Fertilitetsbevarelse hos præpubertale drenge: en eksperimentel tilgang

Efterhånden som behandlingsregimerne for pædiatriske onkologiske maligniteter er blevet forbedret, går flere og flere overlevende ind i deres reproduktive år. Da gonadale skader er en relativt almindelig og uheldig konsekvens af de behandlinger, der anvendes til at helbrede pædiatrisk cancer samt visse hæmatologiske tilstande og immundefekter, er opretholdelse af fertilitet ekstremt vigtig med hensyn til langsigtet livskvalitet for disse overlevende. Det skal overvejes, om et barns fertilitet sandsynligvis vil blive påvirket af hans eller hendes behandling. Ideelt set bør dette ske før påbegyndelse af behandlingen, når der kan eksistere et vindue af muligheder for at bevare patientens fremtidige reproduktionspotentiale. Udviklingen inden for sædbank og reproduktive teknologier har gjort det muligt at tilbyde levedygtige muligheder for at bevare fertiliteten til pubertetsmænd, der gennemgår kræftbehandling. Pubertale mænd kan producere en sædprøve før påbegyndelse af gonadotoksisk behandling og kryoopbevare sæden til fremtidig brug. Fordi nuværende metoder til oocytbefrugtning kan bruge så få som én bevægelig sædcelle, har denne metode vist sig at være vellykket, selv når antallet af sæd, som er frosset, er lille. Desværre udgør præpubertale mænd en særlig udfordring for bevarelse af fertilitet. Disse drenge kan ikke producere sæd til kryokonservering ved onani. De har heller ikke modne spermatozoer. Selvom den præpubertale testis ikke producerer modne spermatozoer, indeholder den de diploide stamkimceller, hvorfra haploide spermatozoer vil blive afledt. For disse udsatte præpubertale drenge, såvel som for pubertets drenge, der måske ikke er i stand til at få sædbank, er en nylig og opmuntrende tilgang brugen af ​​kryokonserveret testikelvæv. Mens der er gjort vigtige fremskridt inden for dyreforskning på dette område, er brugen af ​​testikelvævskryopreservation hos mennesker fortsat eksperimentel. Hvis præpubertalt testikelvæv kunne erhverves og samles inden start af gonadotoksisk behandling, kunne dette væv derefter optøs og de lagrede kønsceller genimplanteres i patientens egne testikler, en procedure kendt som kønscelletransplantation. Alternativt kan de lagrede celler modnes in vitro, indtil de kan opnå befrugtning ved brug af intracytoplasmatisk sæd-injektion (ICSI).

Forskning med dyremodeller har vist, at der er flere metoder til at bruge kønsceller til at opnå modne spermatozoer til befrugtning, herunder autotransplantation og xenotransplantation. Autotransplantation anses for at være mere acceptabelt end xenotransplantation, selvom begge har haft succes i musemodeller. Hos gnavere har autotransplantation resulteret i genoprettet spermatogenese, og mus har reproduceret sig in vivo. Efterforskere har vist, at mikroinjektion af en rå suspension af kønsceller i mus, der er gjort sterile, kan genoprette spermatogenese og fertilitet. Lignende succes er blevet rapporteret hos rotter og større pattedyr. Genoprettelse af spermatogenese er også mulig med kryokonserverede celler. Det er blevet anslået, at 70% af spermatogoniale celler kan overleve efter frysning og optøning. Ondartet kontaminering er fortsat en af ​​de største bekymringer omkring transplantation, selvom de få undersøgelser, der behandler dette problem, er kontroversielle i deres resultater. Der er gjort fremskridt med at løse dette spørgsmål i musemodeller, især med brugen af ​​fluorescensaktiveret cellesortering til negativ sortering af maligne celler fra cellesuspensioner.

Fordi kryokonservering og transplantation af SSC'er i øjeblikket er vellykket hos dyr, forekommer anvendelse hos mennesker sandsynlig i den nærmeste fremtid. Muligheden for infertilitet er et problem, som mange familier skal kæmpe med, da de er enige om at påbegynde kemoterapi på deres sønner. Da denne metode kræver testikelbiopsier, er både forældrenes ønske og accepten af ​​SSC-indsamling vigtigt at vurdere. For nylig interviewede forskere 318 forældre om deres accept af en sådan idé. De bad forældre om at tænke hypotetisk over følgende scenarie: "Hvis der var en eksperimentel procedure tilgængelig ved diagnosen, ville du så tillade dine sønner at gennemgå en testikelbiopsi i et forsøg på at indsamle SSC'er?" Ved diagnosen var SSC-indsamling ved hjælp af testikelbiopsi teoretisk godkendt af 61 % af disse forældre. De observerede også, at ønsket om at cryopreservere SSC'er ikke var relateret til den potentielle skadelighed af den onkologiske behandling, hvilket indikerer, at selv en mindre chance for infertilitet blev betragtet som en stor belastning med hensyn til den ultimative livskvalitet. Disse data indikerer, at oversættelsen af ​​nuværende dyreforsøg på SSC-indsamling og -transplantation til klinisk pleje ønskes af forældre fra præpubertale drenge med cancer.

