DE10210206A1

DE10210206A1 - Fertilitätsreduzierung bei Vertebraten

Info

Publication number: DE10210206A1
Application number: DE2002110206
Authority: DE
Inventors: Florian Lang; Trevor Graham Cooper; Ching-Hei Yeung
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-03-01
Filing date: 2002-03-01
Publication date: 2003-09-04

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung eines Wirkstoffes sowie ein Verfahren zur Fertilitätsreduzierung bei Vertebraten, sowie eine diesbezügliche pharmazeutische Zusammensetzung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung eines Wirkstoffes und ein Verfahren zur Fertilitätsreduzierung bei Vertebraten, sowie eine diesbezügliche pharmazeutische Zusammensetzung.
Unter Fertilität (lat.: fertilis = fruchtbar) wird die Fruchtbarkeit bzw. die geschlechtliche Vermehrungsfähigkeit verstanden. Diese ist entscheidend für die Fortpflanzungsfähigkeit bei Mann und Frau, und eine Beeinträchtigung dieser aufgrund multipler Indikationen, wie z. B. endokrine, genetische, toxische, immunologische, nach Entzündung mit Verlegung der Samenwege oder Eileiter etc., führen zu einer Fertilitätsstörung. Im Tierreich ist eine zum Teil recht hohe Fertilität für die Arterhaltung notwendig, während insbesondere beim Menschen sowie in der Haus- und Nutztierhaltung ihre Herabsetzung oder vollständige Hemmung aus unterschiedlichen Gründen erwünscht ist.
So ist z. B. beim Menschen aufgrund seines im Laufe der letzten Jahrzehnte veränderten, einsetzend in den früher 60er mit der "sexuellen Revolution" und der Entwicklung der Pille, Sexualverhaltens die Reduzierung bzw. Hemmung der Fertilität erwünscht, um unerwünschte Schwangerschaften, mit den sich möglicherweise daraus ergebenden wirtschaftlichen und sozialen Problemen, zu vermeiden. Es haben sich dabei je nach geographischen, sozialen und weiteren Gegebenheiten verschiedene Methoden der Vermeidung unerwünschter Schwangerschaften mit unterschiedlichen Zuverlässigkeiten herausgebildet. Diese werden alle unter dem gemeinsamen Oberbegriff Kontrazeption (lat.: concipere, conceptus = aufnehmen) bzw. Antikonzeption oder Konzeptionsverhütung zusammengefaßt. Es handelt sich dabei um Methoden der Empfängnisverhütung, die zur Familienplanung bzw. staatlichen Lenkung dieser (Geburtenkontrolle in bevölkerungsreichen Ländern wie z. B. China) genutzt werden. Eine Reihe von sogenannten Kontrazeptika ist dabei weltweit im Einsatz, wie z. B.:

Kontrazeptionen ohne Anwendung mechanischer oder chemischer Mittel

Darunter fallen z. B. der Coitus interruptus (Methode der Kontrazeption, bei der der Penis beim Coitus kurz vor der Ejakulation aus der Vagina gezogen wird), oder Methoden der natürlichen Kontrazeption wie z. B. die Beschränkung der Kohabitationen auf die unfruchtbaren Tage im Menstruationszyklus der Frau (Temperaturmethode, Kalendermethode etc.). Die natürliche Kontrazeption setzt einen stabilen Menstruationszyklus der Frau und eine entsprechende Disziplinbereitschaft beider Partner voraus.

Barrierenmethoden

Darunter fallen z. B. die Präservative (mechanisches Mittel zur Kontrazeption aus dünnem Kautschuk (Latex), das zum Geschlechtsverkehr über den Penis gestreift wird, oft mit Gleitmitteln oder Spermiziden versehen), Okklusivpessare (feste Kunststoffkappe, die postmenstruell für die Zeit bis zur nächsten Menstruation auf die Portio gesetzt wird), oder auch Scheidendiaphragma (wiederverwendbares mechanisches Mittel zur Kontrazeption), bestehend aus einem Gummidiaphragma mit federndem Außenring, das im Gegensatz zum Okklusivpessar jeweils bis zu 6 Stunden vor dem Geschlechtsverkehr eingeführt werden kann. Meist wird zusätzlich spermizides Gel aufgetragen. Nach dem Geschlechtsverkehr sollte das Scheidendiaphragma noch mindestens 6 bis 8 Stunden in situ verbleiben.

Kontrazeption mit lokal wirksamen chemischen Substanzen

Darunter fallen z. B. die Spermiziden. Unter Spermiziden werden spermien-abtötende Substanzen zur Kontrazeption, die allein oder zusammen mit mechanischen Mitteln (siehe Scheidendiaphragma) anwendbar sind, zusammengefaßt.

