Preservazione della fertilità nei ragazzi in età prepuberale: un approccio sperimentale

Poiché i regimi di trattamento per le neoplasie oncologiche pediatriche sono migliorati, sempre più sopravvissuti stanno entrando nei loro anni riproduttivi. Poiché il danno gonadico è una conseguenza relativamente comune e sfortunata dei trattamenti utilizzati per curare il cancro pediatrico, nonché alcune condizioni ematologiche e immunodeficienze, il mantenimento della fertilità è estremamente importante per quanto riguarda la qualità della vita a lungo termine per questi sopravvissuti. Occorre considerare se la fertilità di un bambino può essere influenzata dal suo trattamento. Idealmente, ciò dovrebbe avvenire prima dell'inizio della terapia, quando può esistere una finestra di opportunità per preservare il futuro potenziale riproduttivo della paziente. Gli sviluppi nell'area della banca del seme e delle tecnologie riproduttive hanno permesso di offrire opzioni praticabili per preservare la fertilità ai maschi puberali sottoposti a terapia del cancro. I maschi puberali possono produrre un campione di sperma prima di iniziare la terapia gonadotossica e criopreservare lo sperma per un uso futuro. Poiché gli attuali metodi di fecondazione degli ovociti possono utilizzare solo uno spermatozoo mobile, questo metodo ha dimostrato di avere successo anche quando il numero di spermatozoi congelati è piccolo. Sfortunatamente, i maschi in età prepuberale rappresentano una sfida particolare per la conservazione della fertilità. Questi ragazzi non possono produrre sperma per la crioconservazione mediante la masturbazione. Inoltre non hanno spermatozoi maturi. Sebbene il testicolo prepuberale non produca spermatozoi maturi, contiene le cellule germinali diploidi da cui deriveranno gli spermatozoi aploidi. Per questi ragazzi in età prepuberale a rischio, così come per i ragazzi puberali che potrebbero non essere in grado di conservare lo sperma, un approccio recente e incoraggiante è l'uso di tessuto testicolare criopreservato. Sebbene siano stati compiuti importanti passi avanti nella ricerca sugli animali in questo settore, l'uso della crioconservazione del tessuto testicolare nell'uomo rimane sperimentale. Se il tessuto testicolare prepuberale potesse essere acquisito e immagazzinato prima di iniziare la terapia gonadotossica, questo tessuto potrebbe quindi essere scongelato e le cellule germinali immagazzinate reimpiantate nei testicoli del paziente, una procedura nota come trapianto di cellule germinali. In alternativa, le cellule immagazzinate potrebbero essere maturate in vitro fino a quando non possono ottenere la fecondazione mediante iniezione intracitoplasmatica di spermatozoi (ICSI).

La ricerca con modelli animali ha dimostrato che esistono diversi metodi per utilizzare le cellule germinali per ottenere spermatozoi maturi per la fecondazione, inclusi l'autotrapianto e lo xenotrapianto. L'autotrapianto è considerato più accettabile dello xenotrapianto, sebbene entrambi abbiano avuto successo nei modelli murini. Nei roditori, l'autotrapianto ha portato al ripristino della spermatogenesi e i topi si sono riprodotti in vivo. I ricercatori hanno dimostrato che la microiniezione di una sospensione grezza di cellule germinali in topi resi sterili può ripristinare la spermatogenesi e la fertilità. Un successo simile è stato riportato nei ratti e nei mammiferi più grandi. Il ripristino della spermatogenesi è possibile anche con cellule crioconservate. È stato stimato che il 70% delle cellule spermatogoniali può sopravvivere dopo il congelamento e lo scongelamento. La contaminazione maligna rimane una delle principali preoccupazioni relative al trapianto, sebbene i pochi studi che affrontano questo problema siano controversi nei loro risultati. Sono stati compiuti progressi nell'affrontare questa domanda nei modelli murini, in particolare con l'uso della selezione cellulare attivata dalla fluorescenza per ordinare negativamente le cellule maligne dalle sospensioni cellulari.

Poiché la crioconservazione e il trapianto di SSC ha attualmente successo negli animali, l'applicazione negli esseri umani sembra probabile nel prossimo futuro. La possibilità di infertilità è un problema che molte famiglie devono affrontare quando accettano di iniziare la chemioterapia sui loro figli. Poiché questo metodo richiede biopsie testicolari, è importante valutare sia il desiderio dei genitori che l'accettabilità della raccolta di SSC. Recentemente, i ricercatori hanno intervistato 318 genitori in merito alla loro accettazione di tale idea. Hanno chiesto ai genitori di pensare ipoteticamente al seguente scenario: "Se ci fosse una procedura sperimentale disponibile alla diagnosi, consentiresti ai tuoi figli di sottoporsi a una biopsia testicolare nel tentativo di raccogliere SSC?" Alla diagnosi, il prelievo di SSC mediante biopsia testicolare è stato teoricamente approvato dal 61% di questi genitori. Hanno anche osservato che il desiderio di crioconservare le SSC non era correlato alla potenziale nocività del trattamento oncologico, indicando che anche una minima possibilità di infertilità era considerata un onere maggiore rispetto alla qualità finale della vita. Questi dati indicano che la traduzione degli attuali esperimenti sugli animali sulla raccolta e il trapianto di SSC in cure cliniche è desiderata dai genitori di ragazzi in età prepuberale con cancro.

