, Sanders-Direktor des TDI.
Die Zusammenarbeit des Buck/Levin-Labors mit TDI wurde von Weill Cornell Medicine Enterprise Innovation gefördert und gepflegt, dem Büro, das die Übersetzung und Kommerzialisierung von Technologien beschleunigt, die aus der Forschung der Fakultät und der Auszubildenden von Weill Cornell hervorgehen. Darüber hinaus leitet Enterprise Innovation die Auslizenzierung dieser Entdeckung an ihr Start-up-Unternehmen.
„Das Team arbeitet bereits daran, sAC-Inhibitoren besser für die Anwendung beim Menschen geeignet zu machen“, sagte Dr. Levin. Dr. Buck und Levin gründeten Sacyl Pharmaceuticals zusammen mit ihrem Kollegen Dr. Gregory Kopf, der als Chief Scientific Officer des Unternehmens fungiert.
Der nächste Schritt für das Team besteht darin, seine Experimente in einem anderen präklinischen Modell zu wiederholen. Diese Experimente würden die Grundlage für klinische Studien am Menschen legen, die die Wirkung der sAC-Hemmung auf die Beweglichkeit der Spermien bei gesunden männlichen Menschen testen würden, sagte Dr. Buck.
Wenn die Arzneimittelentwicklung und die klinischen Studien erfolgreich sind, hofft Dr. Levin, eines Tages in eine Apotheke zu gehen und zu hören, wie ein Mann „die männliche Pille“ verlangt.