Vào ngày 20 tháng Hai năm 2024, các nhà khoa học tại Viện Salk đã xác định một phương pháp tránh thai nam mới, có thể đảo ngược và không dùng hormone. Loại thuốc này, một chất ức chế HDAC (histone deacetylase), đã ngăn chặn quá trình sản xuất tinh trùng và khả năng sinh sản ở chuột đực mà không ảnh hưởng đến ham muốn tình dục hay khả năng sinh sản về sau.
Mặc dù phần lớn nam giới Mỹ cho biết họ quan tâm đến các biện pháp tránh thai dành cho nam, lựa chọn của họ vẫn bị giới hạn ở bao cao su, vốn có thể không đáng tin cậy, hoặc phẫu thuật thắt ống dẫn tinh xâm lấn. Những nỗ lực gần đây nhằm phát triển thuốc ngăn chặn quá trình sản xuất, trưởng thành hoặc thụ tinh của tinh trùng chỉ đạt thành công hạn chế, do không bảo vệ đầy đủ hoặc gây ra tác dụng phụ nghiêm trọng. Cần có những phương pháp tránh thai nam mới, nhưng sự phức tạp của quá trình phát triển tinh trùng khiến các nhà nghiên cứu khó xác định được một giai đoạn có thể tác động một cách an toàn và hiệu quả.
Các nhà khoa học tại Viện Salk nay đã tìm ra một cách mới để gián đoạn quá trình sản xuất tinh trùng, vừa không dùng hormone vừa có thể đảo ngược. Nghiên cứu được công bố trên Kỷ yếu Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia vào ngày 20 tháng Hai năm 2024, đã xác định một phức hợp protein mới tham gia điều hòa biểu hiện gen trong quá trình sản xuất tinh trùng. Các nhà nghiên cứu cho thấy việc điều trị chuột đực bằng một nhóm thuốc hiện có, gọi là chất ức chế HDAC, có thể phá vỡ phức hợp protein này và ngăn chặn khả năng sinh sản mà không ảnh hưởng đến ham muốn tình dục.
“Hầu hết các biện pháp tránh thai nam thử nghiệm đều dùng cách tiếp cận thô để ngăn sản xuất tinh trùng, nhưng phương pháp của chúng tôi tinh tế hơn nhiều,” Ronald Evans, giáo sư kiêm giám đốc Phòng thí nghiệm Biểu hiện Gen Salk và Chủ tịch March of Dimes về Sinh học Phân tử và Phát triển, cho biết. “Điều này khiến đây trở thành một hướng điều trị đầy hứa hẹn, và chúng tôi hy vọng phương pháp sẽ sớm tiến tới các thử nghiệm lâm sàng trên người.”
Cơ thể người sản xuất hàng triệu tinh trùng mới mỗi ngày. Để làm được điều này, các tế bào gốc tinh trùng trong tinh hoàn liên tục nhân lên cho đến khi nhận được tín hiệu yêu cầu chúng phát triển thành tinh trùng—một quá trình gọi là sinh tinh. Tín hiệu này đến từ axit retinoic, một dẫn xuất của vitamin A. Các đợt axit retinoic tiết ra theo nhịp sẽ gắn với các thụ thể axit retinoic trong tế bào. Khi hệ thống được đồng bộ chính xác, điều này kích hoạt một chương trình di truyền phức tạp, biến các tế bào gốc thành tinh trùng trưởng thành.
Các nhà khoa học Salk phát hiện rằng để quá trình này diễn ra, thụ thể axit retinoic phải gắn với một protein gọi là SMRT (chất trung gian làm im lặng thụ thể axit retinoic và hormone tuyến giáp). SMRT sau đó tuyển mộ các HDAC, và phức hợp protein này đồng bộ hóa biểu hiện của các gen liên quan đến quá trình sản xuất tinh trùng.
Các nhóm nghiên cứu trước đây đã cố gắng ngừng sản xuất tinh trùng bằng cách trực tiếp chặn axit retinoic hoặc thụ thể của nó. Tuy nhiên, axit retinoic đóng vai trò quan trọng đối với nhiều hệ cơ quan, nên việc làm gián đoạn nó trên toàn cơ thể có thể gây ra nhiều tác dụng phụ. Đây là lý do nhiều nghiên cứu và thử nghiệm trước đó không tạo ra được một loại thuốc khả thi. Thay vào đó, Evans và các đồng nghiệp đặt câu hỏi liệu họ có thể điều hòa một phân tử nằm ở hạ nguồn của axit retinoic để đạt được tác động có mục tiêu hơn hay không.
