Fertilitetsbevarande hos prepubertala pojkar: ett experimentellt tillvägagångssätt

I takt med att behandlingsregimerna för onkologiska maligniteter hos barn har förbättrats, går fler och fler överlevande in i sina reproduktiva år. Eftersom gonadskador är en relativt vanlig och olycklig konsekvens av de behandlingar som används för att bota barncancer samt vissa hematologiska tillstånd och immunbrister, är upprätthållande av fertilitet extremt viktigt med hänsyn till långsiktig livskvalitet för dessa överlevande. Hänsyn måste tas till om ett barns fertilitet sannolikt kommer att påverkas av hans eller hennes behandling. Helst bör detta ske innan behandlingen påbörjas, när det kan finnas en möjlighet att bevara patientens framtida reproduktionspotential. Utvecklingen inom området för spermiebanker och reproduktionsteknologier har gjort det möjligt att erbjuda livskraftiga alternativ för att bevara fertiliteten till pubertetsmän som genomgår cancerterapi. Pubertala män kan producera ett spermaprov innan de påbörjar gonadotoxisk behandling och kryobevara spermierna för framtida bruk. Eftersom nuvarande metoder för oocytbefruktning kan utnyttja så lite som en rörlig spermie, har denna metod visat sig vara framgångsrik även när antalet spermier som är frysta är litet. Tyvärr utgör prepubertala män en särskild utmaning för att bevara fertiliteten. Dessa pojkar kan inte producera sperma för kryokonservering genom onani. De har inte heller mogna spermier. Även om den prepubertala testikeln inte producerar mogna spermier, innehåller den de diploida stamkönscellerna från vilka haploida spermier kommer att härledas. För dessa i riskzonen prepubertala pojkar, såväl som för pubertetspojkar som kanske inte kan spermabanken, är ett nytt och uppmuntrande tillvägagångssätt användningen av kryokonserverad testikelvävnad. Även om viktiga framsteg har gjorts inom djurforskning på detta område, är användningen av kryokonservering av testikelvävnad hos människor fortfarande experimentell. Om prepubertal testikelvävnad kunde förvärvas och samlas innan gonadotoxisk behandling påbörjades, kunde denna vävnad sedan tinas och de lagrade könscellerna återimplanteras i patientens egna testiklar, en procedur som kallas könscellstransplantation. Alternativt kan de lagrade cellerna mogna in vitro tills de kan uppnå befruktning genom användning av intracytoplasmatisk spermieinjektion (ICSI).

Forskning med djurmodeller har visat att det finns flera metoder för att använda könsceller för att få mogna spermier för befruktning inklusive autotransplantation och xenotransplantation. Autotransplantation anses vara mer acceptabelt än xenotransplantation, även om båda har varit framgångsrika i musmodeller. Hos gnagare har autotransplantation resulterat i återställd spermatogenes och möss har förökat sig in vivo. Utredare har visat att mikroinjektion av en rå suspension av könsceller i möss som gjorts sterila kan återställa spermatogenes och fertilitet. Liknande framgång har rapporterats hos råttor och större däggdjur. Återställande av spermatogenes är också möjligt med kryokonserverade celler. Det har uppskattats att 70 % av spermatogoniella celler kan överleva efter frysning och upptining. Malign kontaminering är fortfarande en av huvudproblemen kring transplantation, även om de få studier som tar upp denna fråga är kontroversiella i sina resultat. Framsteg för att ta itu med denna fråga har gjorts i musmodeller, särskilt med användning av fluorescensaktiverad cellsortering för att negativt sortera maligna celler från cellsuspensioner.

Eftersom kryokonservering och transplantation av SSC för närvarande är framgångsrik hos djur, verkar tillämpning på människor sannolikt inom en snar framtid. Möjligheten av infertilitet är en fråga som många familjer måste brottas med eftersom de går med på att påbörja cellgiftsbehandling på sina söner. Eftersom denna metod kräver testikelbiopsier är både föräldrarnas önskan och acceptansen av SSC-insamling viktiga att bedöma. Nyligen intervjuade forskare 318 föräldrar angående deras acceptans av en sådan idé. De bad föräldrar att tänka hypotetiskt över följande scenario: "Om det fanns en experimentell procedur tillgänglig vid diagnos, skulle du tillåta dina söner att genomgå en testikelbiopsi i ett försök att samla in SSCs?" Vid diagnos godkändes SSC-insamling med hjälp av testikelbiopsi teoretiskt av 61 % av dessa föräldrar. De observerade också att önskan att kryokonservera SSC inte var relaterad till den potentiella skadligheten av den onkologiska behandlingen, vilket indikerar att även en liten risk för infertilitet ansågs vara en stor börda med avseende på den ultimata livskvaliteten. Dessa data indikerar att översättning av nuvarande djurexperiment på SSC-insamling och transplantation till klinisk vård är önskvärd av föräldrar från prepubertala pojkar med cancer.

