Science里程碑:男性避孕药,突破来了!靶向新靶点STK33,疗效可逆
Science里程碑:男性避孕药,突破来了!靶向新靶点STK33,疗效可逆
近几十年来,避孕方面的突破有限,特别是男性避孕药开发。5月23日,来自贝勒医学院的科学家团队在Science杂志上发表一项突破成果。研究发现,一种靶向丝氨酸/苏氨酸激酶33(STK33)的小分子能够成功降低雄性小鼠的生育能力,且未显示任何安全问题。更重要的是,这种新型避孕疗法的效果是可逆的,小鼠在停止使用不久后就恢复了生育能力。
先前的研究表明,STK33在睾丸中富集,是形成功能性精子所特别需要的。在小鼠中,敲除Stk33基因会使小鼠由于精子异常和精子活力差而不育。在男性中,STK33基因突变也会导致由精子缺陷引起的不育。此外,很重要的一点是,STK33突变的小鼠和男性没有其他缺陷。因此,STK33被认为是一个可行的靶点,作为避孕靶点开发安全性担忧较小。
此前,已有一些STK33抑制剂被开发出来,但特异性较差,且没有一种能够有效地在生物体中破坏STK33的功能。
在这项最新研究中,科学家们使用一种名为DNA-Encoded Chemistry Technology (DEC-Tec)的技术筛选数十亿的化合物集合,以发现有效的STK33抑制剂。在发现了有效的STK33特异性抑制剂后,团队对化合物进行了修饰,使其更稳定、有效和更具选择性。最终,化合物CDD-2807被证明是最有效的。
接下来,研究团队在小鼠模型中测试了CDD-2807的功效。研究评估了几种剂量和治疗方案,然后评估了小鼠的精子活力和数量,以及它们使雌性受精的能力。
化合物CDD-2807对精子活力的影响(来源:Center for Drug Discovery)
结果显示,化合物CDD-2807在低剂量下有效穿过血睾丸屏障,降低了精子活力和数量,及小鼠的生育能力。更重要的是,这种避孕效果是可逆的。在一段时间没有使用化合物CDD-2807后,小鼠恢复了精子活力和数量,并再次具有生育能力。
CDD-2807治疗诱导可逆的避孕效果(来源:Science)
“我们很高兴地看到,小鼠没有表现出接受CDD-2807治疗后的毒性迹象。该化合物也没有在大脑中积聚,治疗也没有改变睾丸的大小,这与Stk33基因敲除小鼠和Stk33基因突变的男性相似。”参与该研究的Courtney M. Sutton博士说道。
在该论文中,科学家们还展示了STK33的第一个晶体结构。该晶体结构显示了一种有效抑制剂如何在三维空间上与STK33激酶相互作用。这使研究团队能够模拟和设计最终化合物CDD-2807,以获得更好的药物特性。
STK33/CDD-2211复合物的晶体结构(来源:Science)
“我们的研究证明了,STK33也是一种经化学验证的避孕靶点。”参与该研究的Mingxing Teng博士说道。
未来几年,科学家们将在灵长类动物中进一步评估STK33抑制剂和类似CDD-2807的化合物,以确定它们作为可逆男性避孕药的有效性。
参考资料:
[1]https://www.science.org/doi/10.1126/science.adl2688
[2]https://www.bcm.edu/news/a-promising-approach-to-develop-a-birth-control-pill-for-men