Тюзиков И.А., Греков Е.А., Смирнов А.В. Перспектив-
ные экспериментальные лиганды для разработки
мужской негормональной контрацепции (обзор
литературы). Фармакология & Фармакотерапия. 2024;
3: 64–77.
DOI 10.46393/27132129_2024_3_64–77
По данным статистики, до 40% беременностей в семейных парах являются непреднамеренными (нежелательны-
ми, несвоевременными или незапланированными), поэтому возможность планировать зачатие ребенка представ-
ляется важным аспектом репродуктивного здоровья населения. На протяжении последних десятилетий созданы
эффективные и безопасные средства женской контрацепции, при этом революционного прорыва в области муж-
ской фармакологической контрацепции, который привел бы к выходу на фармацевтический рынок доступного
для мужчин нового контрацептивного препарата, к сожалению, пока не произошло. Традиционными и легитим-
ными средствами мужской контрацепции по-прежнему остаются мужские презервативы и вазэктомия, к которым
прибегают около 20% сексуально активных мужчин, поэтому до сих пор все практические вопросы планирования
беременности в паре фактически полностью переложены на плечи их партнерш. Однако успехи фундаменталь-
ных исследований в области репродукции за два последних десятилетия позволили существенно приблизиться
к клиническому решению проблемы мужской контрацепции за счет открытия и тестирования потенциальных
молекул-кандидатов для создания средств мужской фармакологической контрацепции уже в ближайшем буду-
щем. В обзоре рассматриваются наиболее перспективные экспериментальные лиганды, оказывающие влияние
на специфические для сперматозоидов ферментные системы, ионные каналы, трансмембранные транспортеры
и поверхностные белки, критическая роль которых в регуляции сперматогенеза, созревания, функций и опло-
дотворяющей способности сперматозоидов была подтверждена генетическими или иммунологическими иссле-
дованиями с использованием экспериментального моделирования и отчасти в доклинических исследованиях
на людях и которые в настоящее время тестируются в целях разработки препаратов для мужской негормональной
контрацепции.
Несмотря на то что ни одно из предложенных фармакологических средств не достигло стадии клинической раз-
работки и внедрения по целому ряду объективных и субъективных причин, текущее развитие изучения контра-
цептивов позволяет ожидать, что новые формы мужской контрацепции появятся на фармацевтическом рынке
еще до 2030 г.
Введение
Во всем мире ежегодно протекает более 200 млн
беременностей, из которых около 40% являются непред-
намеренными, то есть или нежелательными, или несвоевременными,
или незапланированными [1, 2]. Вместе
с тем возможность каждой пары заранее планировать
желаемую беременность и выбирать, когда она будет
к ней готова, является неотъемлемым компонентом ре-
продуктивного здоровья населения, поскольку любая
непреднамеренная беременность представляет высокий
риск для матери и ребенка и связана со значительным
экономическим бременем на системы национального
здравоохранения во всех странах мира [3]. Эффектив-
ное регулирование репродуктивной функции стало
возможным только благодаря разработке и внедрению
в широкую практику различных методов предохране-
ния от непреднамеренной беременности (методов кон-
трацепции).
В настоящее время основными потребителями
контрацептивных средств являются женщины, и за по-
следние 70 лет было разработано множество вариантов
и препаратов женской контрацепции, разнообразие ко-
торых уже давно является клинической реальностью [4].
В отличие от этого мужская контрацепция до сих пор
практически ограничена механическим барьерным (ис-
пользование презерватива, созданного еще в XVIII в.)
и хирургическим (вазэктомия, выполненная впервые
с контрацептивной целью в 1899 г.) методами предот-
вращения непреднамеренной беременности в паре. К их
использованию в течение своей жизни прибегают толь-
ко 16–20% мужчин, подавляющее же их большинство
решение вопроса предотвращения непреднамеренной
беременности в паре полностью перекладывают на пле-
чи своих партнерш [5]. Если бы было доступно больше
мужских методов контрацепции, стали бы мужчины
ими пользоваться и доверяли бы им в этом их партнер-
ши? Результаты многонациональных опросов показы-
вают, что большинство мужчин приветствуют развитие
мужских методов контрацепции, при этом 44–83% муж-
чин заявили, что использовали бы их уже сейчас, если
бы они были доступны [6]. Опросы также показывают,
что молодые люди более охотно используют мужские
методы контрацепции [7, 8]. Частота использования
мужской контрацепции также варьируется в зависи-
мости от страны и демографического фона, например,
сообщалось о более широкой ее приемлемости среди
мужчин с высшим образованием и стабильной занято-
стью [9]. Таким образом, по мнению экспертов, вот уже
на протяжении десятков лет существует глобальная по-
требность в разработке и клиническом внедрении но-
вых эффективных методов мужской контрацепции [10].
Классификация и сравнительная характеристика
методов мужской контрацепции
Методологические подходы к созданию мужских
контрацептивов в целом не отличаются от подходов
к разработке и созданию средств женской контрацепции.
В зависимости от использованных методов блокировки
сперматогенеза и возможных путей их практической ре-
ализации все методы мужской контрацепции можно ус-
ловно разделить на несколько групп [11] (табл. 1).
Согласно результатам проведенных к настоящему
времени экспериментальных исследований эффектив-
ности разрабатываемых методов мужской контрацеп-
ции, каждый тестируемый метод имеет определенные
позитивные и негативные характеристики по данным
критериям [12] (табл. 2).
Несмотря на то что на мировом фармацевтиче-
ском рынке до сих пор нет ни одного одобренного пре-
парата мужской контрацепции, наибольший прогресс
в данном направлении в течение последних 20 лет был
достигнут в области разработки мужских гормональ-
ных контрацептивов. Экспериментальные и единичные
доклинические исследования показали, что мужская
гормональная контрацепция, основанная на классиче-
ской комбинации «андроген ± прогестин», достаточно
быстро и обратимо блокирует сперматогенез, однако
ее эффективность очень гетерогенна у мужчин разного
возраста и даже разной расово-этнической принадлеж-
ности [13]. Кроме того, в настоящее время полностью
отсутствуют длительные (более 3 лет) клинические ис-
следования безопасности мужской гормональной кон-
трацепции, поскольку в проведенных доклинических
исследованиях она имела определенные побочные эф-
фекты: боль в месте инъекции (4–23%), угревая сыпь
(7–46%), увеличение веса (4–24%), изменение настро-
ения (1–24%), изменение либидо (4–42%), изменение
поведения (1–6%) и усталость (2–8%) [14]. Приемлемое
соотношение риска и пользы мужской гормональной
контрацепции при ее регулярном применении являет-
ся краеугольным камнем ее безопасности для мужчин,
однако общепринятого консенсуса по этому вопросу
до сих пор нет [15, 16]. В этой связи мы провели обзор
литературы, посвященный новейшим достижениям
в области исследования механизмов действия и кон-
трацептивной эффективности и безопасности негормо-
нальных лигандов как потенциальных агентов для соз-
дания перспективных средств мужской негормональной
контрацепции в будущем.
Экспериментальные негормональные лиганды
для фармакологической мужской контрацепции
Мужская фармакологическая негормональная
контрацепция нацелена на регуляторные процессы, кото-
рые в норме обеспечивают протекание всех стадий спер-
матогенеза, созревание и гиперактивацию сперматозои-
дов, их функции и оплодотворяющую способность [12].
Поэтому основными экспериментальными спермиоло-
гическими таргетами для разработки средств мужской
негормональной контрацепции в настоящее время явля-
ются ферменты, трансмембранные транспортеры, ион-
ные каналы и поверхностные белки, высокоспецифич-
ные для яичек и сперматозоидов [12]. Ее эффективность
зависит в первую очередь от активности, специфичности
и обратимости контрацептивных эффектов выбранных
лигандов для этих мишеней, ассоциированных со спер-
матогенезом. На сегодняшний день подавляющее боль-
шинство разрабатываемых мужских фармакологиче-
ских негормональных контрацептивов находится только
на доклинических стадиях исследований [17].
Экспериментальные лиганды, влияющие
на сперматогенез
Ингибирование сигнальных путей ретиноевой
кислоты
Центральная роль ретиноевой кислоты (мета-
болита витамина А, или ретинола) в сперматогенезе
млекопитающих была впервые описана в 1925 г., когда
было обнаружено, что грызуны, находившиеся на диете
с дефицитом витамина А, были стерильны, поскольку
большинство зародышевых клеток задерживались в виде
недифференцированных сперматогоний, а некоторые
зародышевые клетки останавливались непосредственно
перед мейозом в виде прелептотеновых сперматоцитов.
Когда же этим животным вводили витамин А, застывшие
в своем развитии сперматогонии начинали свою дальней-
шую дифференцировку, а долептотеновые сперматоциты
инициировали мейоз [18, 19]. В настоящее время установ-
лено, что ретиноевая кислота регулирует все стадии спер-
матогенеза через изменение экспрессии различных спер-
матогенез-опосредующих генов (Stra8, Kit, GDNF, BMP4,
DMRT, GDNF, Nanos2, циклина), но передача сигналов
ретиноевой кислоты наиболее важна на ранней стадии
дифференцировки сперматогоний и мейоза сперматоци-
тов [20–22]. На основании этих данных можно предпо-
ложить, что блокада синтеза ретиноевой кислоты или ее
рецепторов в яичках является перспективным методом
мужской фармакологической контрацепции [23].