Hormonale Kontrazeption

Darunter wird die seit 1960 eingeführte Form der Kontrazeption durch die Frau, beruhend auf der regelmäßigen Einnahme von östrogen- und gestagenhaltigen bzw. reinen Gestagenpräparaten nach einem bestimmten Schema oder deren parenterale Applikation verstanden. Die Wirkungsweise der verwendeten Steroidhormone beruht nicht nur auf der Verhinderung der Ovalation durch Gonadotropinhemmung, sondern je nach Art der Hormone und nach Dosierung auch auf Veränderungen des Zervixschleims (wodurch den Spermien die Durchwanderung erschwert oder unmöglich gemacht wird), Veränderung des Endometriums (wodurch die Einnistung eines gegebenenfalls befruchteten Eis erschwert oder verhindert wird), und Hemmung der Tubenmotilität. Bei der Unterbrechung der Hormongaben alle 21 Tage treten zyklische menstruationsähnliche Blutungen auf (sogenannte Abbruchblutung).

Intrauterine Kontrazeption mittels Pessaren

Hierunter versteht man z. B. die Intrauterinpessare. Dabei handelt es sich generell um in die Uterushöhle eingelegte Gebilde unterschiedlicher Form und Größe, die zur Kontrazeption dienen sollen. Eine umgangssprachliche Bezeichnung hierfür ist die Spirale. Während früher verwendete Materialien Metalle und reine Kunststoffspiralen waren, sind diese heute weitgehend ersetzt worden durch mit Feinkupferdraht umwickelten Kunststoffspiralen, die nach drei bis fünf Jahren wegen des Kupferverbrauchs gewechselt werden sollten.