Đầu tiên, các nhà nghiên cứu kiểm tra một dòng chuột biến đổi gen được phát triển trước đó trong phòng thí nghiệm. Những con chuột này có protein SMRT đột biến, không còn khả năng gắn với thụ thể axit retinoic. Không có tương tác SMRT–thụ thể axit retinoic này, chuột không thể sản xuất tinh trùng trưởng thành. Tuy nhiên, chúng vẫn có nồng độ testosterone và hành vi giao phối bình thường, cho thấy ham muốn tình dục không bị ảnh hưởng.
Để xác định liệu can thiệp bằng thuốc có thể tái hiện những phát hiện di truyền này hay không, các nhà nghiên cứu điều trị chuột bình thường bằng MS-275, một chất ức chế HDAC đường uống đã được FDA trao chỉ định Liệu pháp Đột phá. Bằng cách chặn hoạt động của phức hợp SMRT–thụ thể axit retinoic–HDAC, thuốc đã ngừng thành công quá trình sản xuất tinh trùng mà không gây tác dụng phụ rõ rệt. Một phát hiện đáng chú ý khác xuất hiện sau khi kết thúc điều trị: trong vòng 60 ngày kể từ khi ngừng thuốc, các con vật đã khôi phục hoàn toàn khả năng sinh sản và tất cả con non đều phát triển bình thường.
Các tác giả cho rằng việc nhắm đến các phân tử nằm ở hạ nguồn của axit retinoic là chìa khóa để đạt được khả năng đảo ngược này.
Hãy hình dung axit retinoic và các gen sản xuất tinh trùng như hai vũ công trong một điệu van. Nhịp điệu và bước nhảy của họ phải được phối hợp để điệu nhảy diễn ra suôn sẻ. Nếu có điều gì khiến các gen bước hụt, hai bên sẽ mất đồng bộ và điệu nhảy tan vỡ. Trong trường hợp này, chất ức chế HDAC khiến các gen mất nhịp, từ đó ngừng điệu nhảy sản xuất tinh trùng.
Tuy nhiên, nếu các vũ công lấy lại nhịp điệu và đồng bộ trở lại với bạn nhảy, điệu van có thể tiếp tục. Tương tự, các tác giả cho biết việc loại bỏ chất ức chế HDAC cho phép các gen sản xuất tinh trùng đồng bộ trở lại với những đợt axit retinoic, khởi động lại quá trình sản xuất tinh trùng khi cần.
“Tất cả là vấn đề thời điểm,” Michael Downes, đồng tác giả và nhà khoa học cấp cao tại phòng thí nghiệm của Evans, cho biết. “Khi chúng tôi thêm thuốc, các tế bào gốc mất đồng bộ với những đợt axit retinoic và quá trình sản xuất tinh trùng dừng lại. Tuy nhiên, khi ngừng thuốc, các tế bào gốc có thể đồng bộ lại với axit retinoic và quá trình sản xuất tinh trùng bắt đầu trở lại.”
Các tác giả cho biết thuốc không làm tổn thương tế bào gốc tinh trùng hay tính toàn vẹn bộ gen của chúng. Trong thời gian thuốc hiện diện, các tế bào gốc tinh trùng chỉ tiếp tục tự tái tạo ở trạng thái tế bào gốc. Khi thuốc được loại bỏ, các tế bào lại có thể biệt hóa thành tinh trùng trưởng thành.
“Khi phát hiện SMRT và phát triển dòng chuột này, chúng tôi không nhất thiết hướng đến việc tạo ra một biện pháp tránh thai nam. Nhưng khi nhận thấy khả năng sinh sản bị gián đoạn, chúng tôi đã đi theo các phát hiện khoa học và xác định một hướng điều trị tiềm năng,” Suk-Hyun Hong, tác giả chính và nhà nghiên cứu tại phòng thí nghiệm của Evans, cho biết. “Đây là một ví dụ điển hình cho thấy nghiên cứu sinh học nền tảng tại Salk có thể tạo ra tác động chuyển giao lớn.”
