Vruchtbaarheidsbehoud bij prepuberale jongens: een experimentele benadering

Naarmate de behandelingsregimes voor oncologische maligniteiten bij kinderen zijn verbeterd, gaan steeds meer overlevenden hun reproductieve jaren in. Aangezien gonadale schade een relatief veel voorkomend en ongelukkig gevolg is van de behandelingen die worden gebruikt om kanker bij kinderen te genezen, evenals bepaalde hematologische aandoeningen en immunodeficiënties, is het behoud van de vruchtbaarheid uiterst belangrijk met betrekking tot de kwaliteit van leven op de lange termijn voor deze overlevenden. Er moet worden overwogen of de vruchtbaarheid van een kind waarschijnlijk wordt beïnvloed door zijn of haar behandeling. Idealiter zou dit moeten gebeuren vóór de start van de therapie, wanneer er een kans bestaat om het toekomstige voortplantingspotentieel van de patiënt te behouden. Ontwikkelingen op het gebied van spermabanken en voortplantingstechnologieën hebben het mogelijk gemaakt levensvatbare opties te bieden om de vruchtbaarheid te behouden voor puberale mannen die kankertherapie ondergaan. Mannetjes in de puberteit kunnen een spermamonster produceren voordat ze met gonadotoxische therapie beginnen en het sperma invriezen voor toekomstig gebruik. Omdat de huidige methoden van eicelbevruchting slechts één beweeglijk sperma kunnen gebruiken, is deze methode succesvol gebleken, zelfs wanneer het aantal ingevroren spermacellen klein is. Helaas vormen prepuberale mannen een bijzondere uitdaging voor het behoud van vruchtbaarheid. Deze jongens kunnen geen sperma produceren voor cryopreservatie door middel van masturbatie. Ze hebben ook geen volwassen spermatozoa. Hoewel de prepuberale testis geen volwassen spermatozoa produceert, bevat het wel de diploïde stamkiemcellen waaruit haploïde spermatozoa zullen worden afgeleid. Voor deze risicovolle prepuberale jongens, evenals voor puberale jongens die mogelijk niet in staat zijn om sperma op te slaan, is een recente en bemoedigende benadering het gebruik van gecryopreserveerd testisweefsel. Hoewel er op dit gebied belangrijke vorderingen zijn gemaakt in dieronderzoek, blijft het gebruik van cryopreservatie van testisweefsel bij mensen experimenteel. Als prepuberaal testisweefsel zou kunnen worden verkregen en opgeborgen voordat met gonadotoxische therapie wordt begonnen, kan dit weefsel worden ontdooid en kunnen de opgeslagen geslachtscellen opnieuw worden geïmplanteerd in de eigen testikels van de patiënt, een procedure die bekend staat als kiemceltransplantatie. Als alternatief kunnen de opgeslagen cellen in vitro worden gerijpt totdat ze bevruchting kunnen bereiken door gebruik te maken van intracytoplasmatische sperma-injectie (ICSI).

Onderzoek met diermodellen heeft aangetoond dat er verschillende methoden zijn om kiemcellen te gebruiken om volwassen spermatozoa te verkrijgen voor bevruchting, waaronder autotransplantatie en xenotransplantatie. Autotransplantatie wordt als acceptabeler beschouwd dan xenotransplantatie, hoewel beide succesvol zijn geweest in muismodellen. Bij knaagdieren heeft autotransplantatie geresulteerd in herstelde spermatogenese en muizen hebben zich in vivo gereproduceerd. Onderzoekers hebben aangetoond dat het micro-injecteren van een ruwe suspensie van geslachtscellen in muizen die steriel zijn gemaakt, de spermatogenese en vruchtbaarheid kan herstellen. Vergelijkbaar succes is gemeld bij ratten en grotere zoogdieren. Herstel van spermatogenese is ook mogelijk met ingevroren cellen. Geschat wordt dat 70% van de spermatogoniale cellen kan overleven na bevriezen en ontdooien. Kwaadaardige besmetting blijft een van de grootste zorgen rond transplantatie, hoewel de weinige onderzoeken die dit probleem aanpakken controversieel zijn in hun bevindingen. Er is vooruitgang geboekt bij het aanpakken van deze vraag in muismodellen, met name met het gebruik van door fluorescentie geactiveerde celsortering om kwaadaardige cellen negatief te sorteren uit celsuspensies.

Omdat cryopreservatie en transplantatie van SSC's momenteel succesvol is bij dieren, lijkt toepassing bij mensen in de nabije toekomst waarschijnlijk. De mogelijkheid van onvruchtbaarheid is een probleem waarmee veel gezinnen moeten worstelen als ze ermee instemmen om chemotherapie voor hun zonen te starten. Aangezien deze methode testiculaire biopsieën vereist, zijn zowel de wens van de ouders als de aanvaardbaarheid van SSC-verzameling belangrijk om te beoordelen. Onlangs interviewden onderzoekers 318 ouders over hun acceptatie van een dergelijk idee. Ze vroegen ouders om hypothetisch na te denken over het volgende scenario: "Als er een experimentele procedure beschikbaar was bij de diagnose, zou u dan toestaan ​​dat uw zonen een testiculaire biopsie ondergaan in een poging SSC's te verzamelen?" Bij diagnose werd SSC-verzameling door middel van testiculaire biopsie theoretisch goedgekeurd door 61% van deze ouders. Ze merkten ook op dat de wens om SSC's te cryopreserveren niet gerelateerd was aan de mogelijke schadelijkheid van de oncologische behandeling, wat aangeeft dat zelfs een kleine kans op onvruchtbaarheid als een grote belasting werd beschouwd met betrekking tot de uiteindelijke kwaliteit van leven. Deze gegevens geven aan dat de vertaling van huidige dierexperimenten op SSC-verzameling en transplantatie naar klinische zorg gewenst is door ouders van prepuberale jongens met kanker.

