Spay, Neutrum oder Schuss? Wie eine Injektion die Zukunft der Tierkontrolle sein könnte | 2020

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Anonim

"Das Gebiet der Immunverhütung gibt es seit vielen, vielen Jahrzehnten, aber es ist immer wieder auf die Variabilität der Immunantwort gestoßen", sagt Bruce Hay, Senior Study Author von Caltech. "In den letzten Jahren haben eine Reihe von Labors gezeigt, dass Sie in kleinen und größeren Tieren einen hohen Anteil an Antikörpern exprimieren können, um Krankheiten vorzubeugen. Wir dachten: Warum nicht auch versuchen, die Physiologie zu manipulieren?"

Hay wollte mit einem Antikörper experimentieren, der das Gonadotropin-Releasing-Hormon (GnRH) in Mäusen neutralisieren könnte. GnRH wird im Gehirn hergestellt und wirkt auf die Hypophyse, um die Sekretion von Fortpflanzungshormonen zu fördern, die die Entwicklung von Eizellen und Spermien stimulieren. Daher ist es ein ideales Ziel, um ein Tier unfruchtbar zu machen.

Sein Labor unter der Leitung des Erstautors Juan Li nahm das Gen für einen Anti-GnRH-Antikörper und verpackte es in die Hülle eines Adeno-assoziierten Virus (eines Virustyps, der normalerweise Säugetiere infiziert, aber keine Symptome hervorruft). Sobald die DNA in den Muskel injiziert wurde, wird sie unverpackt an die Muskelzellen übergeben, die sie zu Antikörperfabriken machen. Im Gegensatz zu Immunzellen drehen sich Muskelzellen selten um, sodass sie die Antikörper für das Leben eines Tieres produzieren können. (Andere Studien haben gezeigt, dass die Proteinproduktion mindestens 10 Jahre andauert, aber keine Studie hat untersucht, wie lange dies letztendlich dauert.)

Zusätzlich zur Verwendung eines Anti-GnRH-Antikörpers blockierte Hays Labor die Fruchtbarkeit bei weiblichen Mäusen mithilfe eines Antikörpers, der eine Proteinschicht namens Zona Pellucida bindet, die Eizellen umgibt. Dieser Antikörper blockiert die Spermienbindung, ohne den weiblichen Hormonhaushalt zu beeinträchtigen.

"Wildtiere zu kastrieren und zu kastrieren ist kein trivialer Prozess - es kostet Geld und Zeit, sie zu betäuben, die Operation durchzuführen und sie sich erholen zu lassen", sagt Hay. "Dies ist eine viel harmlosere Art der Bevölkerungsverwaltung."

Könnte der Schuss für Menschen funktionieren? Nicht jetzt und nicht auf die gleiche Weise. Anti-Spermien-Antikörper sind bei einigen unfruchtbaren Menschen vorhanden, aber bis zur jüngsten Entwicklung gentherapiebasierter Ansätze gab es keine einfache Möglichkeit, den Antikörper ohne regelmäßige Injektionen direkt beim Menschen zu verabreichen.

"Daher ist es jetzt möglich, jemandem den Antikörper in Form eines Gens zu geben und zu fragen, ob er empfängnisverhütende Wirkungen hat", sagt Hay."Es ist ein langer Weg, ein neues Medikament zu entwickeln, aber es könnte eines Tages eine Alternative zu den derzeitigen chirurgischen Methoden der permanenten Empfängnisverhütung darstellen."

Eine weitere Hürde ist die Verzögerung zwischen der Injektion und der vollständigen Unfruchtbarkeit eines Tieres (oder einer Person). Hay prognostiziert, dass andere Formen der Genabgabe zu einem viel schnelleren Beginn führen könnten, und dies ist ein aktives Untersuchungsgebiet.

In der Zwischenzeit führt seine Gruppe in Zusammenarbeit mit Bill Swanson, Direktor für Tierforschung am Zentrum für Erhaltung und Erforschung gefährdeter Wildtiere des Cincinnati Zoos, eine Pilotstudie zu weiblichen Katzen durch, um die lokale Population zu verwalten.