К настоящему времени проведены эксперимен-
тальные тесты с лигандом WIN 18,446, ежедневное вве-
дение которого самцам крыс ингибировало ретиналь-
дегиддегидрогеназу и, таким образом, блокировало
локальную продукцию ретиноевой кислоты в яичках,
причем наблюдались блоки как в сперматогониальной
дифференцировке, так и в инициации мейоза [24]. Ли-
ганд BMS 189453 также является синтетическим ан-
тагонистом рецепторов ретиноевой кислоты в герми-
ногенном эпителии яичек, придатков яичек и клеток
Сертоли [25]. Исследование, проведенное с использова-
нием низких доз BMS 189453 у самцов мышей, показало
его 100%-ную эффективность в индуцировании азоо-
спермии, за которой следовала 100%-ная обратимость
эффекта через 4 месяца после его отмены без каких-ли-
богематологических
или биохимических отклонений
в крови [26]. Еще один тестируемый лиганд с эффектом
блокады рецепторов ретиноевой кислоты типа α в яич-
ках представлен препаратом YCT-529, который в экспе-
рименте значительно снижал количество сперматозои-
дов и был на 99% эффективен в предотвращении зачатия
при пероральном введении мышам-самцам в течение
4 недель. У него не было заметных побочных эффектов,
а через 4–6 недель после прекращения введения мыши
снова смогли индуцировать беременность. В середине
декабря 2023 г. в Ноттингеме (Великобритания) нача-
лось испытание данного нового противозачаточного
препарата на 16 добровольцах. В первую группу испы-
туемых вошли мужчины, прошедшие вазэктомию. Пока
запланировано только оценить безопасность препарата
для организма в целом. Первые результаты ученые обе-
щали обнародовать весной 2024 г. [27].
Ингибирование специфичной для яичек серин/
треонин-киназы
В 1994 г. появилось первое сообщение о клониро-
вании мышиной семенник-специфической киназы, ко-
торая получила название TSK-1 [28]. За последние 30 лет
было выявлено и изучено целое семейство специфичных
для яичек ферментов серин/треонин-киназы (Testis-
Specific Serine/threonine Kinase, или TSSK), а в 2007 г.
было высказано предположение о том, что данные фер-
менты, регулирующие сперматогенез, могут быть новой
важной мишенью для разработки мужского контра-
цептива, поскольку было показано, что ингибирование
активности ферментов семейства TSSK определенными
лекарственными средствами может обратимо ингиби-
ровать сперматогенез и оплодотворение. В частности,
у мышей, у которых были удалены эти гены, развились
аномалии формирования сперматозоидов, что приводи-
ло к бесплодию [29]. В 2016 г. группа, возглавляемая Джо-
ном Герром, сообщила о получении полноразмерного
ферментативно активного рекомбинантного TSSK2 с ис-
пользованием системы экспрессии бакуловируса [30].
Кроме того, активность киназы TSSK типа 2 была успеш-
но протестирована с помощью анализа сдвига подвиж-
ности с использованием бактериально продуцируемых
TSSK. Среди совпадений, обнаруженных при первона-
чальном скрининге, субстанция TAE684 – ингибитор
пиримидинового ядра – была выбрана для дальнейшей
оценки, и несколько ее аналогов были протестированы
в качестве ингибиторов TSSK типа 2. На основе двух
наиболее мощных ингибиторов TSSK типа 2 в этой серии
недавно была синтезирована новая субстанция, которая
продемонстрировала широкий диапазон ингибирующей
активности для многих членов семейства TSSK в следу-
ющей последовательности, начиная с наибольшей: TSSK
типа 1 > TSSK типа 2 > TSSS типа 3 > TSSK типа 6 [30].
Несмотря на отсутствие исследований на людях, уни-
кальные характеристики киназ семейства TSSK, по мне-
нию экспертов, делают их очень хорошими кандидатами
в качестве потенциальных мишеней для разработки не-
гормональных мужских контрацептивов [31].
Ингибирование специфичного для яичек
бромодоменного белка
Специфичный для яичек бромодоменный белок
(bromodomain testis-specific protein, BRDT), кодируемый
соответствующим геном, является членом подсемейства
бромодоменных и экстратерминальных белков (BET),
представлен несколькими подтипами и связывает ацети-
лированный гистон H4 в позициях Lys-5 и Lys-8 (H4K5ac
и H4K8ac соответственно), играя ключевую роль в спер-
матогенезе [32]. В постмейотической фазе сперматоге-
неза BRDT связывает гиперацетилированные гистоны
и участвует в их удалении из ДНК [33], а нокаут гена,
кодирующего белок типа BRD2, у мышей приводит к бес-
плодию [34]. В 2020 г. был протестирован обратимый
ингибитор синтеза BRDT – JQ1, который в эксперименте
демонстрировал полные и обратимые контрацептивные
эффекты. Однако короткий период полувыведения и бы-
стрый метаболизм JQ1 в организме, наряду с тем фактом,
что JQ1 связывается с BRD4 с более высоким сродством,
чем с другими, препятствовали его дальнейшей разра-
ботке в качестве контрацептива [32]. Новые субстан-
ции CDD-787 и CDD-956 также сегодня тестируются
в качестве потенциальных ингибиторов BRDT. В экспе-
риментальном исследовании, проведенном в 2022 г., со-
общалось, что они демонстрируют лучшее селективное
связывание, чем JQ1, и могут быть использованы в каче-
стве эффективных ингибиторов белка типа BD1 [35].
Адъюдин
Адъюдин – 1-(2,4-дихлорбензил)-1Н-индазол-3-кар-
богидразид (ранее называвшийся AF-2364) – впервые
описан в 2001 г. [41]. Адъюдин оказывает свое действие
преимущественно
за счет нарушения функций специ-
фичных для яичек и богатых актином адгезивных со-
единений на границе «клетка Сертоли – сперматида»,
известных как апикальные эктоплазматические специализации,
тем самым эффективно индуцируя отслаива-
ние сперматид. При этом он не нарушает ни развитие
зародышевых клеток, ни их функцию и не оказывает
никакого непосредственного влияния на клетки Серто-
ли, которые вместе с плотными адгезивными соедине-
ниями образуют гематотестикулярный барьер, функции
которого также не нарушаются. Адъюдин не влияет
на популяцию сперматогониальных стволовых клеток
или клеток Сертоли в яичке [42]. Одним из доказанных
механизмов контрацептивного действия адъюдина яв-
ляется механизм, связанный с изменениями в белках,
ассоциированных с микротрубочками сперматид, и сиг-
нальных белках mTORC1/rpS6 и p-FAK-Y407 [43]. В экс-
перименте он вызывает 100%-ное обратимое бесплодие
у самцов крыс без нарушения сывороточных концентра-
ций фолликулостимулирующего гормона (ФСГ), тесто-
стерона и ингибина В на срок до 5 недель с последующим
восстановлением фертильности через 11 недель [44]. Од-
нако в 29-дневном исследовании у 3 из 10 мышей-самцов
были выявлены побочные эффекты в виде воспаления
печени или признаков атрофии скелетных мышц [45].
Попытки уменьшить токсичность адъюдина путем его
конъюгации с рекомбинантным ФСГ привели к успеху,
но были оставлены ввиду высокой стоимости получае-
мой в итоге субстанции [46].
Гамендазол
Как и адъюдин, этот лиганд является производным
индазолкарбоновой кислоты. В эксперименте
у самцов крыс однократный прием гамендазола внутрь
в дозе 6 мг/кг в течение 3 недель в 100% случаев ин-
дуцировал контрацептивный эффект с восстановле-
нием фертильности через 9 недель только у 57% жи-
вотных [47]. Одновременно у всех животных после
введения гамендазола отмечалось временное повыше-
ние уровня циркулирующего ФСГ, совпавшее с первона-
чальным снижением уровня ингибина В, без каких-либо
других существенных изменений в уровнях циркулиру-
ющих половых гормонов. При этом никаких различий
в поведении при спаривании в группе, получавшей га-
мендазол, по сравнению с контрольной группой (плаце-
бо) не наблюдалось. Поскольку гамендазол ингибиро-
вал выработку ингибина В, возникло предположение,
что клетки Сертоли, вырабатывающие его, являются
основной мишенью для гамендазола [47]. Однако необ-
ходимы дополнительные исследования по подбору дозы
для достижения 100%-ной обратимости контрацепции,
прежде чем можно будет приступить к более детальной
дополнительной разработке гамендазола как мужского
негормонального контрацептива [47].
Инденопиридин (CDB-4022)
Данный лиганд в эксперименте индуцировал
апоптоз сперматогоний (зародышевых клеток), вызывая
необратимую азооспермию у самцов крыс и лошадей
и обратимую олигоспермию у самцов обезьян на фоне
повышения уровня сывороточного ФСГ [48]. Однако
у котов введение инденопиридина индуцировало обра-
тимую азооспермию с полным восстановлением фер-
тильности в среднем через 71 день без каких-либо ток-
сических эффектов. При этом либидо и копулятивное
поведение животных оставались неизменными на про-
тяжении всего эксперимента. Исследования на людях
до сих пор отсутствуют [49].