Operative Sterilisation des Mannes bzw. der Frau

Hierunter versteht man die Herbeiführung der Unfruchtbarkeit eines Menschen (Sterilität) durch einen chirurgischen Eingriff, bei dem die Ei- bzw. Samenleiter unterbrochen oder funktionsunfähig gemacht werden. Im Unterschied zur Kastration bleiben dabei die Gonaden und damit die Libido und Fähigkeit zum Geschlechtsverkehr erhalten, die Zeugungsfähigkeit erlischt erst nach einigen Wochen.
Obwohl eine ganze Reihe von Methoden zur Empfängnisverhütung vorhanden sind, fällt auf, daß die meisten davon ausschließlich für die Frau gedacht sind. Bis auf wenige einzelne Methoden, wie z. B. die Anwendung mechanischer oder chemischer Mittel oder die Nutzung von Präservativen (die zumindest einen gewissen Schutz gegen die Übertragung von Geschlechtskrankheiten, heute insbesondere auch von HIV, bieten) liegen sämtliche andere Methoden zur Empfängnisverhütung im Verantwortungsbereich der Frau. Dies hat zahlreiche unerwünschte Begleiterscheinungen zur Folge. So wird einerseits eine gewisse Disziplinbereitschaft der Frau vorausgesetzt. Andererseits wird die Verantwortung für die Empfängnisverhütung komplett auf die Frau übertragen, ohne daß der Partner (Mann) eine, seinen eigenen sexuellen Wünschen entsprechende, Empfängnisverhütung realisieren kann (oder muß). Zusätzlich beinhalten eine ganze Reihe von Kontrazeptika für die Frau unerwünschte Nebenwirkungen und zum Teil gesundheitliche Risiken, wie z. B. die Begünstigung thromboembolischer Erkrankungen, mehr oder weniger häufigen Gewichtszunahmen, Ödeme, Übelkeit, Erbrechen, Kopfschmerzen, psychische Störungen etc., wie sie vor allem bei Einnahme von hormonellen Kontrakonzeptika vorkommen.
Bei der Haustier- und Nutztierhaltung sind die Probleme etwas anders gelagert. Dort muß zum Teil durch Zugabe von Kontrazeptika unerwünschten Trächtigkeiten vorgebeugt werden, so z. B. in der Rassehunde- bzw. -pferdehaltung. Zu den beschriebenen generellen Nachteilen kommen noch die zum Teil hohen finanziellen Aufwendungen hinzu, wie sie z. B. in der Massentierhaltung und insbesondere in der Zootierhaltung auftreten.
Erwünscht ist daher eine neue Möglichkeit, die Fertilität von Vertebraten zu reduzieren. Weiterhin sollte dabei nach Möglichkeit die Libido nicht beeinträchtigt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein neues Verfahren zur Fertilitätsreduzierung bereitzustellen, welches für Vertebraten nutzbar ist. Außerdem sollen für dieses Verfahren entsprechende Wirkstoffe und pharmazeutische Zusammensetzungen anwendbar sein.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Verwendung, das Verfahren sowie die pharmazeutische Zusammensetzung, wie sie in den unabhängigen Ansprüchen 1 bis 3 sowie 19 definiert sind. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen 4 bis 18 sowie 20 bis 30 dargelegt. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht.
Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines Wirkstoffes zur Veränderung, insbesondere zur Erhöhung, des pH-Wertes der epididymalen luminalen Flüssigkeit, zur Fertilitätsreduzierung bei Vertebraten, insbesondere bei männlichen tierischen Säugern bzw. bei Männern (Menschen). Der Wirkstoff kann auch zur Herstellung eines Medikamentes oder einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Fertilitätsreduzierung bei Vertebraten, insbesondere männlichen menschlichen oder tierischen Säugern, verwendet werden. Dabei beruht die Erfindung auf dem überraschenden Ergebnis, daß der pH-Wert der Flüssigkeit aus der Epididymis (Nebenhoden) von infertilen Mäusen signifikant höher ist als der pH von (fertilen) heterozygoten Mäusen.
Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Fertilitätsreduzierung bei Vertebraten, insbesondere männlichen menschlichen oder tierischen Säugern, wobei eukaryotische Zellen mit einem Wirkstoff behandelt werden, der die Zusammensetzung der epididymalen luminalen Flüssigkeit beeinflußt und dadurch den pH-Wert dieser verändert, insbesondere erhöht. Der pH-Wert der epididymalen luminalen Flüssigkeit wird dabei um eine Einheit oder weniger, vorzugsweise um ca. 0,5, insbesondere um ca. 0,3 verändert, insbesondere erhöht, was in einer besonders bevorzugten Ausführungsform beansprucht wird. Nach Veränderung des pH-Wertes der epididymalen luminalen Flüssigkeit beträgt dieser zwischen 7 bis 9, vorzugsweise ca. 7,2 bis ca. 7,8, insbesondere ca. 7,5.
