LA ANTICONCEPCIÓN MASCULINA: MÉTODOS NO HORMONALES

 

    Actualmente la población mundial ya supera los 7200 millones de personas ⁽¹⁾ y esta cifra aumenta a un ritmo de 1000 millones cada doce años⁽²⁾⁽³⁾. Además, muchas de las gestaciones que se producen no son deseadas y eso lleva a que solo en Estados Unidos se produzcan más de 1 millón de abortos anuales ⁽²⁾.

    Existen numerosos métodos anticonceptivos disponibles para mujeres. Sin embargo, las opciones para hombres están actualmente limitadas a los preservativos y la vasectomía. Dado el interés que tendría para la planificación familiar y el control de la natalidad se están tratando de desarrollar anticonceptivos masculinos que sean efectivos, seguros y reversibles ⁽⁴⁾.

   Los primeros intentos se realizaron con anticoncepción hormonal, tratando de interrumpir el eje hipotálamo-hipófisis-testicular. Sin embargo, a pesar de presentar inicialmente resultados alentadores, posteriormente se observaron efectos adversos como la pérdida de masa ósea, el aumento del tamaño de la próstata o la elevación de la presión arterial ⁽⁵⁾.

     Más tarde se fueron implementando otras estrategias no hormonales que han reportado resultados bastante prometedores. Entre ellos destacan los métodos inmunológicos antiespematozoides (basados en el uso de proteínas espermáticas antigénicas para sintetizar anticuerpos antiespermatozoides) ⁽⁶⁾ y los compuestos químicos derivados de lonidamina (como la adjudina, el gamendazol o el CDB-4022) ⁽⁷⁾.

       Por todo esto, el objetivo de esta breve revisión bibliográfica consiste en repasar los avances hasta la fecha en los métodos anticonceptivos masculinos no hormonales mencionados previamente.

1.- MÉTODOS INMUNOLÓGICOS ANTIESPERMATOZOIDES

      Los espermatozoides son capaces de generar una respuesta inmunitaria tanto en mujeres como en hombres, lo que puede llevar a un estado de infertilidad. La finalidad de los métodos inmunológicos es tratar de aprovechar dicha respuesta inmune utilizando una proteína antigénica que se exprese específica y diferencialmente en la membrana del espermatozoide. Así, podrían generarse vacunas que incrementarían el título de anticuerpos en el plasma seminal y causarían la esterilidad reversible del varón al que se le aplicaran ⁽²⁾.

     Existen numerosos antígenos en la membrana del espermatozoide que se han estudiado para la generación de anticuerpos. Entre ellos destacan:

  1.1.- “Cation channel sperm-associated protein 1” (CatSper 1)

   Se trata de una de las proteínas constituyentes de un canal de calcio dependiente de voltaje expresado en la membrana plasmática de los espermatozoides. Dicho canal tiene un papel esencial en la regulación del flujo de calcio y, por lo tanto, en la hiperactivación de la motilidad, en la reacción acrosómica y en la quimiotaxis hacia el ovocito ⁽⁸⁾.

    Un fragmento extracelular de CatSper1 se clonó individualmente en dos plásmidos: pEGFP-N1 y pET-32a. El primero se usó como vacuna de DNA para inmunizar ratones Balb/C mientras que el segundo se utilizó para obtener el péptido CatSper1 que se usó como antígeno para un ensayo ELISA y un Western-blot. Por último, se obtuvo suero de los ratones Balb/C, que fue el usado como anticuerpo en las pruebas citadas. Los resultados mostraban que los ratones inmunizados tenían un elevado título de anticuerpo y que su suero era capaz de reconocer el antígeno CatSper1 adecuadamente. Esto podría ser una herramienta potencial para generar vacunas contraceptivas capaces de reducir la motilidad espermática ⁽⁹⁾.

1.2.- “Human sperm agglutination antigen-1” (SAGA-1) y el anticuerpo antiespermatozoides recombinante RASA.