Questo è un nuovo protocollo sperimentale che richiede collaborazioni tra medici e scienziati di base. Ci sono diversi punti clinici e traslazionali chiave che devono essere considerati, comprese le convinzioni e le preoccupazioni dei genitori e dei ragazzi in età prepuberale con cancro, la capacità di eseguire una biopsia testicolare in modo adeguato senza sequele negative, così come la conservazione dei tessuti per scopi di fertilità e ricerca, in particolare la fattibilità dei campioni bioptici per gli studi di genomica funzionale e in vitro a valle.

L'obiettivo della presente proposta è sviluppare iniziative scientifiche cliniche, traslazionali e di base che consentiranno un ampio programma dedicato per l'acquisizione e la conservazione del tessuto testicolare da maschi in età prepuberale visti presso il centro medico Hadassah e presso le istituzioni che collaborano in Israele e in tutto il mondo. Lo sviluppo dei mezzi per la distribuzione e la manipolazione dei tessuti, nonché la conservazione dei tessuti a lungo termine sono componenti fondamentali, soprattutto perché il tessuto testicolare potrebbe essere conservato per decenni prima dell'uso in un contesto di fertilità. Ancora più importante, è necessario sviluppare de novo un protocollo di crioconservazione per il tessuto testicolare umano affinché questa iniziativa diventi alla fine un'opzione standard per la conservazione della fertilità per i maschi in età prepuberale con cancro e per quelli con malattie del sangue o immunodeficienza che saranno sottoposti a trapianto di cellule staminali .

Una biopsia testicolare aperta verrà eseguita da un urologo curante (si sforzerà di eseguire la procedura contemporaneamente durante una procedura quando il paziente è in anestesia generale per un altro scopo, ad esempio posizionamento della linea centrale, aspirati / biopsie del midollo osseo). Questa procedura avverrà prima dell'inizio di qualsiasi terapia gonadotossica. Tuttavia, in caso di trattamento chemioterapico emergente, la procedura può essere eseguita dopo la chemioterapia poiché la tossicità per le cellule staminali testicolari non è nota. Viene praticata un'incisione di 10 mm nel polo superiore del testicolo e viene asportata una porzione di circa il 5% dei tubuli seminiferi estrusi (circa 2 mm x 4 mm x 10 mm; circa 1 grammo di tessuto). Questa è la dimensione di una normale biopsia del testicolo eseguita per motivi clinici come la valutazione del cancro. Nei neonati o nei ragazzi molto piccoli la dimensione dell'incisione e della biopsia è a discrezione dell'urologo.

I campioni di biopsia testicolare verranno divisi immediatamente sul tavolo operatorio. Due terzi del campione (chiamato Campione n. 1) saranno crioconservati in Sperm Wash Media per un potenziale utilizzo da parte del paziente in un secondo momento. Per l'attuale proposta sarà implementato un protocollo di congelamento (congelamento lento) attualmente in vigore per la crioconservazione del tessuto testicolare umano adulto, ed è stato pubblicato in letteratura per l'uso con tessuto testicolare prepuberale. Nello specifico, il dimetilsolfossido 0,7 M (DMSO) viene utilizzato come agente crioprotettivo. Il campione n. 1 della biopsia riporterà il nome del paziente, la data di nascita, la data corrente e il numero della cartella clinica in allegato. Con il campione verrà inviato anche un foglio separato che includerà numero di telefono e indirizzo attuale. Questi esemplari rimarranno presso la banca del seme dell'Hadassah Medical Center.

Come affermato sopra, l'altro terzo del campione sarà utilizzato per scopi di ricerca nel tentativo di far progredire la scienza dell'isolamento e della coltura di SSC umane per la ricerca sulla fertilità. Tali porzioni saranno private di ogni identificativo sanitario personale al momento del frazionamento e verrà assegnato un codice identificativo univoco.

I rischi di questo studio riguardano la biopsia testicolare. Gli effetti collaterali di questa procedura sono lievi. Il dolore correlato alla procedura è previsto ed è facilmente controllabile con farmaci analgesici da lievi a moderati.

Il vantaggio è che il paziente può essere in grado di utilizzare il tessuto bioptico testicolare congelato e/o le SSC in coltura derivate dalla biopsia per preservare la propria fertilità in futuro. In questo momento, tuttavia, è imperativo notare che questa procedura è puramente sperimentale. Il lasso di tempo per questo studio è definito dalla data di reclutamento fino alla data di utilizzo clinico del tessuto crioconservato per il ripristino della fertilità fino a quarant'anni.

Raccoglieremo tutti gli esiti avversi che si verificano durante (intraoperatoriamente) o dopo la biopsia testicolare inclusi dolore, sanguinamento e/o infezione. Gli eventi verranno monitorati e registrati per una settimana dopo la procedura, un lasso di tempo ben oltre il tempo di recupero di 2-3 giorni associato a questo tipo di biopsia. Gli eventi chiaramente correlati al cancro o al trattamento del cancro del soggetto e non specificamente alla biopsia testicolare non verranno raccolti/segnalati.