Die Veränderung, insbesondere die Erhöhung, des pH-Wertes der epididymalen luminalen Flüssigkeit kann dabei über Ausfällung von CaHPO₄ und/oder einen epididymalen luminalen Phosphatmangel gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgen. Zur Ausfällung von epididymalen luminalen CaHPO₄ kann dabei die Ca²⁺-Resorption und/oder die H⁺-Sekretion gehemmt werden. Grundsätzlich läßt sich auf vielfältige, dem Fachmann bekannte Art und Weise die Ca²⁺-Resorption und/oder H⁺-Sekretion hemmen. So ist z. B. in einer bevorzugten Ausführungsform durch partielle Inhibierung eines Ionenkanals, insbesondere eines Ionenkanals vom ECaC-Subtyps, die Hemmung der Ca²⁺- Resorption möglich.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Wirkstoff, der zur Ausfällung von epididymalen luminalen CaHPO₄ benutzt wird, ein Polynukleotid, wobei dieses Polynukleotid ein Peptid, insbesondere ein Polypeptid, kodiert, und dabei vorzugsweise dieses Peptid die Expression von Ionenkanälen, insbesondere von Ionenkanälen vom ECaC- Subtyps, beeinflußt, insbesondere inhibiert. Auch kann ein Polynukleotid selbst, ohne daß die Kodierung in ein Peptid nötig wird, als Wirkstoff genutzt werden. Dem Fachmann sind eine Reihe von diesbezüglichen Wirkstoffen bekannt. So ist es z. B. möglich, durch gen- und/oder molekulartechnischen Verfahren sogenannte Mutanten herzustellen, die anstelle des natürlich vorkommenden Ionenkanals vom ECaC-Subtyps in die Zellwände eingebaut werden. Je nach Mutante, die dabei gewählt wird, kann z. B. der Kanal selbst dahingehend beeinflußt werden, daß eine Ca²⁺-Resorption von diesem Mutanten nicht mehr gewährleistet werden kann. Dadurch kommt es zu einer vermehrten Anreicherung von Ca²⁺-Ionen. Übliche, dem Fachmann bekannte Polynukleotide, die zur Inhibierung eines bekannten Zielpeptids/-proteins bzw. Zieltargets genutzt werden können, sind z. B. sogenannte Antisensesequenzen. Auch die Verwendung anderer, bekannter oder unbekannter Wirkstoffe, wird erfindungsgemäß beansprucht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Wirkstoff, der zur Ausfällung von epididymalen luminalen CaHPO₄ genutzt wird, ein Peptid, vorzugsweise ein Polypeptid, wobei dieses Peptid die Expression und/oder Funktion von Ionenkanälen, insbesondere von Ionenkanälen vom ECaC-Subtyps, beeinflußt, insbesondere inhibiert. Peptide, die genutzt werden können, sind z. B. solche, die mit den Ionenkanälen interagieren und diesen dadurch blockieren.
Weiterhin kann in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Wirkstoff ein sogenannter "small molecular compound" sein, wobei dieser Wirkstoff zur Ausfällung von epididymalem luminalem CaHPO₄ genutzt wird, und vorzugsweise ein "small molecular compound" mit einem Molekulargewicht (MG) < 1.000 ist. Ein darunter fallender Wirkstoff ist z. B. Rutheniumrot (MG 858,41) und/oder Dimethylamilorid. Diese beiden, die Ca²⁺-Resorption und/oder H⁺-Sekretion inhibierenden Moleküle dienen hierbei lediglich als Beispiele für mögliche Wirkstoffe und sind nicht als Einschränkung zu verstehen. So sind z. B. im Internet unter http:/ / research.bmn.com/medline unter der Rubrik Medical Subject Headings; Calcium Channel Blockers oder Pyrazines eine ganze Reihe weiterer Wirkstoffe beschrieben, die erfindungsgemäß genutzt werden können. Auch die Verwendung aller anderen Wirkstoffe, insbesondere "small molecular compounds", die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens oder Verwendung zur Fertilitätsreduzierung bei Vertebraten beitragen, wird beansprucht. Unter Vertebraten werden erfindungsgemäß alle Wirbeltiere verstanden, die zu dem Unterstamm der Chordata mit ihren ca. 54.000 Arten (Fische, Amphibien, Reptilien, Vögel, Säugetiere etc.) zählen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird zur Erzeugung eines epididymalen luminalen Phosphatmangels ein Ca²⁺-Rezeptor, ein pH-Sensor und/oder die Phosphatresorption stimuliert. Ein Wirkstoff, der zur Erzeugung eines epididymalen luminalen Phosphatmangels genutzt werden kann, ist z. B. ein Polynukleotid, welches ein Peptid, insbesondere ein Polypeptid, kodiert. Dieses Peptid beeinflußt, insbesondere stimuliert, vorzugsweise die Expression eines Ca²⁺-Rezeptors und/oder eines pH-Sensors. Weiterhin kann es sich bei dem Wirkstoff, der zur Erzeugung eines epididymalen luminalen Phosphatmangels genutzt wird, um ein Peptid handeln, vorzugsweise ein Polypeptid, wobei vorzugsweise dieses Peptid die Expression und/oder Funktion eines Ca²⁺- Rezeptors und/oder eines pH-Sensors beeinflußt, insbesondere stimuliert. Ein weiterer Wirkstoff, der zur Erzeugung eines epididymalen luminalen Phosphatmangels genutzt werden kann, ist ein sogenannter "small molecular compound", insbesondere ein "small molecular compound" mit einem Molekulargewicht (MG) < 1.000. Alle beschriebenen und dem Fachmann bekannten Wirkstoffe, die zur Erzeugung eines epididymalen luminalen Phosphatmangels genutzt werden können, werden erfindungsgemäß umfaßt. So ist z. B. ein Polynukleotid, welches zur Stimulierung eines Ca²⁺-Rezeptors und/oder eines pH-Sensors genutzt werden kann, die entsprechende Sequenz des Rezeptors und/oder Sensors selbst. Diese wird im allgemeinen nach erfolgter Dekodierung zusätzlich z. B. in die Zellwand eingebaut, so daß über eine Erhöhung der Rezeptor-/Sensorzahl eine Stimulierung erfolgt. Peptide, die diese Funktion erfüllen können, sind z. B. die zuvor in der