Сохранение фертильности у мальчиков препубертатного возраста: экспериментальный подход

По мере совершенствования схем лечения онкологических заболеваний у детей все больше и больше выживших вступают в репродуктивный возраст. Поскольку повреждение гонад является относительно частым и неблагоприятным последствием лечения рака у детей, а также некоторых гематологических состояний и иммунодефицита, поддержание фертильности чрезвычайно важно для долгосрочного качества жизни этих выживших. Следует учитывать, может ли лечение ребенка повлиять на фертильность ребенка. В идеале это должно происходить до начала терапии, когда может существовать окно возможностей для сохранения репродуктивного потенциала пациентки в будущем. Достижения в области хранения спермы и репродуктивных технологий позволили предложить жизнеспособные варианты сохранения фертильности мужчинам полового созревания, проходящим лечение от рака. Половозрелые мужчины могут получить образец спермы до начала гонадотоксической терапии и криоконсервировать сперму для будущего использования. Поскольку в современных методах оплодотворения яйцеклеток можно использовать всего один подвижный сперматозоид, этот метод оказался успешным, даже когда количество замороженных сперматозоидов невелико. К сожалению, препубертатные мужчины представляют особую проблему для сохранения фертильности. Эти мальчики не могут производить сперму для криоконсервации путем мастурбации. У них также нет зрелых сперматозоидов. Хотя препубертатные яички не производят зрелых сперматозоидов, они содержат диплоидные стволовые зародышевые клетки, из которых будут получены гаплоидные сперматозоиды. Для мальчиков препубертатного возраста, находящихся в группе риска, а также для мальчиков полового созревания, которые могут быть не в состоянии создать банк спермы, недавним и обнадеживающим подходом является использование криоконсервированной ткани яичка. Несмотря на то, что в исследованиях на животных в этой области были достигнуты важные успехи, использование криоконсервации тканей яичек у людей остается экспериментальным. Если до начала гонадотоксической терапии можно было получить и сохранить препубертатную ткань яичка, эту ткань можно было бы затем разморозить, а сохраненные зародышевые клетки реимплантировать в собственные яички пациента, процедура, известная как трансплантация зародышевых клеток. В качестве альтернативы хранящиеся клетки могут созревать in vitro до тех пор, пока они не смогут достичь оплодотворения с помощью интрацитоплазматической инъекции сперматозоидов (ИКСИ).

Исследования на животных моделях показали, что существует несколько методов использования половых клеток для получения зрелых сперматозоидов для оплодотворения, включая аутотрансплантацию и ксенотрансплантацию. Аутотрансплантация считается более приемлемой, чем ксенотрансплантация, хотя обе они были успешными на моделях мышей. У грызунов аутотрансплантация привела к восстановлению сперматогенеза, а мыши размножались in vivo. Исследователи продемонстрировали, что микроинъекция неочищенной суспензии зародышевых клеток мышам, ставшим бесплодными, может восстановить сперматогенез и фертильность. Подобный успех был зарегистрирован у крыс и более крупных млекопитающих. Восстановление сперматогенеза возможно и с помощью криоконсервированных клеток. Было подсчитано, что 70% сперматогониальных клеток могут выжить после замораживания и оттаивания. Злокачественное заражение остается одной из основных проблем, связанных с трансплантацией, хотя результаты нескольких исследований, посвященных этому вопросу, противоречивы. Прогресс в решении этого вопроса был достигнут на моделях мышей, особенно с использованием флуоресцентно-активированной сортировки клеток для отрицательной сортировки злокачественных клеток из клеточных суспензий.

Поскольку криоконсервация и трансплантация SSCs в настоящее время успешно используются у животных, в ближайшем будущем, вероятно, их применение у людей будет вероятным. Возможность бесплодия является проблемой, с которой приходится сталкиваться многим семьям, поскольку они соглашаются начать химиотерапию своим сыновьям. Поскольку этот метод требует биопсии яичка, важно оценить как желание родителей, так и приемлемость сбора SSC. Недавно исследователи опросили 318 родителей относительно их согласия с такой идеей. Они попросили родителей гипотетически подумать о следующем сценарии: «Если бы при постановке диагноза была доступна экспериментальная процедура, разрешили бы вы своим сыновьям пройти биопсию яичек, чтобы попытаться собрать SSC?» При постановке диагноза сбор SSC с помощью биопсии яичка теоретически был одобрен 61% этих родителей. Они также отметили, что желание криоконсервировать SSC не было связано с потенциальным вредом онкологического лечения, что указывает на то, что даже незначительная вероятность бесплодия рассматривалась как серьезное бремя в отношении конечного качества жизни. Эти данные показывают, что перевод текущих экспериментов на животных по сбору и трансплантации SSC в клиническую помощь желателен для родителей мальчиков препубертатного возраста, больных раком.