Кальциневрин
Кальциневрин представляет собой Ca2+/кальмоду-
лин-зависимую серин/треонин-протеинфосфатазу (также
известную как протеинфосфатаза 3 и кальций-зависимая
серин/треонин-фосфатаза), которая активирует Т-клетки
иммунной системы и может быть заблокирована лекар-
ственными препаратами, называемыми ингибиторами
кальциневрина (циклоспорин А, воклоспорин, пимекро-
лимус и такролимус) [55]. Кальциневрин активирует ядер-
ный фактор NFATc активированных Т-клеток путем его
дефосфорилирования, после чего активированный NFATc
транспортируется в ядро, где он усиливает экспрессию
гена интерлейкина 2, который, в свою очередь, стимули-
рует рост и дифференцировку Т-клеточного ответа [55].
Показано, что вызванное циклоспорином А ингибиро-
вание специфичных для сперматозоидов изоформ каль-
циневрина у мышей приводит к фенокопиям дефектов
подвижности сперматозоидов, которые проявляются
в течение 4–5 дней после приема препарата [56–58]. У мле-
копитающих субъединица ppp3cc и регуляторная субъединица
ppp3r2 кальциневрина являются специфичными
для яичек изоформами и единственными субъединица-
ми, экспрессируемыми в яичках и сперматозоидах, а мы-
ши-самцы, у которых отсутствуют субъединицы ppp3cc
или ppp3r2, бесплодны из-за снижения подвижности
сперматозоидов [59]. У мышей через неделю после пре-
кращения введения циклоспорина А фертильность вос-
становилась [60]. Однако из-за своих известных иммуно-
депрессивных и токсических эффектов циклоспорин А
по понятным причинам является очень неподходящим
кандидатом для мужской контрацепции. Тем не менее
следует продолжать исследования для того, чтобы понять,
является ли управление кальциневрином подходящей
стратегией для контроля мужской фертильности. При по-
ложительном ответе на этот вопрос в дальнейшем, оче-
видно, необходимо попытаться создать суперселективный
ингибитор субъединицы ppp3cc кальциневрина как жиз-
неспособный вариант мужской контрацепции в будущем.
Экспериментальные лиганды, влияющие
на функции сперматозоидов
Ингибиторы ионных Cа2+-каналов сперматозоидов
CatSper
Ингибиторы ионных К+-каналов сперматозоидов
KSper
Каналы KSper сперматозоидов являются ключе-
выми игроками в регуляции мембранного потенциала
сперматозоидов во время конденсации [71]. У мышей
и человека они исходят из основной части жгутика
и являются основными медиаторами гиперполяриза-
ции мембран сперматозоидов, а дефицит каналов этого
типа был обнаружен в сперматозоидах бесплодных па-
циентов с низкими показателями эффективности ЭКО
и успешности ИКСИ [72, 73]. Гены семейства Slo являют-
ся основными регуляторами функций К+-каналов спер-
матозоидов, а наиболее выраженное влияние на фер-
тильность оказывает ген Slo-3 [74, 75]. Путем скрининга
более 50 000 соединений на наличие селективных инги-
биторов гена Slo-3 у человека было идентифицировано
соединение VU0456110, которое продемонстрировало
более чем в 40 раз более высокую эффективность в ин-
гибировании гена Slo-3, вызывая индуцированную ги-
перполяризацию мембран сперматозоидов и экзоцитоз
акросомы [76]. Разработка платформы для идентифика-
ции селективных ингибиторов Slo-3, приведшая к син-
тезу соединения VU0456110, является многообещающей
опцией с точки зрения исследования новых механизмов
для создания нового класса селективных ингибиторов
Slo-3 с контрацептивными эффектами.
Ингибиторы Na/K-АТФазы
Ферменты Nа/K-АТФазы являются системой
переноса ионов плазматической мембраны, которая
использует энергию гидролиза аденозинтрифосфата
(АТФ) для обмена внутриклеточного Na+ на внекле-
точный K+. Na/K-АТФаза представляет собой гетеро-
димерный комплекс, состоящий из субъединиц α и β.
Несколько генов, кодирующих субъединицы α (α1,
α2, α3 и α4) и β (β1, β2 и β3), были идентифицированы
у млекопитающих [77]. При этом наиболее каталити-
чески активной субъединицей является α, а β-субъеди-
ница фермента непосредственно не принимает участия
в транспорте ионов и в основном участвует в обеспече-
нии стабильности и транспорта субъединицы α в плаз-
матическую мембрану [78]. Наиболее подробно изуче-
ны особенности изоформы Na/K-АТФазы-α4, которая
кодируется геном ATP1A4 как у мышей, так и у челове-
ка и является специфичной для сперматозоидов, играя
важную роль в их функционировании. Обычно она
активируется в половых клетках на постмейотических
стадиях сперматогенеза [79]. Мыши-самцы с нокаутом
Na/K-АТФазы-α4 фенотипически нормальны и произ-
водят нормальное количество сперматозоидов, которые,
тем не менее, полностью стерильны из-за дефектов мор-
фологии и нарушений подвижности и гиперактивации
сперматозоидов [80]. Учитывая, что Na/K-АТФаза-α4
характеризуется высоким сродством к углеводному гли-
козиду уабаину, S.S. Syeda и соавт. (2018) разработали
и синтезировали аналог уабаина для идентификации
селективных ингибиторов Na/K-АТФазы-α4 в качестве
потенциальных мужских контрацептивов, который про-
демонстрировал высокую селективность в отношении
Na/K-АТФазы-α4, индуцируя нарушения подвижно-
сти и гиперактивации сперматозоидов in vitro и in vivo
и снижение оплодотворяющей способности сперматозо-
идов на 80% in vitro, оказывая эти эффекты через влия-
ние на мембранный потенциал сперматозоидов, внутри-
клеточный уровень Са2+ и рН-индекс [81].
Ингибиторы аденилатциклазы
Аденилатциклаза – это мембраносвязанный фер-
мент, обнаруженный в большинстве клеток, которые
продуцируют цАМФ [82]. Ионы Cа2+, поступающие
в сперматозоиды через каналы CatSper, как описано ра-
нее, активируют растворимую аденилатциклазу для пре-
образования АТФ в цАМФ. Генерируемый в результате
цАМФ активирует тирозинкиназу, что приводит к ин-
тенсивному фосфорилированию тирозина, который
влияет на емкость сперматозоидов и их гиперактива-
цию. Таким образом, растворимая аденилатциклаза
имеет ключевое значение для функции сперматозоидов
и играет критическую роль в естественном цикле разви-
тия сперматозоидов (от сперматогоний до конденсации
и гиперактивации сперматозоидов), поэтому блокада
ее активности вызывает серьезные нарушения подвиж-
ности сперматозоидов, приводящие к инфертильно-
сти [83]. В 2021 г. был разработан препарат TDI-10229 –
химический ингибитор растворимой аденилатциклазы,
который ингибирует подвижность сперматозоидов че-
ловека и предотвращает конденсацию и активацию
акросомальной реакции сперматозоидов млекопитаю-
щих, однако его эффект оказался краткосрочным [84].
Ингибиторы специфичного для сперматозоидов
Na+/H+-обменника
Это критический переносчик ионов для регуля-
ции внутриклеточного уровня рН сперматозоидов, ко-
торые сталкиваются с постепенным повышением рН
окружающих жидкостей во время их пути к оплодотво-
рению [87]. Относительно кислый уровень рН жидкости
в просвете придатка яичка контрастирует с щелочным
рН семенной плазмы, а также внутриматочной средой
и средой маточных труб. Этот сдвиг рН от кислотного
к щелочному важен для функциональной активации ка-
налов KSper и CatSper и других молекулярных событий,
связанных с активацией подвижности сперматозоидов
и их конденсации. Таким образом, способность моду-
лировать рН имеет решающее значение для функции
сперматозоидов и фертильности, а также является по-
тенциальной мишенью для контрацепции [87]. В настоя-
щее время проведены экспериментальные исследования
с синтезированными ингибиторами Na+/H+-обменника
малой молекулярной массы, способствующими оттоку
протонов в обмен на натрий, используя электрохимиче-
ский градиент, играющий важную роль в регуляции рН
сперматозоидов. В частности, один из них – 5-(n,n-ди-
метил)-амилорид (ДМА) – частично ингибировал подвижность
сперматозоидов мышей in vitro, индуцируя
деполяризацию плазматической мембраны, ингибируя
зависимую от рН активацию каналов KSper и CatSper
и снижая внутриклеточные уровни Сa2+ [88]. Одна-
ко ДМА не является селективным ингибитором Na+/
H+-обменников,
а следовательно, подходящим канди-
датом для дальнейшего тестирования из-за потенци-
альных побочных эффектов и системной токсичности.
Таким образом, необходимы дальнейшие исследования
для разработки новых аналогов ДМА, проявляющих вы-
сокую селективность по отношению к Na+/H+-обменни-
кам сперматозоидов человека [88].