Zellkultur exprimierten Peptide/ Proteine selbst, und/oder synthetisierte Peptide, die ebenfalls z. B. die Ca²⁺-Rezeptor- und/oder die pH-Sensorfunktion stimulieren können. Ein besonders bevorzugtes "small molecular compound" ist z. B. Phenylalkylamin R-568, was in einer weiteren besonderen Ausführungsform beansprucht wird. Eine Reihe weiterer Stimulatoren von Ca²⁺- Rezeptoren und/oder pH-Sensoren sind dem Fachmann bekannt, und erneut wird auf den entsprechenden Medline-Eintrag im Internet verwiesen, wo weitere Stimulatoren (z. B. Unter Amines) aufgelistet sind. Desweiteren werden auch alle anderen Wirkstoffe, insbesondere "small molecular compounds", die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens oder Verwendung zur Fertilitätsreduzierung bei Vertebraten beitragen, einbezogen.
Der Wirkstoff selbst kann dabei oral, intravenös, topisch und/oder per Inhalation verabreicht werden. Die Verabreichungsform hängt von der medizinischen Indikation, persönlichen Disposition sowie der Art des verwendeten Wirkstoffes selbst ab. Zu den weiteren Merkmalen eines solchen Wirkstoffes wird auf den entsprechenden bisherigen Text der Beschreibung Bezug genommen.
Die Erfindung umfaßt ferner ein pharmazeutische Zusammensetzung, die mindestens einen Wirkstoff enthält, der den pH-Wert der epididymalen luminalen Flüssigkeit verändert, insbesondere erhöht und gegebenenfalls einen pharmazeutischen Träger. Dabei kann es sich bei dem Wirkstoff um einen Wirkstoff handeln, der die Ca²⁺-Resorption und/oder die H⁺-Sekretion hemmt. Sofern der Wirkstoff die Ca²⁺-Resorption hemmt, kann dies durch die zumindest partielle Inhibierung eines Ionenkanals, insbesondere eines Ionenkanals vom ECaC-Subtyps, erfolgen. Wirkstoffe, die dazu genutzt werden können, sind z. B. die schon weiter oben beschriebenen Wirkstoffe wie ein Polynukleotid, welches ein Peptid, insbesondere ein Polypeptid, kodiert, wobei vorzugsweise dieses Peptid die Expression von Ionenkanälen, insbesondere für Ionenkanäle vom ECaC-Subtyps, beeinflußt, insbesondere inhibiert. Weiterhin kann es sich bei dem Wirkstoff um ein Peptid, vorzugsweise ein Polypeptid, handeln, wobei vorzugsweise dieses Peptid die Expression von Ionenkanälen, insbesondere von Ionenkanälen vom ECaC-Subtyps, beeinflußt, insbesondere inhibiert. Desweiteren ist erfindungsgemäß an ein "small molecular compound"-Wirkstoff gedacht, insbesondere an ein "small molecular compound" mit einem Molekulargewicht (MG) < 1.000. Beispiele für erfindungsgemäße Wirkstoffe sind weiter oben schon beschrieben worden. Ergänzend dazu kann z. B. über gentechnisch veränderte Varianten des target-Proteins (ECaC-Subtyps) sowie dem Fachmann geläufige sowie in einer Reihe von Lehr-/Fachbüchern sowie Anleitungen für die Laborarbeit (z. B. Maniatis T, Fritsch EF, Sambrock J. Colspring Harbour, NJ: Colspring Harbour Laborator, 1996) publizierten Nachschlagewerken nachgelesen werden, wie erfindungsgemäß verwendbare Wirkstoffe erhalten werden können. Ferner kann es sich bei dem Wirkstoff auch um eine sogenannte Antisensesequenz handeln, d. h. eine Sequenz, die in der Lage ist, mit der mRNA eine Doppelstrangduplex auszubilden, und dadurch die Translation eines Zielpolypeptids verhindert. So kann z. B. mit Hilfe einer Antisensesequenz, die gegen einen Ionenkanal vom ENaC-Subtyp gerichtet ist, die Ca²⁺- Resorption zumindestens partiell, meistens sogar fast vollständig, inhibiert werden. Zu weiteren Merkmalen einer solchen Zusammensetzung wird auf den entsprechenden bisherigen Text der Beschreibung Bezug genommen.
Schließlich umfaßt die Erfindung eine pharmazeutische Zusammensetzung, die eine wirksame Menge mindestens eines Wirkstoffes aufweist, wobei der Wirkstoff einen Ca²⁺-Rezeptor, einen pH-Sensor und/oder die Phosphatresorption stimuliert. Gegebenenfalls kann diese pharmazeutische Zusammensetzung auch einen pharmazeutischen Träger enthalten. Bei den Wirkstoffen, die zur Stimulierung des Ca²⁺-Rezeptors, eines pH-Sensors und/oder der Phosphatresorption genutzt werden können, kann es sich z. B. um ein Polynukleotid handeln, welches ein Peptid, insbesondere ein Polypeptid, kodiert. Weiterhin kann es sich bei dem Wirkstoff um ein Peptid handeln, vorzugsweise ein Polypeptid, oder um ein sogenanntes "small molecular compound", insbesondere ein "small molecular compound" mit einem Molekulargewicht (MG) < 1.000. Diese "small molecular compounds" können z. B. direkt gegen Aktivatoren, Inhibitoren, Regulatoren und/oder biologischen Vorläufern eines Ca²⁺- Rezeptors und/oder eines pH-Sensors gerichtet sein. Zu weiteren Merkmalen eines solchen Wirkstoffes wird auf den entsprechenden bisherigen Text der Beschreibung Bezug genommen.
Die bestehenden Merkmale und weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den Unteransprüchen. Hierbei können die einzelnen Merkmale jeweils für sich oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein.