Tin tức | Các nhà nghiên cứu xác định mục tiêu mới cho biện pháp tránh thai nam không hormone, có thể đảo ngược
Vào ngày 20 tháng Hai năm 2024, các nhà khoa học tại Viện Salk đã xác định một phương pháp tránh thai nam mới, có thể đảo ngược và không dùng hormone. Loại thuốc này, một chất ức chế HDAC (histone deacetylase), đã ngăn chặn quá trình sản xuất tinh trùng và khả năng sinh sản ở chuột đực mà không ảnh hưởng đến ham muốn tình dục hay khả năng sinh sản về sau.
Mặc dù phần lớn nam giới Mỹ cho biết họ quan tâm đến các biện pháp tránh thai dành cho nam, lựa chọn của họ vẫn bị giới hạn ở bao cao su, vốn có thể không đáng tin cậy, hoặc phẫu thuật thắt ống dẫn tinh xâm lấn. Những nỗ lực gần đây nhằm phát triển thuốc ngăn chặn quá trình sản xuất, trưởng thành hoặc thụ tinh của tinh trùng chỉ đạt thành công hạn chế, do không bảo vệ đầy đủ hoặc gây ra tác dụng phụ nghiêm trọng. Cần có những phương pháp tránh thai nam mới, nhưng sự phức tạp của quá trình phát triển tinh trùng khiến các nhà nghiên cứu khó xác định được một giai đoạn có thể tác động một cách an toàn và hiệu quả.
Các nhà khoa học tại Viện Salk nay đã tìm ra một cách mới để gián đoạn quá trình sản xuất tinh trùng, vừa không dùng hormone vừa có thể đảo ngược. Nghiên cứu được công bố trên Kỷ yếu Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia vào ngày 20 tháng Hai năm 2024, đã xác định một phức hợp protein mới tham gia điều hòa biểu hiện gen trong quá trình sản xuất tinh trùng. Các nhà nghiên cứu cho thấy việc điều trị chuột đực bằng một nhóm thuốc hiện có, gọi là chất ức chế HDAC, có thể phá vỡ phức hợp protein này và ngăn chặn khả năng sinh sản mà không ảnh hưởng đến ham muốn tình dục.
“Hầu hết các biện pháp tránh thai nam thử nghiệm đều dùng cách tiếp cận thô để ngăn sản xuất tinh trùng, nhưng phương pháp của chúng tôi tinh tế hơn nhiều,” Ronald Evans, giáo sư kiêm giám đốc Phòng thí nghiệm Biểu hiện Gen Salk và Chủ tịch March of Dimes về Sinh học Phân tử và Phát triển, cho biết. “Điều này khiến đây trở thành một hướng điều trị đầy hứa hẹn, và chúng tôi hy vọng phương pháp sẽ sớm tiến tới các thử nghiệm lâm sàng trên người.”
Cơ thể người sản xuất hàng triệu tinh trùng mới mỗi ngày. Để làm được điều này, các tế bào gốc tinh trùng trong tinh hoàn liên tục nhân lên cho đến khi nhận được tín hiệu yêu cầu chúng phát triển thành tinh trùng—một quá trình gọi là sinh tinh. Tín hiệu này đến từ axit retinoic, một dẫn xuất của vitamin A. Các đợt axit retinoic tiết ra theo nhịp sẽ gắn với các thụ thể axit retinoic trong tế bào. Khi hệ thống được đồng bộ chính xác, điều này kích hoạt một chương trình di truyền phức tạp, biến các tế bào gốc thành tinh trùng trưởng thành.
Các nhà khoa học Salk phát hiện rằng để quá trình này diễn ra, thụ thể axit retinoic phải gắn với một protein gọi là SMRT (chất trung gian làm im lặng thụ thể axit retinoic và hormone tuyến giáp). SMRT sau đó tuyển mộ các HDAC, và phức hợp protein này đồng bộ hóa biểu hiện của các gen liên quan đến quá trình sản xuất tinh trùng.
Các nhóm nghiên cứu trước đây đã cố gắng ngừng sản xuất tinh trùng bằng cách trực tiếp chặn axit retinoic hoặc thụ thể của nó. Tuy nhiên, axit retinoic đóng vai trò quan trọng đối với nhiều hệ cơ quan, nên việc làm gián đoạn nó trên toàn cơ thể có thể gây ra nhiều tác dụng phụ. Đây là lý do nhiều nghiên cứu và thử nghiệm trước đó không tạo ra được một loại thuốc khả thi. Thay vào đó, Evans và các đồng nghiệp đặt câu hỏi liệu họ có thể điều hòa một phân tử nằm ở hạ nguồn của axit retinoic để đạt được tác động có mục tiêu hơn hay không.