Переносчики растворенного вещества (slc26)
Переносчики растворенного вещества – это це-
лое семейство slc26 многофункциональных анионо-
обменников, необходимых для функционирования
сперматозоидов, насчитывающее более 50 представи-
телей, обнаруженных относительно недавно у широко-
го спектра видов, от бактерий до млекопитающих [89].
У млекопитающих было идентифицировано несколько
представителей этого семейства (slc26a1–26a11), и толь-
ко изоформы slc26a3 и slc26a8 оказались крайне необхо-
димыми для функции сперматозоидов [90, 91]. Блокада
только этих двух изоформ демонстрировала в экспери-
менте серьезные нарушения подвижности сперматозо-
идов и структурные аномалии жгутиков, включая ано-
мальный угол наклона и нарушения функций стенки
митохондрий жгутика сперматозоидов [92, 93]. Более
того, сперматозоиды обладали пониженной способно-
стью подвергаться акросомной реакции, индуцируемой
Сa2+-ионофором, и не могли увеличить синтез цАМФ
и дальнейшее фосфорилирование тирозина во время
конденсации. Гетерозиготные миссенс-мутации в гене
slc26a8 были обнаружены в когорте мужчин с астенозооспермией
[94], при этом эти мужчины одновременно
страдали диареей с потерей хлоридов (аутосомно-ре-
цессивным расстройством, вызванным мутацией в гене
slc26a3) [95]. Недостаток информации о селективности
ингибиторов slc26a, особенно в отношении специфич-
ной для сперматозоидов изоформы slc26a8, и механиз-
ме их действия является ограничивающим фактором,
который необходимо преодолеть в будущем. Следу-
ет отметить, что низкая (< 25%) идентичность slc26a8
по сравнению с slc26a3 и slc26a6 в их первичных после-
довательностях представляет собой преимущество, ко-
торое необходимо изучить при разработке селективных
ингибиторов slc26a8. Следовательно, прогресс в разра-
ботке slc26a8 в качестве противозачаточного препарата
зависит от его структурных характеристик и дальней-
ших усилий по скрининговым анализам лекарств и ра-
циональному созданию новых соединений с высокой
аффинностью и целевой избирательностью.
Ингибиторы лактатдегидрогеназы
Лактатдегидрогеназа (ЛДГ) является важным
ферментом гликолитического пути, катализирующим
превращение пирувата в лактат в митохондриальном
цикле трикарбоновых кислот (цикле Кребса). Активиро-
ванная ЛДГ содержит две субъединицы (α и β), которые
организуются в гетеро- или гомотетрамеры. Обе изофор-
мы ЛДГ обнаружены в соматических клетках, а в яичках
и сперматозоидах выявлена третья изоформа ЛДГ, кото-
рая кодируется генами, отличными от генов ЛДГ-α и -β,
и называется специфичной для яичек/сперматозоидов
ЛДГ-с [96]. Установлено, что низкие уровни ЛДГ-с на-
блюдаются в эякуляте мужчин с астенозооспермией [97],
а самцы мышей с нокаутом гена ЛДГ-с были бесплодны
из-за нарушения прогрессирующей и гиперактивиро-
ванной подвижности сперматозоидов при нормальном
сперматогенезе [98]. И хотя неселективный ингиби-
тор ЛДГ оксамат и более селективный ингибитор ЛДГ
n-пропилоксамат снижали подвижность и конденсацию
сперматозоидов мышей в экспериментах in vitro, однако
до клинических исследований еще очень далеко [99–101].
Триптонид
С 1995 г. стали появляться публикации о проти-
возачаточном эффекте триптонида – природного алка-
лоида, получаемого из виноградной лозы Tripterygium
wilfordii (триптеригиум Вильфорда), используемой
в традиционной китайской медицине [102]. Он может
быть получен в ходе очищения Tripterygium wilfordii
или путем химического синтеза.
Заключение
Таким образом, несмотря на более чем полуве-
ковые исследования в области мужской контрацепции,
к настоящему времени на фармацевтическом рынке
практически не появилось ни одного ее нового ме-
тода, который был бы одинаково высокоэффективен
у всех мужчин. До сих пор подавляющее большинство
доступных методов контрацепции коммерциализиро-
ваны для женщин, а единственными легитимными ме-
тодами для мужчин, по сути, остаются презервативы,
изобретенные еще в XVIII в., и вазэктомия, отношение
к которой как методу мужской контрацепции до сих
пор противоречивое и неоднозначное. Мужская гор-
мональная контрацепция сегодня совершила новый ка-
чественный рывок в своем развитии, но, к сожалению,
до сих пор не стала клинической реальностью. В течение
последних десятилетий продолжаются активные пои-
ски новых негормональных лигандов с целью выявле-
ния потенциальных кандидатов для создания мужской
негормональной контрацепции, оказывающих влияние
на специфические для сперматозоидов ферментные
системы, ионные каналы, трансмембранные транспор-
теры и поверхностные белки, критическая роль кото-
рых в регуляции сперматогенеза, созревания, функций
и оплодотворяющей способности сперматозоидов была
подтверждена генетическими или иммунологическими
исследованиями с использованием экспериментального
моделирования и отчасти в доклинических исследова-
ниях на людях. Тем не менее ни одно из предложенных
фармакологических средств не достигло стадии клини-
ческой разработки и внедрения по целому ряду объек-
тивных и субъективных причин. Это связано главным
образом с тем, что для коммерциализации препарата
требуются доклинические исследования, включая экспе-
рименты на животных и I–III фазы длительных клини-
ческих испытаний на людях, которые остаются весьма
финансово затратными процедурами. Поэтому на вы-
вод нового лекарственного средства на рынок уходит
в среднем 10 лет, по сравнению с 3–7 годами, необхо-
димыми для коммерциализации нового медицинского
устройства. Кроме того, при создании нового мужско-
го контрацептива необходимо учитывать длительность
и обратимость его эффектов, а также репродуктивную,
психосоматическую и онкологическую безопасность
для мужчин, на исследования которых также нужно не-
мало времени и финансовых затрат. По мнению экспер-
тов, в настоящее время наиболее близким к своей ком-
мерческой реализации методом мужской контрацепции
является гормональная контрацепция, и, если текущее
развитие изучения контрацептивов пойдет гладко, мож-
но ожидать, что новые формы мужской контрацепции
появятся на фармацевтическом рынке до 2030 г. Хочет-
ся надеяться, что среди них мужчины смогут выбрать
не только гормональные контрацептивы, но и препара-
ты на основе негормональных лигандов.
Литература
1. Jalali R., Mohammadi M., Vaisi-Raygani A. et al. Prevalence
of unwanted pregnancy in Iranian women: a systematic
review and meta-analysis. Reprod. Health. 2019; 16 (1): 133.
2. Chakole S., Akre S., Sharma K. et al. Unwanted teenage
pregnancy and its complications: a narrative review. Cureus.
2022; 14 (12): e32662.
3. Azevedo W.F., Diniz M.B., Fonseca E.S. et al. Complications
in adolescent pregnancy: systematic review of the literature.
Einstein (Sao Paulo). 2015; 13 (4): 618–626.
4. Teal S., Edelman A. Contraception selection, effectiveness,
and adverse effects: a review. JAMA. 2021; 326 (24): 2507–
2518.
5. Abbe C.R., Page S.T., Thirumalai A. Male contraception.
Yale J. Biol. Med. 2020; 93 (4): 603–613.
6. Heinemann K., Saad F., Wiesemes M. et al. Attitudes toward
male fertility control: results of a multinational survey on
four continents. Hum. Reprod. 2005; 20: 549–556.
7. Dismore L., Van Wersch A., Swainston K. Social constructions
of the male contraception pill: when are we going
to break the vicious circle? J. Health Psychol. 2016; 21:
788–797.
8. Peterson L.M., Campbell M.A., Laky Z.E. The next frontier
for men’s contraceptive choice: college men’s willingness
to pursue male hormonal contraception. Psychol. Men
Mascul. 2019; 20: 226–237.
9. Sax M., Hurley E., Rossi R. et al. Young adult males
perspectives of male hormonal contraception. Obstet.
Gynecol. 2019; 133: 204S.
10. Thirumalai A., Amory J.K. Emerging approaches to male
contraception. Fertil. Steril. 2021; 115 (6): 1369–1376.
11. Khilwani B., Badar A., Ansari A.S., Lohiya N.K. RISUG® as
a male contraceptive: journey from bench to bedside. Basic
Clin. Androl. 2020; 30: 2.
12. Gurandi E.R., Handoko Y. Male Contraceptive. In: Family
Planning. Ed. by Z.O. Amarin. InTech, 2018. Available at:
http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.68266
13. Thirumalai A., Page S.T. Male hormonal contraception.
Annu. Rev. Med. 2020; 71: 17–31.
14. Wang C., Festin M.P., Swerdloff R.S. Male hormonal
contraception: where are we now? Curr. Obstet. Gynecol.
Rep. 2016; 5: 38–47.
15. Gava G., Meriggiola M.C. Update on male hormonal
contraception. Ther. Adv. Endocrinol. Metab. 2019; 10:
2042018819834846.
16. Sertkaya A., DeVries R., Jessup A., Beleche T. Estimated cost
of developing a therapeutic complex medical device in the
US. JAMA Netw. Open. 2022; 5: e2231609.