Methoden und Ergebnisse

Der luminale pH wurde mit ionenselektiven Elektroden in der entnommenen epididymalen Flüssigkeit gemessen. Der luminale pH war in den infertilen knockout-Tieren 7,57 ± 0.07 (n = 7) und in den heterozygoten Mäusen 7,27 ± 0,07 (n = 10). Der Unterschied ist statistisch signifikant (p < 0,01).
Ferner wurden die luminale Na⁺- und K⁺-Konzentration mit ionenselektiven Elektroden in der entnommenen epididymalen Flüssigkeit gemessen. Kein signifikanter Unterschied konnte in der luminalen Na⁺- Konzentration gefunden werden, während die luminale K⁺-Konzentration bei den knockout-Tieren mit 49 ± 5 mM (n = 5) signifikant (p < 0,05) höher war als bei den heterozygoten Tieren (31 ± 5 mM (n = 6). Die gesteigerte luminale K⁺-Konzentration kann sekundär durch eine verminderte H⁺-Sekretion zustande kommen.

Experiment

c-ros-knockout-Mäuse durchlaufen keine präpubertale Differenzierung der proximalen Epididymis in das initiale Segment und bleiben nach natürlicher Begattung infertil [Sonnenberg-Riethmacher E, Walter B, Tiethmacher D, Gödecke S, Birchmeier C. The c-ros tyrosine kinase receptor controls regionalization and differentiation of epithelial cells in the epididymis. Gene Dev. 1996; 10: 1184-1193]. Ihre Unfruchtbarkeit wird hauptsächlich durch Haarnadelartige Deformierung (Angulierung) der ejakulierten Spermien im Uterus hervorgerufen, die den Transport in den Eileiter unterbindet [Yeung CH, Wagenfeld A, Nieschlag E, Cooper TG. The cause of infertility of male c-ros tyrosine kinase receptor knockout mice. Biol. Reprod. 2000; 63; 612-618]. Die Deformierung der Geiseln ist Folge einer Zellschwellung [Yeung CH, Sonnenberg-Riethmacher E, Cooper TG. Infertile Spermatozoa of c-ros tyrosine kinase receptor knockout mice show flagellar angulation and maturational defects in cell volume regulatory mechanisms. Biol. Reprod. 1999; 61: 1062-1069], ein Befund, der auf eine inadäquate Zusammensetzung der epididymalen luminalen Flüssigkeit hinweist, in der die Spermien heranreifen.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß der pH der Flüssigkeit aus der Epididymis dieser c-ros-knockout-Mäuse um 0,3 pH- Einheiten höher ist als der pH von (fertilen) heterozygoten Mäusen. Die negative Wirkung einer alkalischen luminalen Flüssigkeit wird durch die Gefährdung der Löslichkeit von CaHPO₄ ^- erklärt. Ein alkalischer pH begünstigt die Reaktion von gut löslichem H₂PO₄ ^- zu dem wenig löslichen H₂PO₄ ^2- [Lang F (1996) Ca²⁺, Mg²⁺, and phosphate metabolism. In: Greger, Windhorst, eds. Comprehensive Human Physiology Springer, Heidelberg]. Die Phosphatkonzentrationen in der epididymalen Flüssigkeit sind hoch [Hinton, B. T. and Setchell, B. P. (1980) Concentrations of glyerophosphocholine, phosphocholine and free inorganic phosphate in the luminal fluid of the rat testis and epididymis. J Reprod. Fertil, 58, 401-406; Hinton, B. T., Pryor, J. P., Hirsh, A. V., Setchell, B. P. (1981) The concentration of some inorganic ions and organic compounds in the luminal fluid of the human ductus deferens. Int J. Androl, 4, 457-461]. Offenbar, um eine Ausfällung von CaHPO₄ zu verhindern, sind die Ca²⁺-Konzentrationen gleichzeitig erniedrigt [Cooper, T G. (1986) The Epididdymis, Sperm Maturation and Fertilisation, Table 13, P249. Springer-Verlag, Berlin]. In anderen Geweben wird einer Ausfällung von CaHPO₄ durch pH-sensitiven Phosphattransport (z. B. NaPiIIa, NaPiIIb) vorgebeugt, der bei Alkalinisierung aktiviert wird [Lang F (1996) Ca²⁺, Mg²⁺, and phosphate metabolism. In: Greger, Windhorst, eds. Comprehensive Human Physiology Springer, Heidelberg]. Darüber hinaus wird der Kalzium-Rezeptor [Hebert, S. C. (1999) Ca²⁺-sensors and renal Ca²⁺ homeostasis KBPR 22; 414-419] dort exprimiert, wo eine Ausfällung von CaHPO₄ droht. Auch in der Epididymis wird dieser Ca²⁺-Rezeptor exprimiert, und durch seine Aktivierung wird der Transport von Ca²⁺, H⁺ und HPO₄ ^2- in einer Weise beeinflußt, daß eine Ausfällung von CaHPO₄ reduziert wird.
Eine ähnliche Infertilität, wie sie bei der c-ros-knockout-Maus beobachtet wird, kann demnach durch folgende Eingriffe erzielt werden:

1. Hemmung der Ca²⁺-Resorption und damit Anstieg der luminalen Ca²⁺-Konzentration. Dabei wird zum einen CaHPO₄ ausgefällt, zum anderen wird über Stimulation des Ca²⁺-Rezeptors die Phosphatresorption stimuliert. In beiden Fällen wird ein luminaler Phosphatmangel erzeugt.
2. Stimulation des Ca²⁺-Rezeptors durch Agonisten unabhängig von einem Anstieg der luminalen Ca²⁺-Konzentration. Auch hier wird ein luminaler Phosphatmangel erzeugt.
3. Hemmung der H⁺-Sekretion und damit luminale Alkalinisierung. Hier wird zum einen CaHPO₄ ausgefällt, alternativ wird über die Phosphatresorption ein luminaler Phosphatmangel verursacht.
4. Stimulation des pH-Sensors unabhängig von einer luminalen Alkalinisierung. Hier wird über Stimulation der Phosphatresorption ein luminaler Phosphatmangel erzeugt.
5. Stimulation der Phosphatresorption unabhängig von luminalen H- und Ca²⁺-Konzentrationen.

Jede der genannten Maßnahmen ist aufgrund der vorliegenden Erfindung für sich alleine geeignet, die Fertilität von männlichen Vertebraten zu mindern und damit zur Empfängnisverhütung beizutragen. Der besondere Vorteil dieser Maßnahmen gegenüber z. B. einer Sterilisation liegt in der Tatsache, daß die Ejakulation nicht beeinträchtigt wird.

Claims

1. Verwendung eines Wirkstoffes zur Veränderung, insbesondere zur Erhöhung, des pH-Wertes der epididymalen luminalen Flüssigkeit, zur Fertilitätsreduzierung bei Vertebraten, insbesondere bei männlichen tierischen Säugern oder bei männlichen Menschen.

2. Verwendung eines Wirkstoffes zur Veränderung, insbesondere zur Erhöhung, des pH-Wertes der epididymalen luminalen Flüssigkeit, zur Herstellung eines Medikamentes oder einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Fertilitätsreduzierung bei Vertebraten, insbesondere bei männlichen tierischen Säugern oder bei männlichen Menschen.

3. Verfahren zur Fertilitätsreduzierung bei Vertebraten, insbesondere bei männlichen tierischen Säugern oder bei männlichen Menschen, dadurch gekennzeichnet, daß eukaryotische Zellen mit einem Wirkstoff behandelt werden, der die Zusammensetzung der epididymalen luminalen Flüssigkeit beeinflußt und dadurch ihren pH-Wert verändert, insbesondere erhöht.

4. Verwendung oder Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fertilitätsreduzierung bei Vertebraten, insbesondere bei männlichen tierischen Säugern oder bei männlichen Menschen, der pH-Wert der epididymalen luminalen Flüssigkeit um ≤ 1, vorzugsweise um ca. 0,5, insbesondere um ca. 0,3 verändert, insbesondere erhöht, wird.

5. Verwendung oder Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert der epididymalen luminalen Flüssigkeit nach seiner Veränderung zwischen 7 und 9, vorzugsweise zwischen ca. 7,2 und ca. 7,8, insbesondere bei ca. 7,5, liegt.

6. Verwendung oder Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung, insbesondere die Erhöhung, des pH-Wertes der epididymalen luminalen Flüssigkeit über Ausfällung von CaHPO₄ und/oder einen epididymalen luminalen Phosphatmangel erfolgt.

7. Verwendung oder Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausfällung von CaHPO₄ die Ca²⁺-Resorption und/oder die H⁺-Sekretion gehemmt wird.

8. Verwendung oder Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hemmung der Ca²⁺-Resorption durch zumindest partielle Inhibierung eines Ionenkanals, insbesondere eines Ionenkanals vom ECaC-Subtyp, erfolgt.