Đầu tiên, các nhà nghiên cứu kiểm tra một dòng chuột biến đổi gen được phát triển trước đó trong phòng thí nghiệm. Những con chuột này có protein SMRT đột biến, không còn khả năng gắn với thụ thể axit retinoic. Không có tương tác SMRT–thụ thể axit retinoic này, chuột không thể sản xuất tinh trùng trưởng thành. Tuy nhiên, chúng vẫn có nồng độ testosterone và hành vi giao phối bình thường, cho thấy ham muốn tình dục không bị ảnh hưởng.
Để xác định liệu can thiệp bằng thuốc có thể tái hiện những phát hiện di truyền này hay không, các nhà nghiên cứu điều trị chuột bình thường bằng MS-275, một chất ức chế HDAC đường uống đã được FDA trao chỉ định Liệu pháp Đột phá. Bằng cách chặn hoạt động của phức hợp SMRT–thụ thể axit retinoic–HDAC, thuốc đã ngừng thành công quá trình sản xuất tinh trùng mà không gây tác dụng phụ rõ rệt. Một phát hiện đáng chú ý khác xuất hiện sau khi kết thúc điều trị: trong vòng 60 ngày kể từ khi ngừng thuốc, các con vật đã khôi phục hoàn toàn khả năng sinh sản và tất cả con non đều phát triển bình thường.
Các tác giả cho rằng việc nhắm đến các phân tử nằm ở hạ nguồn của axit retinoic là chìa khóa để đạt được khả năng đảo ngược này.
Hãy hình dung axit retinoic và các gen sản xuất tinh trùng như hai vũ công trong một điệu van. Nhịp điệu và bước nhảy của họ phải được phối hợp để điệu nhảy diễn ra suôn sẻ. Nếu có điều gì khiến các gen bước hụt, hai bên sẽ mất đồng bộ và điệu nhảy tan vỡ. Trong trường hợp này, chất ức chế HDAC khiến các gen mất nhịp, từ đó ngừng điệu nhảy sản xuất tinh trùng.
Tuy nhiên, nếu các vũ công lấy lại nhịp điệu và đồng bộ trở lại với bạn nhảy, điệu van có thể tiếp tục. Tương tự, các tác giả cho biết việc loại bỏ chất ức chế HDAC cho phép các gen sản xuất tinh trùng đồng bộ trở lại với những đợt axit retinoic, khởi động lại quá trình sản xuất tinh trùng khi cần.
“Tất cả là vấn đề thời điểm,” Michael Downes, đồng tác giả và nhà khoa học cấp cao tại phòng thí nghiệm của Evans, cho biết. “Khi chúng tôi thêm thuốc, các tế bào gốc mất đồng bộ với những đợt axit retinoic và quá trình sản xuất tinh trùng dừng lại. Tuy nhiên, khi ngừng thuốc, các tế bào gốc có thể đồng bộ lại với axit retinoic và quá trình sản xuất tinh trùng bắt đầu trở lại.”
Các tác giả cho biết thuốc không làm tổn thương tế bào gốc tinh trùng hay tính toàn vẹn bộ gen của chúng. Trong thời gian thuốc hiện diện, các tế bào gốc tinh trùng chỉ tiếp tục tự tái tạo ở trạng thái tế bào gốc. Khi thuốc được loại bỏ, các tế bào lại có thể biệt hóa thành tinh trùng trưởng thành.
“Khi phát hiện SMRT và phát triển dòng chuột này, chúng tôi không nhất thiết hướng đến việc tạo ra một biện pháp tránh thai nam. Nhưng khi nhận thấy khả năng sinh sản bị gián đoạn, chúng tôi đã đi theo các phát hiện khoa học và xác định một hướng điều trị tiềm năng,” Suk-Hyun Hong, tác giả chính và nhà nghiên cứu tại phòng thí nghiệm của Evans, cho biết. “Đây là một ví dụ điển hình cho thấy nghiên cứu sinh học nền tảng tại Salk có thể tạo ra tác động chuyển giao lớn.”
Nguồn bài viết:
Tổng hợp từ các nguồn trực tuyến