Dette er en ny, eksperimentel protokol, der kræver samarbejde mellem klinikere og grundlæggende videnskabsmænd. Der er flere centrale kliniske og translationelle punkter, der skal overvejes, herunder overbevisninger og bekymringer hos forældre og præpubertale drenge med kræft, evnen til at udføre en testikelbiopsi tilstrækkeligt uden negative følgesygdomme, samt vævsopbevaring til fertilitets- og forskningsformål, især levedygtigheden af ​​biopsiprøver til nedstrøms in vitro og funktionelle genomiske undersøgelser.

Målet med nærværende forslag er at udvikle kliniske, translationelle og grundlæggende videnskabelige initiativer, som vil muliggøre et omfattende, dedikeret program til erhvervelse og opbevaring af testikelvæv fra præpubertale mænd set på Hadassah Medical Center såvel som på samarbejdsinstitutioner i Israel og over hele verden. Udvikling af midlerne til vævsfordeling og -håndtering samt langvarig vævsopbevaring er kritiske komponenter, især da testikelvæv kan være årtier i opbevaring før brug i fertilitetsmiljøer. Vigtigst er det, at en kryopræserveringsprotokol for humant testikelvæv skal udvikles de novo, for at dette initiativ i sidste ende kan blive en standard mulighed for fertilitetsbevarelse for præpubertale mænd med kræft såvel som for dem med blodsygdomme eller immundefekt, som skal gennemgå stamcelletransplantation .

En åben testikelbiopsi vil blive udført af en behandlende urolog (der vil blive gjort en indsats for at udføre proceduren sideløbende under et indgreb, når patienten er i generel anæstesi til et andet formål, dvs. centrallinjeplacering, knoglemarvsaspirater/biopsier). Denne procedure vil finde sted, før enhver gonadotoksisk behandling påbegyndes. Ikke desto mindre, i tilfælde af ny kemoterapibehandling, kan proceduren udføres efter kemoterapi, da toksiciteten for testikelstamceller ikke er kendt. Der laves et 10 mm snit i den øverste pol af testiklen, og en ca. 5 % del af de ekstruderede sædrør udskæres (ca. 2 mm x 4 mm x 10 mm; ca. 1 gram væv). Dette er størrelsen af ​​en normal testikelbiopsi udført af kliniske årsager, såsom evaluering for kræft. Hos spædbørn eller meget unge drenge er størrelsen af ​​snittet og biopsien under urologens skøn.

Testikelbiopsiprøver deles straks på operationsbordet. To tredjedele af prøven (kaldet prøve #1) vil blive kryokonserveret i Sperm Wash Media til potentiel brug af patienten på et senere tidspunkt. En frysningsprotokol (langsom frysning), der i øjeblikket er på plads til kryokonservering af testikelvæv fra voksne mennesker, vil blive implementeret for det nuværende forslag og er blevet offentliggjort i litteraturen til brug med præpubertalt testikelvæv. Specifikt anvendes 0,7 M dimethylsulfoxid (DMSO) som et kryobeskyttende middel. Prøve nr. 1 af biopsien vil have patientens navn, fødselsdato, nuværende dato og journalnummer vedhæftet. Et separat ark vil også blive sendt sammen med eksemplet, som vil indeholde telefonnummer og nuværende adresse. Disse prøver vil blive i sædbanken i Hadassah Medical Center.

Som nævnt ovenfor vil den anden tredjedel af prøven blive brugt til forskningsformål i et forsøg på at fremme videnskaben om at isolere og dyrke menneskelige SSC'er til fertilitetsforskning. Disse dele vil blive frataget alle personlige sundhedsidentifikatorer på opdelingstidspunktet, og en unik identifikationskode vil blive tildelt.

Risikoen ved denne undersøgelse vedrører testikelbiopsien. Bivirkningerne fra denne procedure er milde. Smerter relateret til proceduren forventes og kan let kontrolleres med mild til moderat smertestillende medicin.

Fordelen er, at patienten muligvis kan bruge det frosne testikelbiopsivæv og/eller dyrkede SSC'er afledt af biopsien for at bevare deres fertilitet i fremtiden. På nuværende tidspunkt er det dog bydende nødvendigt at bemærke, at denne procedure er rent eksperimentel. Tidsrammen for denne undersøgelse er defineret fra rekrutteringsdatoen til datoen for klinisk udnyttelse af det kryokonserverede væv til fertilitetsgenoprettelse op til fyrre år.

Vi indsamler alle uønskede udfald, som opstår under (intraoperativt) eller efter testikelbiopsien, herunder smerte, blødning og/eller infektion. Hændelser vil blive sporet og registreret i en uge efter proceduren, en tidsramme langt ud over den 2-3 dages restitutionstid, der er forbundet med denne type biopsi. Hændelser, der klart relaterer sig til forsøgspersonens kræft- eller kræftbehandling og ikke specifikt til testikelbiopsien, vil ikke blive indsamlet/rapporteret.