Zachování plodnosti u prepubertálních chlapců: Experimentální přístup

Jak se léčebné režimy dětských onkologických malignit zdokonalovaly, stále více přeživších vstupuje do reprodukčního věku. Vzhledem k tomu, že poškození gonád je poměrně častým a nešťastným důsledkem léčebných postupů používaných k léčbě rakoviny u dětí, jakož i určitých hematologických stavů a ​​imunodeficiencí, je udržení plodnosti extrémně důležité s ohledem na dlouhodobou kvalitu života těchto přeživších. Je třeba zvážit, zda je pravděpodobné, že léčba dítěte ovlivní jeho plodnost. V ideálním případě by k tomu mělo dojít před zahájením terapie, kdy může existovat okno příležitosti k zachování budoucího reprodukčního potenciálu pacienta. Vývoj v oblasti spermabankingu a reprodukčních technologií umožnil nabídnout životaschopné možnosti zachování plodnosti pubertálním mužům podstupujícím léčbu rakoviny. Pubertální muži mohou produkovat vzorek spermatu před zahájením gonadotoxické terapie a kryokonzervovat sperma pro budoucí použití. Vzhledem k tomu, že současné metody oplodnění oocytů mohou využít pouze jednu pohyblivou spermii, ukázalo se, že tato metoda je úspěšná, i když je počet spermií, které jsou zmrazeny, malý. Bohužel, prepubertální muži představují zvláštní výzvu pro zachování plodnosti. Tito chlapci nemohou produkovat sperma pro kryoprezervaci masturbací. Také nemají zralé spermie. Ačkoli prepubertální varle neprodukuje zralé spermie, obsahuje diploidní kmenové zárodečné buňky, ze kterých budou haploidní spermie odvozeny. U těchto rizikových prepubertálních chlapců, stejně jako u chlapců v pubertě, kteří nemusí být schopni spermobanky, je nejnovějším a povzbudivým přístupem použití kryokonzervované testikulární tkáně. Zatímco ve výzkumu na zvířatech byl v této oblasti učiněn významný pokrok, použití kryokonzervace testikulární tkáně u lidí zůstává experimentální. Pokud by bylo možné získat prepubertální testikulární tkáň a uložit ji do banky před zahájením gonadotoxické terapie, tato tkáň by pak mohla být rozmražena a uložené zárodečné buňky reimplantovány do pacientových vlastních varlat, což je postup známý jako transplantace zárodečných buněk. Alternativně mohou skladované buňky zrát in vitro, dokud nedosáhnou oplodnění použitím intracytoplazmatické injekce spermatu (ICSI).

Výzkum na zvířecích modelech ukázal, že existuje několik metod, jak použít zárodečné buňky k získání zralých spermií pro oplodnění, včetně autotransplantace a xenotransplantace. Autotransplantace je považována za přijatelnější než xenotransplantace, ačkoli obě byly úspěšné na myších modelech. U hlodavců vedla autotransplantace k obnovení spermatogeneze a myši se rozmnožovaly in vivo. Výzkumníci prokázali, že mikroinjekce surové suspenze zárodečných buněk do sterilních myší může obnovit spermatogenezi a plodnost. Podobný úspěch byl zaznamenán u potkanů ​​a větších savců. Obnovení spermatogeneze je také možné pomocí kryokonzervovaných buněk. Odhaduje se, že 70 % spermatogoniálních buněk může přežít po zmrazení a rozmrazení. Maligní kontaminace zůstává jedním z hlavních problémů souvisejících s transplantací, ačkoli několik studií, které se zabývají tímto problémem, jsou ve svých zjištěních kontroverzní. Pokrok v řešení této otázky byl učiněn na myších modelech, zejména s použitím fluorescenčně aktivovaného třídění buněk k negativnímu třídění maligních buněk z buněčných suspenzí.

Protože kryokonzervace a transplantace SSC je v současnosti u zvířat úspěšná, aplikace u lidí se zdá být v blízké budoucnosti pravděpodobná. Možnost neplodnosti je problém, se kterým se musí potýkat mnohé rodiny, když souhlasí se zahájením chemoterapie u svých synů. Protože tato metoda vyžaduje testikulární biopsie, je důležité posoudit jak přání rodičů, tak přijatelnost odběru SSC. Nedávno se výzkumníci dotazovali 318 rodičů ohledně jejich přijetí takové myšlenky. Požádali rodiče, aby hypoteticky přemýšleli o následujícím scénáři: "Pokud by byl při diagnóze k dispozici experimentální postup, dovolili byste svým synům podstoupit testikulární biopsii ve snaze získat SSC?" Při diagnóze odběr SSC pomocí testikulární biopsie teoreticky schválilo 61 % těchto rodičů. Pozorovali také, že touha kryokonzervovat SSC nesouvisela s potenciální škodlivostí onkologické léčby, což naznačuje, že i malá šance na neplodnost byla považována za velkou zátěž s ohledem na konečnou kvalitu života. Tato data naznačují, že rodiče předpubertálních chlapců s rakovinou si přejí převedení současných pokusů na zvířatech o odběru a transplantaci SSC do klinické péče.

