Kryokonservering av testikelvävnad
Kryokonservering av testikelvävnad är en experimentell metod som används för att bevara fertiliteten hos män i prepuberteten, eller män som inte kan producera spermier, för att ge dem möjlighet att få biologiska barn.
Nuvarande förstahandsbehandling för att bibehålla fertilitet hos män som genomgår behandling som skadar testikelvävnaden är kryokonservering av spermier . Hos pojkar som ännu inte har börjat producera spermier är detta inte möjligt, så kryokonservering av testikelvävnad har föreslagits som alternativ terapi. Denna metod är fortfarande experimentell och inte allmänt tillgänglig kliniskt, och hur man kan återställa fertiliteten med kryokonserverad vävnad är okänt och experimentellt.
Indikationer
En orsak till infertilitet hos män är den medicinska behandlingen som används för att behandla cancer (kemoterapi eller strålbehandling), eftersom den kan ha en toxisk effekt på den spermieproducerande vävnaden i testiklarna. För prepubertala pojkar som genomgår cancerbehandling och som ännu inte har börjat producera spermier är konservering av själva sperma inte ett alternativ. Istället kan kryokonservering av testikelvävnad före cancerbehandling erbjudas för att bevara fertiliteten. Detta är tillgängligt i ett begränsat antal forskningscentra. Senare i livet, om den drabbade individen bestämmer sig för att ha biologiska barn, kan deras vävnad hämtas från en vävnadsbank.
En annan orsak till manlig infertilitet är Klinefelters syndrom . Detta är en kromosomavvikelse (XY-individ med extra X- kromosomer ) som orsakar förlust av könsceller tidigt i livet. Aktuell forskning tyder på att kryokonservering av testikelvävnad för prepubertala individer kan ha lovande resultat för att använda vävnaden för att producera spermier senare i livet, men är mindre sannolikt att vara effektivt om testikelvävnaden tas från äldre individer.
I framtiden har kryokonservering av testikelvävnad potential att användas för att hjälpa transpersoner att få barn. Återigen, i ett scenario där en transsexuell kvinna börjar övergå före sperma (början av spermieproduktion, i genomsnitt vid 13,5 år), kan spermaproducerande vävnad bevaras istället. Spermierna som produceras från denna vävnad kan användas vid konstgjord befruktning. Det har dock ännu inte rapporterats några graviditeter med denna metod.
Procedur
För pre-pubertala pojkar som genomgår kemoterapi , eller någon annan behandling som kan vara signifikant gonadotoxisk, inkluderar alternativen för att bevara fertiliteten kryokonservering av testikelvävnad (TT). Denna procedur görs helst innan någon behandling påbörjas för att undvika mutagena effekter av detta på de könsceller som bevaras. Dessa procedurer är fortfarande experimentella och tydliga riktlinjer för återställande av fertilitet efter kryokonservering av TT har ännu inte publicerats.
Testikelfragment hämtas under operationen och placeras omedelbart i ett transportmedium vid 4 – 8 °C för att minska kontamineringen. Det är möjligt att frysa antingen hel vävnad eller cellsuspensioner från den extraherade TT, även om hel vävnad bevarar förmågan att bedriva både cell- eller vävnadsbaserade terapier i framtiden och används därför mer allmänt. TT placeras sedan i kryorör, oftast innehållande sackaros; ett icke-penetrerande kryoskyddande medel (CPA). CPA:er tillsätts för att öka membranstabiliteten under uttorkningsfasen och minska skador på cellstrukturen vid kryokonservering av vävnad. Kryokonservering kan antingen göras genom långsam frysning eller förglasning.
Långsam frysning och förglasning
Långsam frysning gör att temperaturen på cellerna och det omgivande mediet kan modifieras på ett kontrollerat sätt, vilket maximerar uttorkningen av cellerna innan temperaturer uppnås som gör att intracellulär is bildas – detta minskar sannolikheten för skada från iskristaller. Förglasning fryser vävnaden i en "ultrasnabb" hastighet, med en högre koncentration av CPA för att stabilisera vävnaden. Denna metod tillåter snabb kylning av cellerna utan mekaniska störningar på cellkroppen.
Aktuella utmaningar
Procedur
Det har funnits många utmaningar när det gäller kryokonservering av testikelvävnad, varav många beror på att mycket lite vävnad är tillgänglig för forskning och avsaknaden av långtidsstudier. Testikelbiopsier för kryokonservering har utförts bland många forskningscentra som leder till variation i proceduren och optimal procedur är ännu inte fastställd .
Transport
Efter att vävnaden för kryokonservering har biopsierats måste den transporteras. Vävnaden måste förbli livsduglig under denna process. Det finns många viktiga variabler som temperatur, biopsistorlek, transporttid och lagringsmedium. Alla dessa kan påverka vävnadens framtida livsduglighet men det finns för närvarande inga långtidsstudier eller optimala riktlinjer.
Generation av spermier
Syftet med att kryokonservera testikelvävnad är att generera livskraftiga spermier. Det har ännu inte genererats spermier med hjälp av human kryokonserverad testikelvävnad så vi vet inte om detta skulle lyckas. Vi har dock genererat funktionella spermier som kan befrukta oocyter med hjälp av djurmodeller inklusive primater.
Malign kontaminering
Kontaminering av testikelvävnaden för kryokonservering av maligna celler är ett problem. I en gnagarmodell har det visat sig att om maligna celler finns i den kryokonserverade vävnaden kan det orsaka återfall av den malignitet som transplanterats in i värden. Det har prövats metoder för att ta bort de maligna cellerna från vävnaden, men dessa är fortfarande bara experimentella och inte tillförlitliga.
Genetisk stabilitet
Det är viktigt att överväga den genetiska stabiliteten hos könscellerna som kommer att produceras efter transplantationen av den kryokonserverade vävnaden. I musstudier har det observerats några epigenetiska förändringar som verkar vara obetydliga. I mänsklig kultur observerades epigenetiska förändringar i metyleringsstatus för flera inpräntade gener, men betydelsen av detta har ännu inte fastställts.
Etiska betänkligheter
På grund av arten av kryokonservering av testikelvävnad måste etiska problem elimineras innan denna teknik kan användas kliniskt. Den experimentella interventionen hos prepubertala pojkar är ett centralt bekymmer med bevarande av fertilitet. Eftersom barn är inblandade måste en grundlig övervägande av riskerna kontra fördelarna övervägas. Men bristen på bevisade data om teknikens effektivitet väcker frågor om medicinsk etik . Dessutom måste strukturella och sociala etiska frågor beaktas, såsom de ekonomiska kostnaderna och förfarandets tillgänglighet.
Framtida applikationer
Spermatogonial stamcell (SSC) transplantation, in vitro spermatogenes och testikelvävnadstransplantation är tre metoder under utveckling för fertilitetsåterställning av kryokonserverad testikelvävnad. För det första, SSC-transplantation, den enda tekniken som tillåter naturlig befruktning att hända involverar isolering av testikelceller från den kryokonserverade vävnaden i ett försök att växa SSC-numret. Dessa SSC:er transplanteras sedan in i testiklarna där de kommer att utföra spermatogenes och producera spermier kontinuerligt. Testikelvävnadstransplantation, ett alternativt tillvägagångssätt involverar transplantation av fragment av testikelvävnad till homotypa eller ektopiska platser. Slutligen in vitro ett tillvägagångssätt som skulle kunna användas hos patienter med maligna hematologiska sjukdomar för att minska risken för att återinföra maligna celler tillbaka i kroppen, detta kräver mer forskning om experimentella tillstånd.