      SAGA-1 es un péptido expresado en el epitelio del epidídimo y que aparece también en la membrana del espermatozoide tras su tránsito epididimario. El “core” de SAGA-1 es idéntico a la glicoproteína CD52 de la superficie de los linfocitos, pero sus estructuras hidrocarbonadas son inmunológicamente distintas, por lo que se pueden identificar diferencialmente usando anticuerpos ⁽¹⁰⁾.

      El anticuerpo monoclonal S19 es un anticuerpo anti-SAGA1 cuya reacción antígeno-anticuerpo causa la aglutinación de los espermatozoides con un patrón cabeza-cabeza, cola-cabeza o cola-cola. A partir de él se obtuvo el fragmento variable scFv a través de la clonación de su cDNA en el plásmido pCANTAB 5E y la transformación de la bacteria E. coli HB2151 con el plásmido portador del inserto. En el proceso de clonación el fragmento scFv se marcó con un E-tag para poder detectarlo con anticuerpos anti-E-tag. Al anticuerpo antiespermatozoides recombinante final se le llamó RASA.

     Tras purificarlo se probó su eficacia con un ensayo de aglutinación espermática a temperatura ambiente utilizando semen de donantes. La concentración de los espermatozoides fue de 20*10⁶espermatozoides/ml y la dilución del anticuerpo 1:10. Transcurridos 2 minutos se evaluó la motilidad con microscopía de contraste de fases, y se observaron los siguientes resultados (Figura 1): 

A.- RASA fue capaz de aglutinar los espermatozoides adecuadamente.
B.- El anticuerpo anti-E-tag confirmaba la presencia de RASA en todos los focos de aglutinación.
C.- El control positivo realizado con el anticuerpo S19 completo aglutinaba de forma semejante al fragmento scFV.
D.- No había aglutinación si se utilizaba el scFv inactivo con anti-E-tag.

Fig 1: Aglutinación de espermatozoides humanos con RASA

                                                        
           De esta forma se puede afirmar que RASA podría ser utilizado en el futuro como posible método de anticoncepción masculina en humanos.  
 

·          

      1.3.- Eppina

         La proteína antigénica con la que se han conseguido mejores resultados hasta la fecha es la eppina. Se trata de un inhibidor de la proteasa del epidídimo codificado por el gen Eppina. La eppina se expresa en la superficie de los espermatozoides y es el constituyente central del “Eppin Protein Complex” (EPC), que también incluye a la Clusterina (CLU) y la Lactotransferrina (LTF) ⁽⁶⁾. La semenogelina, una proteína del semen que actúa como factor decapacitante, se une a EPC durante la eyaculación e inhibe la motilidad espermática a través del control del pH y el calcio internos, y regula también la formación de coágulos seminales. Se cree que la unión de un anticuerpo a la eppina tiene un efecto decapacitante similar a la unión semenogelina-eppina ⁽¹¹⁾. O’Rand y col. realizaron un estudio en primates no humanos (Macaca radiata) para comprobar la eficiencia de la eppina en la inmunocontracepción masculina. 

         Su diseño experimental constaba de dos grupos de monos de entre 7 y 12 años de edad, uno experimental y otro contol. El grupo control estuvo compuesto por 6 machos de M. radiata y el experimental por 7. Además, éste último se subdividía a su vez en 2 subgrupos I y II, de 4 y 3 machos respectivamente. El tratamiento que recibieron fue el siguiente:

o Machos control: Se les inyectó el adyuvante escualeno.
o Grupo I experimental: Se les inyectó eppina y adyuvante escualeno.
o Grupo II experimental: Se les inyectó eppina y adyuvante Freund completo (CFA).

      Todos los machos desarrollaron títulos elevados de anticuerpos anti-eppina en el plasma seminal  (>1:10000), que se mantuvieron elevados durante el tiempo que duraron los apareamientos de los machos con hembras de M. radiata. El grupo experimental I mantuvo un título mayor de 1:1000 durante 775 días, y el II durante 481 (Figura 2).