ные экспериментальные лиганды для разработки
мужской негормональной контрацепции (обзор
литературы). Фармакология & Фармакотерапия. 2024;
3: 64–77.
DOI 10.46393/27132129_2024_3_64–77
По данным статистики, до 40% беременностей в семейных парах являются непреднамеренными (нежелательны-
ми, несвоевременными или незапланированными), поэтому возможность планировать зачатие ребенка представ-
ляется важным аспектом репродуктивного здоровья населения. На протяжении последних десятилетий созданы
эффективные и безопасные средства женской контрацепции, при этом революционного прорыва в области муж-
ской фармакологической контрацепции, который привел бы к выходу на фармацевтический рынок доступного
для мужчин нового контрацептивного препарата, к сожалению, пока не произошло. Традиционными и легитим-
ными средствами мужской контрацепции по-прежнему остаются мужские презервативы и вазэктомия, к которым
прибегают около 20% сексуально активных мужчин, поэтому до сих пор все практические вопросы планирования
беременности в паре фактически полностью переложены на плечи их партнерш. Однако успехи фундаменталь-
ных исследований в области репродукции за два последних десятилетия позволили существенно приблизиться
к клиническому решению проблемы мужской контрацепции за счет открытия и тестирования потенциальных
молекул-кандидатов для создания средств мужской фармакологической контрацепции уже в ближайшем буду-
щем. В обзоре рассматриваются наиболее перспективные экспериментальные лиганды, оказывающие влияние
на специфические для сперматозоидов ферментные системы, ионные каналы, трансмембранные транспортеры
и поверхностные белки, критическая роль которых в регуляции сперматогенеза, созревания, функций и опло-
дотворяющей способности сперматозоидов была подтверждена генетическими или иммунологическими иссле-
дованиями с использованием экспериментального моделирования и отчасти в доклинических исследованиях
на людях и которые в настоящее время тестируются в целях разработки препаратов для мужской негормональной
контрацепции.
Несмотря на то что ни одно из предложенных фармакологических средств не достигло стадии клинической раз-
работки и внедрения по целому ряду объективных и субъективных причин, текущее развитие изучения контра-
цептивов позволяет ожидать, что новые формы мужской контрацепции появятся на фармацевтическом рынке
еще до 2030 г.
Введение
Во всем мире ежегодно протекает более 200 млн
беременностей, из которых около 40% являются непред-
намеренными, то есть или нежелательными, или несвоевременными,
или незапланированными [1, 2]. Вместе
с тем возможность каждой пары заранее планировать
желаемую беременность и выбирать, когда она будет
к ней готова, является неотъемлемым компонентом ре-
продуктивного здоровья населения, поскольку любая
непреднамеренная беременность представляет высокий
риск для матери и ребенка и связана со значительным
экономическим бременем на системы национального
здравоохранения во всех странах мира [3]. Эффектив-
ное регулирование репродуктивной функции стало
возможным только благодаря разработке и внедрению
в широкую практику различных методов предохране-
ния от непреднамеренной беременности (методов кон-
трацепции).
В настоящее время основными потребителями
контрацептивных средств являются женщины, и за по-
следние 70 лет было разработано множество вариантов
и препаратов женской контрацепции, разнообразие ко-
торых уже давно является клинической реальностью [4].
В отличие от этого мужская контрацепция до сих пор
практически ограничена механическим барьерным (ис-
пользование презерватива, созданного еще в XVIII в.)
и хирургическим (вазэктомия, выполненная впервые
с контрацептивной целью в 1899 г.) методами предот-
вращения непреднамеренной беременности в паре. К их
использованию в течение своей жизни прибегают толь-
ко 16–20% мужчин, подавляющее же их большинство
решение вопроса предотвращения непреднамеренной
беременности в паре полностью перекладывают на пле-
чи своих партнерш [5]. Если бы было доступно больше
мужских методов контрацепции, стали бы мужчины
ими пользоваться и доверяли бы им в этом их партнер-
ши? Результаты многонациональных опросов показы-
вают, что большинство мужчин приветствуют развитие
мужских методов контрацепции, при этом 44–83% муж-
чин заявили, что использовали бы их уже сейчас, если
бы они были доступны [6]. Опросы также показывают,
что молодые люди более охотно используют мужские
методы контрацепции [7, 8]. Частота использования
мужской контрацепции также варьируется в зависи-
мости от страны и демографического фона, например,
сообщалось о более широкой ее приемлемости среди
мужчин с высшим образованием и стабильной занято-
стью [9]. Таким образом, по мнению экспертов, вот уже
на протяжении десятков лет существует глобальная по-
требность в разработке и клиническом внедрении но-
вых эффективных методов мужской контрацепции [10].
Классификация и сравнительная характеристика
методов мужской контрацепции
Методологические подходы к созданию мужских
контрацептивов в целом не отличаются от подходов
к разработке и созданию средств женской контрацепции.
В зависимости от использованных методов блокировки
сперматогенеза и возможных путей их практической ре-
ализации все методы мужской контрацепции можно ус-
ловно разделить на несколько групп [11] (табл. 1).
Согласно результатам проведенных к настоящему
времени экспериментальных исследований эффектив-
ности разрабатываемых методов мужской контрацеп-
ции, каждый тестируемый метод имеет определенные
позитивные и негативные характеристики по данным
критериям [12] (табл. 2).
Несмотря на то что на мировом фармацевтиче-
ском рынке до сих пор нет ни одного одобренного пре-
парата мужской контрацепции, наибольший прогресс
в данном направлении в течение последних 20 лет был
достигнут в области разработки мужских гормональ-
ных контрацептивов. Экспериментальные и единичные
доклинические исследования показали, что мужская
гормональная контрацепция, основанная на классиче-
ской комбинации «андроген ± прогестин», достаточно
быстро и обратимо блокирует сперматогенез, однако
ее эффективность очень гетерогенна у мужчин разного
возраста и даже разной расово-этнической принадлеж-
ности [13]. Кроме того, в настоящее время полностью
отсутствуют длительные (более 3 лет) клинические ис-
следования безопасности мужской гормональной кон-
трацепции, поскольку в проведенных доклинических
исследованиях она имела определенные побочные эф-
фекты: боль в месте инъекции (4–23%), угревая сыпь
(7–46%), увеличение веса (4–24%), изменение настро-
ения (1–24%), изменение либидо (4–42%), изменение
поведения (1–6%) и усталость (2–8%) [14]. Приемлемое
соотношение риска и пользы мужской гормональной
контрацепции при ее регулярном применении являет-
ся краеугольным камнем ее безопасности для мужчин,
однако общепринятого консенсуса по этому вопросу
до сих пор нет [15, 16]. В этой связи мы провели обзор
литературы, посвященный новейшим достижениям
в области исследования механизмов действия и кон-
трацептивной эффективности и безопасности негормо-
нальных лигандов как потенциальных агентов для соз-
дания перспективных средств мужской негормональной
контрацепции в будущем.
Экспериментальные негормональные лиганды
для фармакологической мужской контрацепции
Мужская фармакологическая негормональная
контрацепция нацелена на регуляторные процессы, кото-
рые в норме обеспечивают протекание всех стадий спер-
матогенеза, созревание и гиперактивацию сперматозои-
дов, их функции и оплодотворяющую способность [12].
Поэтому основными экспериментальными спермиоло-
гическими таргетами для разработки средств мужской
негормональной контрацепции в настоящее время явля-
ются ферменты, трансмембранные транспортеры, ион-
ные каналы и поверхностные белки, высокоспецифич-
ные для яичек и сперматозоидов [12]. Ее эффективность
зависит в первую очередь от активности, специфичности
и обратимости контрацептивных эффектов выбранных
лигандов для этих мишеней, ассоциированных со спер-
матогенезом. На сегодняшний день подавляющее боль-
шинство разрабатываемых мужских фармакологиче-
ских негормональных контрацептивов находится только
на доклинических стадиях исследований [17].
Экспериментальные лиганды, влияющие
на сперматогенез
Ингибирование сигнальных путей ретиноевой
кислоты
Центральная роль ретиноевой кислоты (мета-
болита витамина А, или ретинола) в сперматогенезе
млекопитающих была впервые описана в 1925 г., когда
было обнаружено, что грызуны, находившиеся на диете
с дефицитом витамина А, были стерильны, поскольку
большинство зародышевых клеток задерживались в виде
недифференцированных сперматогоний, а некоторые
зародышевые клетки останавливались непосредственно
перед мейозом в виде прелептотеновых сперматоцитов.
Когда же этим животным вводили витамин А, застывшие
в своем развитии сперматогонии начинали свою дальней-
шую дифференцировку, а долептотеновые сперматоциты
инициировали мейоз [18, 19]. В настоящее время установ-
лено, что ретиноевая кислота регулирует все стадии спер-
матогенеза через изменение экспрессии различных спер-
матогенез-опосредующих генов (Stra8, Kit, GDNF, BMP4,
DMRT, GDNF, Nanos2, циклина), но передача сигналов
ретиноевой кислоты наиболее важна на ранней стадии
дифференцировки сперматогоний и мейоза сперматоци-
тов [20–22]. На основании этих данных можно предпо-
ложить, что блокада синтеза ретиноевой кислоты или ее
рецепторов в яичках является перспективным методом
мужской фармакологической контрацепции [23].
