Reversibility of Vasalgel™ male contraceptive in a rabbit model

Basic Clin Androl. 2017 Apr 5:27:8. doi: 10.1186/s12610-017-0051-1. eCollection 2017.

Abstract

Background: Development of a non-hormonal long-acting reversible contraceptive for men could have a significant impact on reducing unintended pregnancies. Vasalgel™ is a high molecular weight polymer consisting of styrene-alt-maleic acid (SMA) dissolved in dimethyl sulfoxide being developed as a reversible male contraceptive device. It forms a hydrogel when implanted into the vasa deferentia, which prevents the passage of sperm. Previous studies in the rabbit have proven its efficacy, durability and rapid onset. This study evaluates the capacity to restore sperm concentrations in ejaculates after a reversal procedure.

Methods: Sodium bicarbonate was injected into the vasa deferentia after fourteen months of azoospermia following the injection of two device variations (Vasalgel 100 and Vasalgel 80). Semen samples were then collected for six months and sperm characteristics were compared to baseline levels. Samples of vasa deferentia were obtained for histological examination.

Results: Spermatozoa were present in all subject ejaculates after the reversal procedure. Sperm concentration and sperm motility were similar to baseline levels after reversal, while sperm forward progression was significantly lower and normal acrosomes were not observed. Forward progression percentages increased linearly during six months of semen collection, however, normal acrosomes were not observed at the conclusion of the study. Histologically, several vasa deferentia were clear of the device and contained an intact epithelial lining. A smaller proportion of tissues contained residual test material. A secondary intraluminal inflammatory response was seen occasionally in the tissues containing residual material. There was no difference between the two device variations for studied parameters.

Conclusions: Vasalgel's prevention of sperm transport for 14 months was reversed through an intravasal injection of sodium bicarbonate. Post-reversal sperm concentrations and motility returned to baseline levels during the six-month follow up. Residual material in the vas lumen or compromised epididymal and vas deferens function may be resulting in reduced forward progression and loss of acrosomes during transit through the vas. Reduced forward progression and the lack of normal acrosomes strongly suggest impaired sperm function.

Contexte: Le développement d’une contraception réversible, de longue durée et non hormonale pour les hommes pourrait avoir un impact significatif sur la réduction du nombre de grossesses non désirées. Le Vasalgel ™ est un polymère de haut poids moléculaire constitué d’acide styrène-alt-maléique (SMA) dissous dans du diméthylsulfoxyde, en cours de développement comme moyen réversible de contraception masculine. Une fois injecté dans les canaux déférents, il forme un hydrogel qui fait obstacle au passage des spermatozoïdes. De précédentes études chez le lapin ont prouvé son efficacité ainsi que la rapidité et la persistance de son effet. La présente étude a évalué la capacité de restauration de la concentration de spermatozoïdes dans les éjaculats obtenus après une procédure de réversion.

Matériel et méthodes: Du bicarbonate de sodium a été injecté dans chaque canal déférent après quatorze mois d’azoospermie secondaire à l’injection de deux formulations du produit testé (Vasalgel 100 et Vasalgel 80). Des échantillons de sperme ont ensuite été recueillis pendant six mois et les caractéristiques des spermatozoïdes comparées aux valeurs de départ. Des échantillons de canal déférent ont été prélevés pour analyse histologique.

Résultats: Des spermatozoïdes furent retrouvés dans les éjaculats de tous les animaux après la procédure de réversion. La concentration de spermatozoïdes et le pourcentage de spermatozoïdes mobiles après réversion étaient similaires aux valeurs de départ, mais le pourcentage de spermatozoïdes à mobilité progressive directionnelle était significativement moindre que celui des valeurs de départ, et aucun acrosone normal n’a été observé. Les pourcentages de spermatozoïdes à mobilité progressive directionnelle ont augmenté linéairement durant les six mois de recueil du sperme ; cependant, aucun acrosome normal n’a été retrouvé à la fin de l’étude. Au plan histologique, de nombreux canaux déférents ne contenaient plus aucune trace du produit testé et étaient bordés par un épithélium intact. Une plus faible proportion d’échantillons contenait des traces du produit testé. On a occasionnellement observé une réaction inflammatoire secondaire dans la lumière des canaux contenant des résidus de produit testé. Il n’a été retrouvé aucune différence entre les deux formulations du produit testé pour les paramètres étudiés.

Conclusions: L’obstacle au transport des spermatozoïdes pendant 14 mois réalisé par le Vasalgel™ a été supprimé par une injection intra canalaire de sodium de bicarbonate. Après la réversion, la concentration de spermatozoïdes et le pourcentage de spermatozoïdes mobiles reviennent à leur valeur de départ durant les six mois de suivi. La présence dans la lumière du canal de résidus du produit testé, ou une altération des fonctions épididymaire et déférentielle, pourraient entraîner la réduction de la mobilité progressive directionnelle et la perte des acrosome durant le transit des spermatozoïdes dans les canaux. La réduction de la mobilité progressive et l’absence d’acrosomes normaux suggèrent fortement une altération de la fonction spermatique.

Mots-clés: Contraception masculine, Polymère, Réversibilité, Contraception réversible de longue durée, Acide styrène-alt-maléique (SMA).

Keywords: Long-acting reversible contraceptive; Male contraception; Polymer; Reversibility; SMA.