Это новый экспериментальный протокол, который требует сотрудничества между клиницистами и фундаментальными учеными. Необходимо учитывать несколько ключевых клинических и трансляционных моментов, в том числе убеждения и опасения родителей и мальчиков препубертатного возраста, больных раком, возможность адекватно выполнить биопсию яичка без отрицательных последствий, а также сохранение тканей для фертильности и в исследовательских целях. особенно жизнеспособность образцов биопсии для последующих исследований in vitro и функциональной геномики.

Целью настоящего предложения является разработка клинических, трансляционных и фундаментальных научных инициатив, которые позволят реализовать обширную специализированную программу по сбору и хранению тканей яичек у мужчин препубертатного возраста, наблюдаемых в Медицинском центре Хадасса, а также в сотрудничающих учреждениях в Израиле. и во всем мире. Разработка средств для распределения тканей и обращения с ними, а также долгосрочное хранение тканей являются критически важными компонентами, особенно с учетом того, что ткани яичек могут храниться десятилетиями до использования в условиях бесплодия. Что наиболее важно, протокол криоконсервации ткани яичка человека должен быть разработан de novo, чтобы эта инициатива в конечном итоге стала стандартным вариантом сохранения фертильности для мужчин препубертатного возраста с раком, а также для мужчин с заболеваниями крови или иммунодефицитом, которым предстоит трансплантация стволовых клеток. .

Открытая биопсия яичка будет выполняться лечащим урологом (будут предприняты усилия для одновременного выполнения процедуры во время процедуры, когда пациент находится под общей анестезией с другой целью, например, установка центральной линии, аспирация/биопсия костного мозга). Эта процедура проводится до начала любой гонадотоксической терапии. Тем не менее, в случаях неотложной химиотерапии процедура может быть выполнена после химиотерапии, поскольку токсичность для тестикулярных стволовых клеток неизвестна. Делают 10-миллиметровый разрез в верхнем полюсе яичка и вырезают примерно 5% вытянутых семенных канальцев (около 2 мм х 4 мм х 10 мм; приблизительно 1 г ткани). Это размер биопсии нормального яичка, сделанной по клиническим причинам, таким как оценка рака. У младенцев или очень маленьких мальчиков размер разреза и биопсии определяется урологом.

Образцы биопсии яичка будут немедленно разделены на операционном столе. Две трети образца (обозначаемого как Образец № 1) будут подвергнуты криоконсервации в среде для промывки спермы для возможного использования пациентом позднее. Протокол замораживания (медленная заморозка), применяемый в настоящее время для криоконсервации ткани яичка взрослого человека, будет реализован для текущего предложения и опубликован в литературе для использования с тканью яичка препубертатного возраста. В частности, в качестве криозащитного агента используется 0,7 М диметилсульфоксид (ДМСО). К образцу № 1 биопсии будут прикреплены имя пациента, дата рождения, текущая дата и номер медицинской карты. Вместе с образцом также будет отправлен отдельный лист, на котором будет указан номер телефона и текущий адрес. Эти образцы останутся в банке спермы медицинского центра «Хадасса».

Как указывалось выше, другая треть образца будет использоваться в исследовательских целях, чтобы продвинуть науку о выделении и культивировании человеческих SSC для исследования фертильности. Эти части будут лишены всех личных идентификаторов здоровья во время разделения, и им будет присвоен уникальный идентификационный код.

Риски этого исследования относятся к биопсии яичка. Побочные эффекты от этой процедуры легкие. Боль, связанная с процедурой, ожидаема, и ее легко контролировать с помощью обезболивающих препаратов от легкой до умеренной степени.

Преимущество заключается в том, что пациент может использовать замороженную ткань биопсии яичка и/или культивированные SSC, полученные из биопсии, для сохранения своей фертильности в будущем. Однако в настоящее время необходимо отметить, что эта процедура является чисто экспериментальной. Временные рамки для этого исследования определяются с даты набора до даты клинического использования криоконсервированной ткани для восстановления фертильности до сорока лет.

Мы будем собирать любые неблагоприятные исходы, которые возникают во время (во время операции) или после биопсии яичка, включая боль, кровотечение и/или инфекцию. События будут отслеживаться и записываться в течение одной недели после процедуры, что значительно превышает 2-3-дневное время восстановления, связанное с этим типом биопсии. События, явно связанные с раком субъекта или лечением рака, а не конкретно с биопсией яичка, не будут собираться / сообщаться.