К настоящему времени проведены эксперимен-
тальные тесты с лигандом WIN 18,446, ежедневное вве-
дение которого самцам крыс ингибировало ретиналь-
дегиддегидрогеназу и, таким образом, блокировало
локальную продукцию ретиноевой кислоты в яичках,
причем наблюдались блоки как в сперматогониальной
дифференцировке, так и в инициации мейоза [24]. Ли-
ганд BMS 189453 также является синтетическим ан-
тагонистом рецепторов ретиноевой кислоты в герми-
ногенном эпителии яичек, придатков яичек и клеток
Сертоли [25]. Исследование, проведенное с использова-
нием низких доз BMS 189453 у самцов мышей, показало
его 100%-ную эффективность в индуцировании азоо-
спермии, за которой следовала 100%-ная обратимость
эффекта через 4 месяца после его отмены без каких-ли-
богематологических
или биохимических отклонений
в крови [26]. Еще один тестируемый лиганд с эффектом
блокады рецепторов ретиноевой кислоты типа α в яич-
ках представлен препаратом YCT-529, который в экспе-
рименте значительно снижал количество сперматозои-
дов и был на 99% эффективен в предотвращении зачатия
при пероральном введении мышам-самцам в течение
4 недель. У него не было заметных побочных эффектов,
а через 4–6 недель после прекращения введения мыши
снова смогли индуцировать беременность. В середине
декабря 2023 г. в Ноттингеме (Великобритания) нача-
лось испытание данного нового противозачаточного
препарата на 16 добровольцах. В первую группу испы-
туемых вошли мужчины, прошедшие вазэктомию. Пока
запланировано только оценить безопасность препарата
для организма в целом. Первые результаты ученые обе-
щали обнародовать весной 2024 г. [27].
Ингибирование специфичной для яичек серин/
треонин-киназы
В 1994 г. появилось первое сообщение о клониро-
вании мышиной семенник-специфической киназы, ко-
торая получила название TSK-1 [28]. За последние 30 лет
было выявлено и изучено целое семейство специфичных
для яичек ферментов серин/треонин-киназы (Testis-
Specific Serine/threonine Kinase, или TSSK), а в 2007 г.
было высказано предположение о том, что данные фер-
менты, регулирующие сперматогенез, могут быть новой
важной мишенью для разработки мужского контра-
цептива, поскольку было показано, что ингибирование
активности ферментов семейства TSSK определенными
лекарственными средствами может обратимо ингиби-
ровать сперматогенез и оплодотворение. В частности,
у мышей, у которых были удалены эти гены, развились
аномалии формирования сперматозоидов, что приводи-
ло к бесплодию [29]. В 2016 г. группа, возглавляемая Джо-
ном Герром, сообщила о получении полноразмерного
ферментативно активного рекомбинантного TSSK2 с ис-
пользованием системы экспрессии бакуловируса [30].
Кроме того, активность киназы TSSK типа 2 была успеш-
но протестирована с помощью анализа сдвига подвиж-
ности с использованием бактериально продуцируемых
TSSK. Среди совпадений, обнаруженных при первона-
чальном скрининге, субстанция TAE684 – ингибитор
пиримидинового ядра – была выбрана для дальнейшей
оценки, и несколько ее аналогов были протестированы
в качестве ингибиторов TSSK типа 2. На основе двух
наиболее мощных ингибиторов TSSK типа 2 в этой серии
недавно была синтезирована новая субстанция, которая
продемонстрировала широкий диапазон ингибирующей
активности для многих членов семейства TSSK в следу-
ющей последовательности, начиная с наибольшей: TSSK
типа 1 > TSSK типа 2 > TSSS типа 3 > TSSK типа 6 [30].
Несмотря на отсутствие исследований на людях, уни-
кальные характеристики киназ семейства TSSK, по мне-
нию экспертов, делают их очень хорошими кандидатами
в качестве потенциальных мишеней для разработки не-
гормональных мужских контрацептивов [31].
Ингибирование специфичного для яичек
бромодоменного белка
Специфичный для яичек бромодоменный белок
(bromodomain testis-specific protein, BRDT), кодируемый
соответствующим геном, является членом подсемейства
бромодоменных и экстратерминальных белков (BET),
представлен несколькими подтипами и связывает ацети-
лированный гистон H4 в позициях Lys-5 и Lys-8 (H4K5ac
и H4K8ac соответственно), играя ключевую роль в спер-
матогенезе [32]. В постмейотической фазе сперматоге-
неза BRDT связывает гиперацетилированные гистоны
и участвует в их удалении из ДНК [33], а нокаут гена,
кодирующего белок типа BRD2, у мышей приводит к бес-
плодию [34]. В 2020 г. был протестирован обратимый
ингибитор синтеза BRDT – JQ1, который в эксперименте
демонстрировал полные и обратимые контрацептивные
эффекты. Однако короткий период полувыведения и бы-
стрый метаболизм JQ1 в организме, наряду с тем фактом,
что JQ1 связывается с BRD4 с более высоким сродством,
чем с другими, препятствовали его дальнейшей разра-
ботке в качестве контрацептива [32]. Новые субстан-
ции CDD-787 и CDD-956 также сегодня тестируются
в качестве потенциальных ингибиторов BRDT. В экспе-
риментальном исследовании, проведенном в 2022 г., со-
общалось, что они демонстрируют лучшее селективное
связывание, чем JQ1, и могут быть использованы в каче-
стве эффективных ингибиторов белка типа BD1 [35].
Адъюдин
Адъюдин – 1-(2,4-дихлорбензил)-1Н-индазол-3-кар-
богидразид (ранее называвшийся AF-2364) – впервые
описан в 2001 г. [41]. Адъюдин оказывает свое действие
преимущественно
за счет нарушения функций специ-
фичных для яичек и богатых актином адгезивных со-
единений на границе «клетка Сертоли – сперматида»,
известных как апикальные эктоплазматические специализации,
тем самым эффективно индуцируя отслаива-
ние сперматид. При этом он не нарушает ни развитие
зародышевых клеток, ни их функцию и не оказывает
никакого непосредственного влияния на клетки Серто-
ли, которые вместе с плотными адгезивными соедине-
ниями образуют гематотестикулярный барьер, функции
которого также не нарушаются. Адъюдин не влияет
на популяцию сперматогониальных стволовых клеток
или клеток Сертоли в яичке [42]. Одним из доказанных
механизмов контрацептивного действия адъюдина яв-
ляется механизм, связанный с изменениями в белках,
ассоциированных с микротрубочками сперматид, и сиг-
нальных белках mTORC1/rpS6 и p-FAK-Y407 [43]. В экс-
перименте он вызывает 100%-ное обратимое бесплодие
у самцов крыс без нарушения сывороточных концентра-
ций фолликулостимулирующего гормона (ФСГ), тесто-
стерона и ингибина В на срок до 5 недель с последующим
восстановлением фертильности через 11 недель [44]. Од-
нако в 29-дневном исследовании у 3 из 10 мышей-самцов
были выявлены побочные эффекты в виде воспаления
печени или признаков атрофии скелетных мышц [45].
Попытки уменьшить токсичность адъюдина путем его
конъюгации с рекомбинантным ФСГ привели к успеху,
но были оставлены ввиду высокой стоимости получае-
мой в итоге субстанции [46].
Гамендазол
Как и адъюдин, этот лиганд является производным
индазолкарбоновой кислоты. В эксперименте
у самцов крыс однократный прием гамендазола внутрь
в дозе 6 мг/кг в течение 3 недель в 100% случаев ин-
дуцировал контрацептивный эффект с восстановле-
нием фертильности через 9 недель только у 57% жи-
вотных [47]. Одновременно у всех животных после
введения гамендазола отмечалось временное повыше-
ние уровня циркулирующего ФСГ, совпавшее с первона-
чальным снижением уровня ингибина В, без каких-либо
других существенных изменений в уровнях циркулиру-
ющих половых гормонов. При этом никаких различий
в поведении при спаривании в группе, получавшей га-
мендазол, по сравнению с контрольной группой (плаце-
бо) не наблюдалось. Поскольку гамендазол ингибиро-
вал выработку ингибина В, возникло предположение,
что клетки Сертоли, вырабатывающие его, являются
основной мишенью для гамендазола [47]. Однако необ-
ходимы дополнительные исследования по подбору дозы
для достижения 100%-ной обратимости контрацепции,
прежде чем можно будет приступить к более детальной
дополнительной разработке гамендазола как мужского
негормонального контрацептива [47].
Инденопиридин (CDB-4022)
Данный лиганд в эксперименте индуцировал
апоптоз сперматогоний (зародышевых клеток), вызывая
необратимую азооспермию у самцов крыс и лошадей
и обратимую олигоспермию у самцов обезьян на фоне
повышения уровня сывороточного ФСГ [48]. Однако
у котов введение инденопиридина индуцировало обра-
тимую азооспермию с полным восстановлением фер-
тильности в среднем через 71 день без каких-либо ток-
сических эффектов. При этом либидо и копулятивное
поведение животных оставались неизменными на про-
тяжении всего эксперимента. Исследования на людях
до сих пор отсутствуют [49].
