Трансплантация криосохраненной ткани яичка может вернуть фертильность мужчинам, лечившихся в детстве от рака

В мире все больше людей, переживших рак в детстве. Однако агрессивное лечение, такое как химиотерапия и лучевая терапия, может приводить к потере фертильности. Примерно у трети мужчин, получавших в детстве гонадотоксическое лечение высокого риска, наблюдается азооспермия (отсутствие подвижных сперматозоидов). Поскольку сперматогенез начинается только после полового созревания, обычные методы консервации спермы в этом случае не подходят. Однако сперматогониальные стволовые клетки присутствуют в яичках с рождения, и если их сохранить, то, возможно, из них удастся получить сперматозоиды, когда пациент захочет стать отцом. Аутологичная трансплантация криосохраненной ткани яичек привела к рождению здорового потомства у самцов мышей и макак-резусов. В пересаженных образцах начинался сперматогенез, их снова удаляли, получали из них сперматозоиды и проводили экстракорпоральное оплодотворение яйцеклетки. (Естественные пути выхода спермы при операции нарушаются, и пересаженные трансплантаты не восстанавливают связь с сетью канальцев яичка, поэтому обычное зачатие невозможно.) В результате на свет появился нормальный детеныш макаки.

С 2002 по 2022 год в 16 центрах в Европе, Австралии и США были заморожены образцы ткани яичек более 3000 мальчиков для будущего восстановления фертильности, однако не было ясно, насколько хорошо это сработает на людях. На конференции Европейского общества репродукции человека и эмбриологии, которая состоялась в Лондоне, представлена история успеха. У молодого мужчины восстановилась способность к выработке спермы после пересадки фрагментов ткани его собственного яичка, криосохраненных 16 лет назад, когда он должен был пройти химиотерапию. Результаты также опубликованы в виде препринта на medRxiv. Это первый описанный в литературе пример такой операции, отмечают авторы.

Исследователи из Брюссельского медицинского кампуса организовали банк для криохранения тканей яичек в 2022 году. Образцы пациента, о котором идет речь, поместили на хранение в 2008 году, до того, как он прошел подготовительную терапию бусульфаном и циклофосфамидом перед трансплантацией гемопоэтических стволовых клеток. Одно яичко было хирургически удалено, разделено на небольшие фрагменты и криоконсервировано.

В начале 2020-х годов пациент страдал от ожирения и получал лечение метформином, в итоге снизив индекс массы тела до 28 кг/м². Заместительная терапия тестостероном ему не потребовалась. В 2022 году он обратился в брюссельскую клинику ЭКО, где хранились его образцы, поскольку состоял в отношениях, и пара хотела иметь ребенка.

С 2022 по 2024 гг. у пациента наблюдалась азооспермия. В декабре 2024 года одиннадцать фрагментов ткани яичка (4–21 мм³) были разморожены и пересажены внутрь яичка или подкожно в мошонку. Во время трансплантации взяли биопсию паренхимы яичка, и после ферментативного расщепления ткани в ней удалось найти всего два аномальных сперматозоида.

В течение года после операции отслеживались выживаемость трансплантатов, васкуляризация, гормональный профиль и параметры спермы. Через год все трансплантаты были хирургически извлечены. Из одного внутрияичкового трансплантата получили один сперматозоид (после этого прекратили анализ, чтобы в будущем использовать этот образец для репродуктивных целей). Еще в двух образцах обнаружили сперматогонии и признаки сперматогенеза. Это подтверждает, что протокол криоконсервации (1,5 М ДМСО в сочетании с 0,15 М сахарозой и 10% человеческим сывороточным альбумином) выбрана удачно: авторам некоторых более ранних исследований сперматогенез не удавалось возобновить в образцах, криоконсервированных без сахарозы. В подкожных трансплантатах герминальные клетки обнаружены не были, однако этот результат надо интерпретировать с осторожностью: в экспериментах на приматах и такая локализация приводила к успеху. Также неясно пока, стоит ли увеличивать временной интервал между трансплантацией и извлечением образцов, или это приведет к их дегенерации.

Эллен Гуссенс, специалист по репродуктивной биологии из Брюссельского свободного университета и первый автор препринта, надеется, что по мере распространения информации об этом первом признаке успеха, больше мужчин обратится в клинику для трансплантации.

В США другая группа исследователей вместо пересадки фрагментов ткани ввела суспензию клеток яичек в семенные канальцы. Этот пациент в детстве лечился от остеосаркомы, клетки его яичек также были криоконсервированы. Предполагается, что клетки приживутся там и начнут вырабатывать сперматозоиды; ранее эффективность такой процедуры была показана на мышах и обезьянах. У пациента при промывании сети канальцев яичек под контролем УЗИ не обнаружили зрелых сперматозоидов, однако восстановление функции клеток может произойти позднее.

Рассматриваются также подходы к получению сперматозоидов из клеток других типов. Исследователи из Пенсильванского университета недавно опубликовали статью о получении сперматогоний из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК) человека. Сначала из ИПСК получали клетки, подобные первичным половым клеткам, смешивали их с клетками фетальных яичек мыши, и эти клетки самоорганизовывались в структуры, которые можно было культивировать. Клетки мышиных яичек обеспечивали питание и защиту будущим половым клеткам, тем не менее сперматогенез останавливался на ранней стадии, аналогичной той, которая наблюдается у эмбриона человека.

В новой работе авторы пересадили свои трехмерные структуры из двух типов клеток (эти структуры они назвали ксеногенными реконструированными яичками, xrTestis) в капсулу почки иммунодефицитных мышей — область, в которой трансплантаты хорошо сохраняют жизнеспособность. В организме мыши трансплантат формировал структуры, подобные семенным канальцам, в которых появлялись человеческие сперматогонии и сперматоциты. Зрелые сперматозоиды получить все еще не удалось.

Некоторые исследователи выращивали яйцеклетки и сперматозоиды мышей из ИПСК, полученных из кожи. (И даже яйцеклетку из клетки самца — широко известна работа японских исследователей, получивших таким образом потомство от двух самцов). Однако с клетками приматов пока не получается этого добиться.

Над выращиванием половых клеток in vitro работают и частные компании. В июне Conception из США сообщила о получении незрелых человеческих яйцеклеток из стволовых клеток. В мае еще одна американская компания, Paterna Biosciences, объявила, что вырастила зрелые сперматозоиды — правда, не из стволовых клеток, а из незрелых сперматозоидов, полученных сч помощью биопсии.