              Fig 2: Tiempo (días) de mantenimiento de un título superior a 1:1000 en ratones experimental (gráfica superior)       y ratones control (gráfica inferior)

        Además, no hubo efecto alguno en la concentración de testosterona en ninguno de los grupos (Figura 3).

Fig 3: Efecto de la eppina sobre la concentración de testosterona

         Todos los monos, tanto los controles como los experimentales, se aparearon con 3 hembras diferentes durante el periodo fértil de las hembras y a lo largo de 3 ciclos ovulatorios. Durante 691 días (desde el inicio de la inmunicación) ningún mono del grupo experimental fue capaz de lograr gestaciones, lo que implica un 100% de efectividad de anticoncepción y sugiere que el título seminal de anticuerpos seguía siendo elevado. En el mismo tiempo, 4 de los 6 monos del grupo control consiguieron preñeces. 

         Finalmente, el día 691 se comenzó con el periodo de recuperación en el que los monos experimentales dejaron de ser inmunizados. Durante este periodo, 3 de 4 monos del grupo experimental I y 2 de 3 monos del grupo II recuperaron la fertilidad, lo que supone un total del 71% de recuperación, (Figura 4).

 

Fig 4: Recuperación de la fertilidad tras el cese del tratamiento con eppina

         Como se ha visto, este estudio propone una inmunocontracepción efectiva y reversible en primates no humanos, y prueba que la inmunocontracepción masculina es una meta alcanzable.

2.- COMPUESTOS QUÍMICOS DERIVADOS DE LONIDAMINA.

        La lonidamina [Ácido 1-(2,4-diclorobenzil)-1H-indazolo-3-carbosílico] es una sustancia química que fue utilizada inicialmente como medicamento contra el cáncer, pero posteriormente se descubrió que poseía actividad antiespermatogénica. Es capaz de inducir la vacuolización del retículo endoplasmático de las células de Sertoli y la exfoliación de las células germinales del epitelio seminífero en los testículos de los mamíferos ⁽⁷⁾. 

           El gran inconveniente de esta sustancia era que tenía varios efectos secundarios como dolor muscular, testicular, vómitos, daño hepático… por lo que se trató de desarrollar derivados de la lonidamina con el propósito de disminuir su efecto tóxico manteniendo su efectividad. Así se consiguieron varios derivados de la lonidamina: adjudina, el gamendazol y el BDC-4022.  


2.1.- Adjudina [1-(2,4-diclorobenzil)-1H-indazol-3-carbo-hidrazida]

        Se identificó como un potente anticonceptivo masculino a la vista de los resultados de un ensayo en el que se aplicaron dos dosis de 50 mg/kg de peso corporal en un modelo de ratas. Con esto se conseguía inducir la infertilidad al 100% en una semana. Transcurridas cinco semanas tras del tratamiento, todas las ratas recuperaban su fertilidad. Este ensayo también se realizó en perros y conejos y en ninguno de los casos se detectaron efectos secundarios. Otro resultado destacable es que no hubo variaciones de testosterona, FSH ni LH en el suero, por lo que no se veía afectado el eje Hipotálamo-Hipófisis-testicular. El único inconveniente de este nuevo fármaco era el estrecho margen entre la eficiencia y toxicidad, por lo que se decidió mejorarlo añadiéndole un conjugado que permitiera reducir la dosis y, por lo tanto, la toxicidad sistémica. Esto resultó exitoso pero el precio de la producción es excesivamente elevado como para ser viable.

       La adjudina interrumpe las uniones intercelulares entre las células germinales (concretamente las espermátidas elongadas) y el epitelio apical seminífero de las células de Sertoli ⁽⁷⁾. (Figura5)

2.2.-Gamendazol (E)-3-[1-[(2,4-Dichlorophenyl) methyl]-6-(trifluoromethyl) indazol-3-yl] prop-2-enoic acid

         El gamendazol es otro análogo de la lonidamina. Se ha demostrado en estudios recientes en rata que con una única dosis de este fármaco, en función del peso corporal del sujeto experimental, puede inducir entre un 67% y un 100% de infertilidad. Sin embargo, a pesar de que no se observaron efectos secundarios, en este caso no siempre recuperaron la fertilidad ⁽⁷⁾.