Кальциневрин
Кальциневрин представляет собой Ca2+/кальмоду-
лин-зависимую серин/треонин-протеинфосфатазу (также
известную как протеинфосфатаза 3 и кальций-зависимая
серин/треонин-фосфатаза), которая активирует Т-клетки
иммунной системы и может быть заблокирована лекар-
ственными препаратами, называемыми ингибиторами
кальциневрина (циклоспорин А, воклоспорин, пимекро-
лимус и такролимус) [55]. Кальциневрин активирует ядер-
ный фактор NFATc активированных Т-клеток путем его
дефосфорилирования, после чего активированный NFATc
транспортируется в ядро, где он усиливает экспрессию
гена интерлейкина 2, который, в свою очередь, стимули-
рует рост и дифференцировку Т-клеточного ответа [55].
Показано, что вызванное циклоспорином А ингибиро-
вание специфичных для сперматозоидов изоформ каль-
циневрина у мышей приводит к фенокопиям дефектов
подвижности сперматозоидов, которые проявляются
в течение 4–5 дней после приема препарата [56–58]. У мле-
копитающих субъединица ppp3cc и регуляторная субъединица
ppp3r2 кальциневрина являются специфичными
для яичек изоформами и единственными субъединица-
ми, экспрессируемыми в яичках и сперматозоидах, а мы-
ши-самцы, у которых отсутствуют субъединицы ppp3cc
или ppp3r2, бесплодны из-за снижения подвижности
сперматозоидов [59]. У мышей через неделю после пре-
кращения введения циклоспорина А фертильность вос-
становилась [60]. Однако из-за своих известных иммуно-
депрессивных и токсических эффектов циклоспорин А
по понятным причинам является очень неподходящим
кандидатом для мужской контрацепции. Тем не менее
следует продолжать исследования для того, чтобы понять,
является ли управление кальциневрином подходящей
стратегией для контроля мужской фертильности. При по-
ложительном ответе на этот вопрос в дальнейшем, оче-
видно, необходимо попытаться создать суперселективный
ингибитор субъединицы ppp3cc кальциневрина как жиз-
неспособный вариант мужской контрацепции в будущем.
Экспериментальные лиганды, влияющие
на функции сперматозоидов
Ингибиторы ионных Cа2+-каналов сперматозоидов
CatSper
Ингибиторы ионных К+-каналов сперматозоидов
KSper
Каналы KSper сперматозоидов являются ключе-
выми игроками в регуляции мембранного потенциала
сперматозоидов во время конденсации [71]. У мышей
и человека они исходят из основной части жгутика
и являются основными медиаторами гиперполяриза-
ции мембран сперматозоидов, а дефицит каналов этого
типа был обнаружен в сперматозоидах бесплодных па-
циентов с низкими показателями эффективности ЭКО
и успешности ИКСИ [72, 73]. Гены семейства Slo являют-
ся основными регуляторами функций К+-каналов спер-
матозоидов, а наиболее выраженное влияние на фер-
тильность оказывает ген Slo-3 [74, 75]. Путем скрининга
более 50 000 соединений на наличие селективных инги-
биторов гена Slo-3 у человека было идентифицировано
соединение VU0456110, которое продемонстрировало
более чем в 40 раз более высокую эффективность в ин-
гибировании гена Slo-3, вызывая индуцированную ги-
перполяризацию мембран сперматозоидов и экзоцитоз
акросомы [76]. Разработка платформы для идентифика-
ции селективных ингибиторов Slo-3, приведшая к син-
тезу соединения VU0456110, является многообещающей
опцией с точки зрения исследования новых механизмов
для создания нового класса селективных ингибиторов
Slo-3 с контрацептивными эффектами.
Ингибиторы Na/K-АТФазы
Ферменты Nа/K-АТФазы являются системой
переноса ионов плазматической мембраны, которая
использует энергию гидролиза аденозинтрифосфата
(АТФ) для обмена внутриклеточного Na+ на внекле-
точный K+. Na/K-АТФаза представляет собой гетеро-
димерный комплекс, состоящий из субъединиц α и β.
Несколько генов, кодирующих субъединицы α (α1,
α2, α3 и α4) и β (β1, β2 и β3), были идентифицированы
у млекопитающих [77]. При этом наиболее каталити-
чески активной субъединицей является α, а β-субъеди-
ница фермента непосредственно не принимает участия
в транспорте ионов и в основном участвует в обеспече-
нии стабильности и транспорта субъединицы α в плаз-
матическую мембрану [78]. Наиболее подробно изуче-
ны особенности изоформы Na/K-АТФазы-α4, которая
кодируется геном ATP1A4 как у мышей, так и у челове-
ка и является специфичной для сперматозоидов, играя
важную роль в их функционировании. Обычно она
активируется в половых клетках на постмейотических
стадиях сперматогенеза [79]. Мыши-самцы с нокаутом
Na/K-АТФазы-α4 фенотипически нормальны и произ-
водят нормальное количество сперматозоидов, которые,
тем не менее, полностью стерильны из-за дефектов мор-
фологии и нарушений подвижности и гиперактивации
сперматозоидов [80]. Учитывая, что Na/K-АТФаза-α4
характеризуется высоким сродством к углеводному гли-
козиду уабаину, S.S. Syeda и соавт. (2018) разработали
и синтезировали аналог уабаина для идентификации
селективных ингибиторов Na/K-АТФазы-α4 в качестве
потенциальных мужских контрацептивов, который про-
демонстрировал высокую селективность в отношении
Na/K-АТФазы-α4, индуцируя нарушения подвижно-
сти и гиперактивации сперматозоидов in vitro и in vivo
и снижение оплодотворяющей способности сперматозо-
идов на 80% in vitro, оказывая эти эффекты через влия-
ние на мембранный потенциал сперматозоидов, внутри-
клеточный уровень Са2+ и рН-индекс [81].
Ингибиторы аденилатциклазы
Аденилатциклаза – это мембраносвязанный фер-
мент, обнаруженный в большинстве клеток, которые
продуцируют цАМФ [82]. Ионы Cа2+, поступающие
в сперматозоиды через каналы CatSper, как описано ра-
нее, активируют растворимую аденилатциклазу для пре-
образования АТФ в цАМФ. Генерируемый в результате
цАМФ активирует тирозинкиназу, что приводит к ин-
тенсивному фосфорилированию тирозина, который
влияет на емкость сперматозоидов и их гиперактива-
цию. Таким образом, растворимая аденилатциклаза
имеет ключевое значение для функции сперматозоидов
и играет критическую роль в естественном цикле разви-
тия сперматозоидов (от сперматогоний до конденсации
и гиперактивации сперматозоидов), поэтому блокада
ее активности вызывает серьезные нарушения подвиж-
ности сперматозоидов, приводящие к инфертильно-
сти [83]. В 2021 г. был разработан препарат TDI-10229 –
химический ингибитор растворимой аденилатциклазы,
который ингибирует подвижность сперматозоидов че-
ловека и предотвращает конденсацию и активацию
акросомальной реакции сперматозоидов млекопитаю-
щих, однако его эффект оказался краткосрочным [84].
Ингибиторы специфичного для сперматозоидов
Na+/H+-обменника
Это критический переносчик ионов для регуля-
ции внутриклеточного уровня рН сперматозоидов, ко-
торые сталкиваются с постепенным повышением рН
окружающих жидкостей во время их пути к оплодотво-
рению [87]. Относительно кислый уровень рН жидкости
в просвете придатка яичка контрастирует с щелочным
рН семенной плазмы, а также внутриматочной средой
и средой маточных труб. Этот сдвиг рН от кислотного
к щелочному важен для функциональной активации ка-
налов KSper и CatSper и других молекулярных событий,
связанных с активацией подвижности сперматозоидов
и их конденсации. Таким образом, способность моду-
лировать рН имеет решающее значение для функции
сперматозоидов и фертильности, а также является по-
тенциальной мишенью для контрацепции [87]. В настоя-
щее время проведены экспериментальные исследования
с синтезированными ингибиторами Na+/H+-обменника
малой молекулярной массы, способствующими оттоку
протонов в обмен на натрий, используя электрохимиче-
ский градиент, играющий важную роль в регуляции рН
сперматозоидов. В частности, один из них – 5-(n,n-ди-
метил)-амилорид (ДМА) – частично ингибировал подвижность
сперматозоидов мышей in vitro, индуцируя
деполяризацию плазматической мембраны, ингибируя
зависимую от рН активацию каналов KSper и CatSper
и снижая внутриклеточные уровни Сa2+ [88]. Одна-
ко ДМА не является селективным ингибитором Na+/
H+-обменников,
а следовательно, подходящим канди-
датом для дальнейшего тестирования из-за потенци-
альных побочных эффектов и системной токсичности.
Таким образом, необходимы дальнейшие исследования
для разработки новых аналогов ДМА, проявляющих вы-
сокую селективность по отношению к Na+/H+-обменни-
кам сперматозоидов человека [88].