Dit is een nieuw, experimenteel protocol dat samenwerking vereist tussen clinici en basiswetenschappers. Er zijn verschillende belangrijke klinische en translationele punten waarmee rekening moet worden gehouden, waaronder de overtuigingen en zorgen van ouders en prepuberale jongens met kanker, het vermogen om een ​​testiculaire biopsie adequaat uit te voeren zonder negatieve gevolgen, evenals weefselopslag voor vruchtbaarheids- en onderzoeksdoeleinden, met name de levensvatbaarheid van biopsiemonsters voor stroomafwaartse in vitro en functionele genomica-onderzoeken.

Het doel van het huidige voorstel is om klinische, translationele en fundamentele wetenschappelijke initiatieven te ontwikkelen die een uitgebreid, toegewijd programma mogelijk zullen maken voor de verwerving en opslag van testisweefsel van prepuberale mannen die worden gezien in het Hadassah Medical Center en in samenwerkende instellingen in Israël. en over de hele wereld. Het ontwikkelen van de middelen voor weefseldistributie en -behandeling, evenals langdurige weefselopslag, zijn cruciale componenten, vooral omdat testisweefsel tientallen jaren kan worden bewaard voordat het in een vruchtbaarheidsomgeving wordt gebruikt. Het belangrijkste is dat er de novo een cryopreservatieprotocol voor menselijk testisweefsel moet worden ontwikkeld, zodat dit initiatief uiteindelijk een standaardoptie wordt voor het behoud van de vruchtbaarheid voor prepuberale mannen met kanker, evenals voor degenen met bloedziekten of immunodeficiëntie die een stamceltransplantatie zullen ondergaan. .

Een open testiculaire biopsie zal worden uitgevoerd door een behandelend uroloog (er zal worden geprobeerd om de procedure gelijktijdig uit te voeren tijdens een procedure wanneer de patiënt voor een ander doel onder algemene anesthesie is, d.w.z. plaatsing van de centrale lijn, beenmergaspiraten/-biopten). Deze procedure vindt plaats voordat een gonadotoxische therapie wordt gestart. Desalniettemin kan de procedure in gevallen van opkomende chemotherapiebehandeling na chemotherapie worden uitgevoerd, aangezien de toxiciteit voor testiculaire stamcellen niet bekend is. Er wordt een incisie van 10 mm gemaakt in de bovenste pool van de testis en ongeveer 5% van de geëxtrudeerde tubuli seminiferi wordt weggesneden (ongeveer 2 mm x 4 mm x 10 mm; ongeveer 1 gram weefsel). Dit is de grootte van een normale testisbiopsie die wordt uitgevoerd om klinische redenen, zoals evaluatie voor kanker. Bij baby's of zeer jonge jongens is de grootte van de incisie en de biopsie ter beoordeling van de uroloog.

Testiculaire biopsiespecimens worden onmiddellijk op de operatietafel verdeeld. Tweederde van het monster (specimen nr. 1 genoemd) wordt gecryopreserveerd in spermawasmedia voor mogelijk gebruik door de patiënt op een later tijdstip. Een bevriezingsprotocol (langzaam bevriezen) dat momenteel van kracht is voor cryopreservatie van volwassen menselijk testisweefsel zal worden geïmplementeerd voor het huidige voorstel en is in de literatuur gepubliceerd voor gebruik met prepuberaal testisweefsel. Specifiek wordt 0,7 M dimethylsulfoxide (DMSO) gebruikt als cryoprotectief middel. Monster # 1 van de biopsie heeft de naam van de patiënt, de geboortedatum, de huidige datum en het nummer van het medische dossier. Er wordt ook een apart blad met het exemplaar meegestuurd met het telefoonnummer en het huidige adres. Deze exemplaren blijven in de spermabank van het Hadassah Medical Center.

Zoals hierboven vermeld, zal het andere derde deel van het exemplaar worden gebruikt voor onderzoeksdoeleinden in een poging om de wetenschap van het isoleren en kweken van menselijke SSC's voor vruchtbaarheidsonderzoek vooruit te helpen. Deze delen worden op het moment van deling ontdaan van alle persoonlijke gezondheidsidentificaties en er wordt een unieke identificatiecode toegewezen.

De risico's van deze studie hebben betrekking op de testiculaire biopsie. De bijwerkingen van deze procedure zijn mild. Pijn gerelateerd aan de procedure wordt verwacht en kan gemakkelijk onder controle worden gehouden met milde tot matige pijnstillende medicatie.

Het voordeel is dat de patiënt mogelijk het ingevroren testiculaire biopsieweefsel en/of gekweekte SSC's afkomstig van de biopsie kan gebruiken om hun vruchtbaarheid in de toekomst te behouden. Op dit moment is het echter absoluut noodzakelijk op te merken dat deze procedure puur experimenteel is. Het tijdsbestek voor deze studie wordt gedefinieerd vanaf de datum van rekrutering tot de datum van klinisch gebruik van het gecryopreserveerde weefsel voor herstel van de vruchtbaarheid tot maximaal veertig jaar.

We verzamelen alle nadelige uitkomsten die optreden tijdens (intra-operatief) of na de testiculaire biopsie, waaronder pijn, bloeding en/of infectie. Gebeurtenissen worden gedurende een week na de procedure gevolgd en geregistreerd, een tijdsbestek dat veel langer is dan de hersteltijd van 2-3 dagen die gepaard gaat met dit type biopsie. Gebeurtenissen die duidelijk verband houden met de kanker of kankerbehandeling van de proefpersoon en niet specifiek met de testiculaire biopsie zullen niet worden verzameld/gerapporteerd.