        En comparación con el fármaco anterior, sí existían variaciones en los niveles de testosterona y FSH, pero sólo de manera transitoria, por lo que tampoco se interrumpía el eje Hipotálamo-Hipófisis-Testículo.

       El gamendazol ejerce su acción mediante la inhibición selectiva del factor de elongación EEF1A1, relacionado con las microfibras de actina del citoesqueleto. La inhibición parcial de este factor de transcripción provoca la inhibición de la agrupación entre EEF1A1 y la actina. Como resultado, se alteran las microfibras de actina que mantienen la integridad entre las células de Sertoli y las células germinales. 

·     2.3.- BDC-4022 {[4aRS,5SR,9bRS]-2-ethyl-2,3,4,4a,5,9b-hexahydro-8-iodo-7-metil-5-[carbo-methoxy- phenyl]-1H-indeno-[1,2-c]-pyridine-hydrochloride}

        Es un indeno piridina que posee efectos antiespermatogénicos demostrados en ratones y monos. El tratamiento se realiza o bien en una única dosis de 12,5 mg/kg o en siete dosis diarias de 2,5 mg/kg de peso corporal, induciendo infertilidad en el 100% de los animales. Curiosamente, el efecto no revertió en ratas pero los monos recuperaban su fertilidad 16 semanas después del tratamiento. En esta caso tampoco se observaron efectos adversos.

       El BDC-4022 actúa eliminando la adhesión de las células germinales y destruyendo las uniones adherens con las células de Sertoli, ya que interrumpe el complejo de adhesión Nectin-3 y Afadina ⁽⁷⁾.

El desarrollo de todos estos compuestos ha sido muy exitoso pero todavía queda mucho trabajo por realizar. Los profesionales del campo todavía continúan investigando para ampliar el margen entre la eficiencia  y la toxicidad, con el fin de desarrollar más análogos, esta vez, de segunda generación.

  

 
3.- RESUMEN Y CONCLUSIÓN

           Recapitulando, la investigación en anticoncepción masculina se justifica por el enorme incremento que desde hace algunos años estamos observando en la población mundial y por la falta de opciones anticonceptivas para hombres. En esta breve revisión hemos querido recopilar algunas de las opciones anticonceptivas masculinas no hormonales que se están desarrollando con resultados exitosos en la actualidad.  Así hemos querido destacar la opción de la inmunoconcepción (que en el caso de la eppina ha reportado resultados tan esperanzadores como una eficacia del 100% con una recuperación de la fertilidad del 71% en un modelo de primates no humanos) y la de los derivados de Lonidamina (que, si bien son una opción algo menos desarrollada que la anterior, sí parecen ser prometedores a largo plazo de acuerdo con los resultados de diversas especies animales). Además, cabe destacar el hecho de que avances en la anticoncepción masculina no solo serían aplicables en el hombre, sino también en el control de especies de mamíferos salvajes no deseadas en determinados hábitats, como es el caso de las plagas de conejos, ratones o topillos ⁽²⁾.

          Como conclusión, parece claro que la anticoncepción no hormonal masculina podrá ser una realidad en el futuro, aunque siguen siendo necesarios más estudios para asegurar su eficacia, seguridad y reversibilidad. La bibliografía muestra que una combinación de varios tratamientos ⁽³⁾ (como varias proteínas inmunogénicas, por ejemplo) podría ser uno de los posibles caminos a seguir para avanzar en este campo. 

Bibliografía

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14. O’Rand MG, Widgren EE, Hamil KG, Silva EJ, Richardson RT. Epididymal protein targets: a brief history of the development of epididymal protease inhibitor as a contraceptive. Journal of andrology. 2011;32(6):698-704.

        Autores: 

              Beatriz de Arriba Ruiz

              Mª de los Ángeles de Pedro Muñoz

             Marta Pérez Cabo

Máster en Biología y Tecnología de la Reproducción

Universidad de Oviedo 2012-2013