9. Verwendung oder Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff zur Ausfällung von CaHPO₄ ein Polynukleotid ist, welches ein Peptid, insbesondere ein Polypeptid, kodiert, wobei vorzugsweise dieses Peptid die Expression und/oder Funktion von Ionenkanälen, insbesondere von Ionenkanälen vom ECaC-Subtyps, beeinflußt, insbesondere inhibiert.

10. Verwendung oder Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff zur Ausfällung von CaHPO₄ ein Peptid ist, vorzugsweise ein Polypeptid, wobei vorzugsweise dieses Peptid die Expression und/oder Funktion von Ionenkanälen, insbesondere von Ionenkanälen vom ECaC- Subtyps, beeinflußt, insbesondere inhibiert.

11. Verwendung oder Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff zur Ausfällung von CaHPO₄ ein "small molecular compound", vorzugsweise ein "small molecular compound" mit einem Molekulargewicht (MG) < 1.000 ist.

12. Verwendung oder Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Wirkstoff um Rutheniumrot und/oder Dimethylamilorid handelt.

13. Verwendung oder Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines epididymalen luminalen Phosphatmangels ein Ca²⁺-Rezeptor, ein pH-Sensor und/oder die Phosphatresorption stimuliert wird.

14. Verwendung oder Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff zur Erzeugung eines epididymalen luminalen Phosphatmangels ein Polynukleotid ist, welches ein Peptid, insbesondere ein Polypeptid kodiert, wobei vorzugsweise dieses Peptid die Expression und/oder Funktion eines Ca²⁺- Rezeptors und/oder eines pH-Sensors beeinflußt, insbesondere stimuliert.

15. Verwendung oder Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff zur Erzeugung eines epididymalen luminalen Phosphatmangels ein Peptid ist, vorzugsweise ein Polypeptid, wobei vorzugsweise dieses Peptid die Expression und/oder Funktion eines Ca²⁺-Rezeptors und/oder eines pH-Sensors beeinflußt, insbesondere stimuliert.

16. Verwendung oder Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff zur Erzeugung eines epididymalen luminalen Phosphatmangels ein "small molecular compound", insbesondere ein "small molecular compound" mit einem Molekulargewicht (MG) < 1.000 ist.

17. Verwendung oder Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Wirkstoff um Phenylalkylamin R- 568 handelt.

18. Verwendung oder Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff oral, intravenös, topisch und/oder per Inhalation verabreichbar ist.

19. Pharmazeutische Zusammensetzung umfassend eine wirksame Menge mindestens eines Wirkstoffes, der den pH-Wert der epididymalen luminalen Flüssigkeit verändert, insbesondere erhöht, und ggf. einen pharmazeutischen Träger.

20. Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff die Ca²⁺-Resorption und/oder die H⁺-Sekretion hemmt.

21. Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff die Ca²⁺-Resorption eines Ionenkanals, insbesondere eines Ionenkanals vom ECaC-Subtyp, zumindest partiell inhibiert.

22. Pharmazeutische Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff ein Polynukleotid ist, welches ein Peptid, insbesondere ein Polypeptid, kodiert, wobei vorzugsweise dieses Peptid die Expression und/oder Funktion von Ionenkanälen, insbesondere von Ionenkanälen vom ECaC-Subtyps, beeinflußt, insbesondere inhibiert.

23. Pharmazeutische Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff ein Peptid, vorzugsweise ein Polypeptid ist, wobei vorzugsweise dieses Peptid die Expression und/oder Funktion von Ionenkanälen, insbesondere von Ionenkanälen vom ECaC-Subtyps, beeinflußt, insbesondere inhibiert.

24. Pharmazeutische Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff ein "small molecular compound", insbesondere ein "small molecular compound" mit einem Molekulargewicht (MG) < 1.000 ist.

25. Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Wirkstoff um Rutheniumrot und/oder Dimethylamilorid handelt.

26. Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff einen Ca²⁺-Rezeptor, einen pH- Sensor und/oder die Phosphatresorption stimuliert.

27. Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff ein Polynukleotid ist, welches ein Peptid, insbesondere ein Polypeptid, kodiert, wobei vorzugsweise dieses Peptid die Expression und/oder Funktion eines Ca²⁺- Rezeptors und/oder eines pH-Sensors beeinflußt, insbesondere stimuliert.

28. Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff ein Peptid, vorzugsweise ein Polypeptid ist, wobei vorzugsweise dieses Peptid die Expression und/oder Funktion eines Ca²⁺-Rezeptors und/oder eines pH- Sensors beeinflußt, insbesondere stimuliert.

29. Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff ein "small molecular compound", insbesondere ein "small molecular compound" mit einem Molekulargewicht (MG) < 1.000 ist.

30. Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Wirkstoff um Phenylalkylamin R-568 handelt.