Toto je nový, experimentální protokol, který vyžaduje spolupráci mezi klinickými lékaři a základními vědci. Existuje několik klíčových klinických a translačních bodů, které je třeba vzít v úvahu, včetně přesvědčení a obav rodičů a předpubertálních chlapců s rakovinou, schopnosti adekvátně provést testikulární biopsii bez negativních následků, stejně jako uchovávání tkání pro účely plodnosti a výzkumné účely, zejména životaschopnost vzorků biopsie pro následné studie in vitro a funkční genomické studie.

Cílem tohoto návrhu je vyvinout klinické, translační a základní vědecké iniciativy, které umožní rozsáhlý, specializovaný program pro získávání a uchovávání testikulární tkáně od prepubertálních mužů pozorovaných v Hadassah Medical Center, stejně jako ve spolupracujících institucích v Izraeli. a po celém světě. Vývoj prostředků pro distribuci tkání a manipulaci, jakož i dlouhodobé skladování tkáně jsou kritickými složkami, zejména proto, že testikulární tkáň může být před použitím v podmínkách plodnosti skladována desítky let. A co je nejdůležitější, musí být de novo vyvinut kryokonzervační protokol pro tkáň lidských varlat, aby se tato iniciativa nakonec stala standardní možností pro zachování plodnosti u prepubertálních mužů s rakovinou, stejně jako u pacientů s krevními chorobami nebo imunodeficiencí, kteří budou podstupovat transplantaci kmenových buněk. .

Otevřenou testikulární biopsii provede ošetřující urolog (vyvine se snaha provést výkon souběžně během výkonu, kdy je pacient v celkové anestezii za jiným účelem, tj. zavedení centrální linie, aspiráty/biopsie kostní dřeně). K tomuto postupu dojde před zahájením jakékoli gonadotoxické terapie. Nicméně v případech urgentní chemoterapeutické léčby lze postup provést po chemoterapii, protože toxicita pro testikulární kmenové buňky není známa. V horním pólu varlete se provede 10 mm řez a vyřízne se přibližně 5 % část vytlačených semenotvorných kanálků (asi 2 mm x 4 mm x 10 mm; přibližně 1 gram tkáně). Toto je velikost normální biopsie varlat provedené z klinických důvodů, jako je hodnocení rakoviny. U kojenců nebo velmi malých chlapců je velikost řezu a biopsie v kompetenci urologa.

Vzorky testikulární biopsie budou rozděleny ihned na operačním stole. Dvě třetiny vzorku (označovaného jako vzorek č. 1) budou kryokonzervovány v médiu pro promývání spermií pro případné použití pacientem později. Pro současný návrh bude implementován protokol zmrazování (pomalé zmrazování), který je v současné době zaveden pro kryokonzervaci tkáně dospělých lidských varlat a byl publikován v literatuře pro použití s ​​prepubertální tkání varlat. Konkrétně se jako kryoprotektivní činidlo používá 0,7 M dimethylsulfoxid (DMSO). Vzorek č. 1 biopsie bude mít připojeno jméno pacienta, datum narození, aktuální datum a číslo lékařského záznamu. Se vzorem bude také zaslán samostatný list, který bude obsahovat telefonní číslo a aktuální adresu. Tyto vzorky zůstanou ve spermobanku Hadassah Medical Center.

Jak bylo uvedeno výše, druhá třetina vzorku bude použita pro výzkumné účely ve snaze posunout vědu o izolaci a kultivaci lidských SSC pro výzkum plodnosti. Tyto části budou v době rozdělení zbaveny všech osobních zdravotních identifikátorů a bude jim přidělen jedinečný identifikační kód.

Rizika této studie se týkají testikulární biopsie. Vedlejší účinky tohoto postupu jsou mírné. Bolest související s výkonem je očekávána a lze ji snadno kontrolovat mírnými až středně silnými analgetickými léky.

Výhodou je, že pacient může být schopen použít zmrazenou tkáň testikulární biopsie a/nebo kultivované SSC získané z biopsie k zachování své plodnosti v budoucnu. V tuto chvíli je však nutné poznamenat, že tento postup je čistě experimentální. Časový rámec pro tuto studii je definován od data náboru do data klinického využití kryokonzervované tkáně pro obnovu plodnosti až do čtyřiceti let.

Budeme shromažďovat všechny nepříznivé výsledky, které se vyskytnou během (peroperačně) nebo po testikulární biopsii, včetně bolesti, krvácení a/nebo infekce. Události budou sledovány a zaznamenávány po dobu jednoho týdne po zákroku, což je časový rámec značně přesahující 2-3 denní dobu zotavení, která je spojena s tímto typem biopsie. Události jasně související s rakovinou nebo léčbou rakoviny subjektu a ne specificky s testikulární biopsií nebudou shromažďovány/nahlášeny.