Переносчики растворенного вещества (slc26)
Переносчики растворенного вещества – это це-
лое семейство slc26 многофункциональных анионо-
обменников, необходимых для функционирования
сперматозоидов, насчитывающее более 50 представи-
телей, обнаруженных относительно недавно у широко-
го спектра видов, от бактерий до млекопитающих [89].
У млекопитающих было идентифицировано несколько
представителей этого семейства (slc26a1–26a11), и толь-
ко изоформы slc26a3 и slc26a8 оказались крайне необхо-
димыми для функции сперматозоидов [90, 91]. Блокада
только этих двух изоформ демонстрировала в экспери-
менте серьезные нарушения подвижности сперматозо-
идов и структурные аномалии жгутиков, включая ано-
мальный угол наклона и нарушения функций стенки
митохондрий жгутика сперматозоидов [92, 93]. Более
того, сперматозоиды обладали пониженной способно-
стью подвергаться акросомной реакции, индуцируемой
Сa2+-ионофором, и не могли увеличить синтез цАМФ
и дальнейшее фосфорилирование тирозина во время
конденсации. Гетерозиготные миссенс-мутации в гене
slc26a8 были обнаружены в когорте мужчин с астенозооспермией
[94], при этом эти мужчины одновременно
страдали диареей с потерей хлоридов (аутосомно-ре-
цессивным расстройством, вызванным мутацией в гене
slc26a3) [95]. Недостаток информации о селективности
ингибиторов slc26a, особенно в отношении специфич-
ной для сперматозоидов изоформы slc26a8, и механиз-
ме их действия является ограничивающим фактором,
который необходимо преодолеть в будущем. Следу-
ет отметить, что низкая (< 25%) идентичность slc26a8
по сравнению с slc26a3 и slc26a6 в их первичных после-
довательностях представляет собой преимущество, ко-
торое необходимо изучить при разработке селективных
ингибиторов slc26a8. Следовательно, прогресс в разра-
ботке slc26a8 в качестве противозачаточного препарата
зависит от его структурных характеристик и дальней-
ших усилий по скрининговым анализам лекарств и ра-
циональному созданию новых соединений с высокой
аффинностью и целевой избирательностью.
Ингибиторы лактатдегидрогеназы
Лактатдегидрогеназа (ЛДГ) является важным
ферментом гликолитического пути, катализирующим
превращение пирувата в лактат в митохондриальном
цикле трикарбоновых кислот (цикле Кребса). Активиро-
ванная ЛДГ содержит две субъединицы (α и β), которые
организуются в гетеро- или гомотетрамеры. Обе изофор-
мы ЛДГ обнаружены в соматических клетках, а в яичках
и сперматозоидах выявлена третья изоформа ЛДГ, кото-
рая кодируется генами, отличными от генов ЛДГ-α и -β,
и называется специфичной для яичек/сперматозоидов
ЛДГ-с [96]. Установлено, что низкие уровни ЛДГ-с на-
блюдаются в эякуляте мужчин с астенозооспермией [97],
а самцы мышей с нокаутом гена ЛДГ-с были бесплодны
из-за нарушения прогрессирующей и гиперактивиро-
ванной подвижности сперматозоидов при нормальном
сперматогенезе [98]. И хотя неселективный ингиби-
тор ЛДГ оксамат и более селективный ингибитор ЛДГ
n-пропилоксамат снижали подвижность и конденсацию
сперматозоидов мышей в экспериментах in vitro, однако
до клинических исследований еще очень далеко [99–101].
Триптонид
С 1995 г. стали появляться публикации о проти-
возачаточном эффекте триптонида – природного алка-
лоида, получаемого из виноградной лозы Tripterygium
wilfordii (триптеригиум Вильфорда), используемой
в традиционной китайской медицине [102]. Он может
быть получен в ходе очищения Tripterygium wilfordii
или путем химического синтеза.
Заключение
Таким образом, несмотря на более чем полуве-
ковые исследования в области мужской контрацепции,
к настоящему времени на фармацевтическом рынке
практически не появилось ни одного ее нового ме-
тода, который был бы одинаково высокоэффективен
у всех мужчин. До сих пор подавляющее большинство
доступных методов контрацепции коммерциализиро-
ваны для женщин, а единственными легитимными ме-
тодами для мужчин, по сути, остаются презервативы,
изобретенные еще в XVIII в., и вазэктомия, отношение
к которой как методу мужской контрацепции до сих
пор противоречивое и неоднозначное. Мужская гор-
мональная контрацепция сегодня совершила новый ка-
чественный рывок в своем развитии, но, к сожалению,
до сих пор не стала клинической реальностью. В течение
последних десятилетий продолжаются активные пои-
ски новых негормональных лигандов с целью выявле-
ния потенциальных кандидатов для создания мужской
негормональной контрацепции, оказывающих влияние
на специфические для сперматозоидов ферментные
системы, ионные каналы, трансмембранные транспор-
теры и поверхностные белки, критическая роль кото-
рых в регуляции сперматогенеза, созревания, функций
и оплодотворяющей способности сперматозоидов была
подтверждена генетическими или иммунологическими
исследованиями с использованием экспериментального
моделирования и отчасти в доклинических исследова-
ниях на людях. Тем не менее ни одно из предложенных
фармакологических средств не достигло стадии клини-
ческой разработки и внедрения по целому ряду объек-
тивных и субъективных причин. Это связано главным
образом с тем, что для коммерциализации препарата
требуются доклинические исследования, включая экспе-
рименты на животных и I–III фазы длительных клини-
ческих испытаний на людях, которые остаются весьма
финансово затратными процедурами. Поэтому на вы-
вод нового лекарственного средства на рынок уходит
в среднем 10 лет, по сравнению с 3–7 годами, необхо-
димыми для коммерциализации нового медицинского
устройства. Кроме того, при создании нового мужско-
го контрацептива необходимо учитывать длительность
и обратимость его эффектов, а также репродуктивную,
психосоматическую и онкологическую безопасность
для мужчин, на исследования которых также нужно не-
мало времени и финансовых затрат. По мнению экспер-
тов, в настоящее время наиболее близким к своей ком-
мерческой реализации методом мужской контрацепции
является гормональная контрацепция, и, если текущее
развитие изучения контрацептивов пойдет гладко, мож-
но ожидать, что новые формы мужской контрацепции
появятся на фармацевтическом рынке до 2030 г. Хочет-
ся надеяться, что среди них мужчины смогут выбрать
не только гормональные контрацептивы, но и препара-
ты на основе негормональных лигандов.
Литература
1. Jalali R., Mohammadi M., Vaisi-Raygani A. et al. Prevalence
of unwanted pregnancy in Iranian women: a systematic
review and meta-analysis. Reprod. Health. 2019; 16 (1): 133.
2. Chakole S., Akre S., Sharma K. et al. Unwanted teenage
pregnancy and its complications: a narrative review. Cureus.
2022; 14 (12): e32662.
3. Azevedo W.F., Diniz M.B., Fonseca E.S. et al. Complications
in adolescent pregnancy: systematic review of the literature.
Einstein (Sao Paulo). 2015; 13 (4): 618–626.
4. Teal S., Edelman A. Contraception selection, effectiveness,
and adverse effects: a review. JAMA. 2021; 326 (24): 2507–
2518.
5. Abbe C.R., Page S.T., Thirumalai A. Male contraception.
Yale J. Biol. Med. 2020; 93 (4): 603–613.
6. Heinemann K., Saad F., Wiesemes M. et al. Attitudes toward
male fertility control: results of a multinational survey on
four continents. Hum. Reprod. 2005; 20: 549–556.
7. Dismore L., Van Wersch A., Swainston K. Social constructions
of the male contraception pill: when are we going
to break the vicious circle? J. Health Psychol. 2016; 21:
788–797.
8. Peterson L.M., Campbell M.A., Laky Z.E. The next frontier
for men’s contraceptive choice: college men’s willingness
to pursue male hormonal contraception. Psychol. Men
Mascul. 2019; 20: 226–237.
9. Sax M., Hurley E., Rossi R. et al. Young adult males
perspectives of male hormonal contraception. Obstet.
Gynecol. 2019; 133: 204S.
10. Thirumalai A., Amory J.K. Emerging approaches to male
contraception. Fertil. Steril. 2021; 115 (6): 1369–1376.
11. Khilwani B., Badar A., Ansari A.S., Lohiya N.K. RISUG® as
a male contraceptive: journey from bench to bedside. Basic
Clin. Androl. 2020; 30: 2.
12. Gurandi E.R., Handoko Y. Male Contraceptive. In: Family
Planning. Ed. by Z.O. Amarin. InTech, 2018. Available at:
http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.68266
13. Thirumalai A., Page S.T. Male hormonal contraception.
Annu. Rev. Med. 2020; 71: 17–31.
14. Wang C., Festin M.P., Swerdloff R.S. Male hormonal
contraception: where are we now? Curr. Obstet. Gynecol.
Rep. 2016; 5: 38–47.
15. Gava G., Meriggiola M.C. Update on male hormonal
contraception. Ther. Adv. Endocrinol. Metab. 2019; 10:
2042018819834846.
16. Sertkaya A., DeVries R., Jessup A., Beleche T. Estimated cost
of developing a therapeutic complex medical device in the
US. JAMA Netw. Open. 2022; 5: e2231609.