Detta är ett nytt experimentellt protokoll som kräver samarbeten mellan kliniker och grundforskare. Det finns flera viktiga kliniska och translationella punkter som måste beaktas, inklusive övertygelser och oro hos föräldrar och prepubertala pojkar med cancer, förmågan att utföra en testikelbiopsi adekvat utan negativa följdsjukdomar, såväl som vävnadslagring för fertilitets- och forskningsändamål, i synnerhet livsdugligheten hos biopsiprover för nedströms in vitro- och funktionell genomikstudier.

Målet med detta förslag är att utveckla kliniska, translationella och grundläggande vetenskapliga initiativ som kommer att möjliggöra ett omfattande, dedikerat program för förvärv och lagring av testikelvävnad från prepubertala män som ses vid Hadassah Medical Center såväl som vid samarbetande institutioner i Israel och över hela världen. Att utveckla metoder för vävnadsdistribution och hantering samt långtidslagring av vävnad är kritiska komponenter, särskilt eftersom testikelvävnad kan lagras årtionden innan den används i en fertilitetsmiljö. Det viktigaste är att ett kryokonserveringsprotokoll för mänsklig testikelvävnad måste utvecklas de novo för att detta initiativ i slutändan ska bli ett standardalternativ för bevarande av fertilitet för prepubertala män med cancer såväl som för de med blodsjukdomar eller immunbrist som kommer att genomgå stamcellstransplantation .

En öppen testikelbiopsi kommer att utföras av en behandlande urolog (ansträngning kommer att göras för att utföra ingreppet samtidigt under ett ingrepp när patienten är under allmän narkos för annat ändamål, dvs centrallinjeplacering, benmärgsaspirationer/biopsier). Denna procedur kommer att ske innan någon gonadotoxisk behandling påbörjas. Icke desto mindre, i fall av ny kemoterapibehandling, kan proceduren göras efter kemoterapi eftersom toxiciteten för testikelstamceller inte är känd. Ett 10 mm snitt görs i testikelns övre pol och en cirka 5 % del av de extruderade seminiferösa tubuli skärs ut (cirka 2 mm x 4 mm x 10 mm; cirka 1 gram vävnad). Detta är storleken på en normal testikelbiopsi gjord av kliniska skäl såsom utvärdering för cancer. Hos spädbarn eller mycket unga pojkar är storleken på snittet och biopsi under beslut av urologen.

Testikelbiopsiprover delas omedelbart på operationsbordet. Två tredjedelar av provet (kallat Prov #1) kommer att kryokonserveras i Sperm Wash Media för potentiell användning av patienten vid ett senare tillfälle. Ett frysprotokoll (långsam frysning) som för närvarande finns på plats för kryokonservering av vuxen mänsklig testikelvävnad kommer att implementeras för det aktuella förslaget och har publicerats i litteraturen för användning med prepubertal testikelvävnad. Specifikt används 0,7 M dimetylsulfoxid (DMSO) som ett kryoskyddande medel. Prov nr 1 av biopsi kommer att ha patientens namn, födelsedatum, aktuellt datum och journalnummer bifogat. Ett separat blad kommer också att skickas med exemplaret som innehåller telefonnummer och aktuell adress. Dessa prover kommer att stanna i spermabanken vid Hadassah Medical Center.

Som nämnts ovan kommer den andra tredjedelen av proverna att användas för forskningsändamål i ett försök att främja vetenskapen om att isolera och odla mänskliga SSC:er för fertilitetsforskning. Dessa delar kommer att tas bort från alla personliga hälsoidentifierare vid tidpunkten för delningen och en unik identifieringskod kommer att tilldelas.

Riskerna med denna studie avser testikelbiopsi. Biverkningarna från denna procedur är milda. Smärta relaterad till proceduren förväntas och kan lätt kontrolleras med milda till måttliga smärtstillande mediciner.

Fördelen är att patienten kanske kan använda den frusna testikelbiopsivävnaden och/eller odlade SSC som härrör från biopsien för att bevara sin fertilitet i framtiden. För närvarande är det dock absolut nödvändigt att notera att denna procedur är rent experimentell. Tidsramen för denna studie definieras från rekryteringsdatumet till datumet för klinisk användning av den kryokonserverade vävnaden för fertilitetsåterställning upp till fyrtio år.

Vi kommer att samla in alla negativa utfall, som inträffar under (intraoperativt) eller efter testikelbiopsi, inklusive smärta, blödning och/eller infektion. Händelser kommer att spåras och registreras i en vecka efter ingreppet, en tidsram långt bortom den 2-3 dagars återhämtningstid som är associerad med denna typ av biopsi. Händelser tydligt relaterade till försökspersonens cancer eller cancerbehandling och inte specifikt till testikelbiopsi kommer inte att samlas in/rapporteras.