Достижения в области диагностики и лечения онкологических заболеваний значительно улучшили показатели выживаемости больных, особенно молодого возраста. Однако используемые методики лечения отрицательно влияют на репродуктивную функцию пациентов, зачастую приводя к полной утрате возможности продолжения рода. Все больше онкологически больных пациентов заявляют о своем желании использовать методы сохранения фертильности перед началом гонадотоксичной химио- или радиотерапии, а также перед хирургическим лечением [1].
На сегодняшний день существуют две группы методов сохранения фертильности у таких пациентов [18]:
1) криоконсервация неоплодотворенных и оплодотворенных яйцеклеток (эмбрионов);
2) криоконсервация яичниковой ткани.
Первая методика получила широкое распространение в репродуктивной медицине после появления метода витрификации, но она исключает возможность восстановления гормональной функции и наступления спонтанной беременности, сопряжена со значительными финансовыми затратами, а также требует определенного времени для стимуляции суперовуляции и забора необходимого количества яйцеклеток. Возможности этого метода также ограничены при гормонально-зависимых опухолях.
Криоконсервация и последующая аутотрансплантация яичниковой ткани дают возможность сохранить фертильность у пациенток, которым требуется срочная гонадотоксическая терапия агрессивных гормоночувствительных злокачественных опухолей. Данная методика позволяет начать терапию онкологического заболевания непосредственно после забора яичниковой ткани, сохранить репродуктивную и гормональную функции после реимплантации, а также использовать методику в раннем возрасте. Причем качество криоконсервированных образцов не снижается с течением времени.
Как и любой другой метод, аутотрансплантация яичниковой ткани не является абсолютной и имеет свои недостатки. Главные проблемы представляют возможность реимплантации малигнизированных клеток с развитием рецидива онкологического заболевания и сложности с пролонгированием жизни аутотрансплантата после его реимплантации в организм пациентки. Также рассматривается вопрос о возможном осложненном течении последующих беременностей у таких пациенток.
Аутотрансплантация яичниковой ткани является перспективным методом сохранения фертильности. Несмотря на экспериментальный статус данного метода, в мире уже на сегодняшний день с его помощью удалось добиться рождения, как минимум, 42 здоровых детей [3]. Успешность аутотрансплантации яичниковой ткани с последующим восстановлением функции, включая синтез гормонов и достижение спонтанной самостоятельной беременности, показана во многих зарубежных и отечественных публикациях [12—15]. Большое внимание уделяется вопросу сохранения фертильности у совсем юных онкологических больных. Известно, что негативный эффект гонадотоксичной терапии у девочек моложе 10 лет менее выражен, чем у девушек-подростков, что может служить критерием выбора времени для подобной терапии. Возможность последующей транспортировки замороженных фрагментов яичниковой ткани позволяет сделать процедуру криоконсервации не привязанной к конкретной клинике.
Метод аутотрансплантации яичниковой ткани включает забор ткани яичника, этапы замораживания/размораживания образца, а также возврат (реимплантацию) ткани той же пациентке.
Известно, что бо́льшая часть яйцеклеток содержится в примордиальных фолликулах, расположенных в кортикальном слое яичника, поэтому получение даже небольшого объема коркового вещества яичника позволяет сохранить большое количество яйцеклеток [2].
Существует три вида аутотрансплантации яичниковой ткани: трансплантация кортикального слоя, трансплантация яичника и трансплантация фолликулов, так называемый «искусственный яичник» [3]. Показана возможность использования фибрина в качестве матрицы для его создания.
Независимо от вида криоконсервации и метода хирургической тактики, если ожидаемая потеря функции яичника после предполагаемой терапии значительна, рекомендуется забор большего количества ткани [2].
Риск рецидива онкологического заболевания после аутотрансплантации яичниковой ткани на сегодняшний день неизвестен для всех видов рака [2]. Имеются данные, что при онкологических заболеваниях крови (таких как лейкемия) риск повторного заражения максимален. При исследовании 8 образцов яичниковой ткани от больных лейкемией методом полимеразной цепной реакции раковые клетки были обнаружены в 6 образцах [4].
Однако показано, что при заборе яичниковой ткани после достижения ремиссии у пациенток прогноз более благоприятен: выявить злокачественные клетки не удалось ни в одном образце, хотя до этого они выявлялись в 4 из 7 образцов [5]. Пациенткам, страдающим лейкемией, рекомендуется производить забор яичниковой ткани после достижения первой ремиссии, но до пересадки костного мозга, учитывая возможность локализации раковых клеток в межсосудистых промежутках яичника до начала терапии [5].
Сегодня в мире используются две принципиальные методики криоконсервации яичниковой ткани: метод медленного замораживания и витрификация. Перспективным, но не сертифицированным и недостаточно изученным методом является криоконсервация в клатратах ксенона, потенциально позволяющая улучшить показатели жизнеспособности ткани после размораживания. Вне зависимости от используемого в настоящее время вида криоконсервации яичниковой ткани, ее жизнеспособность после размораживания оказывается снижена [7].
Несомненно, выбор метода криоконсервации определяет успешность дальнейшего лечения: общая жизнеспособность ткани, количество и качество фолликулов после размораживания образца оказываются различными, что определяет необходимость поиска оптимального метода криоконсервации и систематической оценки клинически используемых протоколов [8].
Систематическое сравнение методов медленного замораживания и витрификации с последующей оценкой жизнеспособности культуры ткани для установления жизнеспособности ооцитов показало схожие результаты в отношении морфологической целостности [9]. Несмотря на похожие результаты обеих методик, показатели выживаемости клеток гранулезы и целостности стромы при витрификации были выше.
Другое исследование [10] показало преимущество витрификации в сохранении жизнеспособности ооцитов (92%) в сравнении с методикой медленного замораживания (42%). Кроме того, витрификация быстрее в выполнении, дешевле и легко внедряется в лабораторную практику.
Важное значение уделяется также выбору криопротектора: содержание в нем кальция, к примеру, может снижать эффективность программ. Ряд авторов указывают на важность оптимизации температурных режимов при криоконсервации. Возможно, выбор температуры и экспозиция во времени влияют на эффективность процедуры даже более значимо, чем содержание входящих в криопротектор химических веществ. Существуют также данные об улучшении результатов витрификации при добавлении к криопротектору ФСГ и о возможности предсказания эффективности криоконсервации путем исследования уровня ФСГ и антимюллерова гормона, а также путем подсчета числа антральных фолликулов.
Некоторые авторы [11] указывают на преимущества медленного замораживания: несмотря на отсутствие доказанной разницы в качестве фолликулов и их гормональной активности, экспрессия генов глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы, играющей важную роль в процессах гликолиза, а также ряда других метаболических и неметаболических процессов, была значительно снижена в образцах яичниковой ткани, прошедшей витрификацию. Авторы исследования делают вывод, что требуются дальнейшие исследования на эту тему для стандартизации метода криоконсервации яичниковой ткани.
При криоконсервации целого яичника используется как технология медленного замораживания, так и витрификация. Однако обе эти методики сопряжены с такими рисками, как разрушение сосудистой ножки во время криоконсервации, что делает невозможным дальнейшую трансплантацию, разрушение коркового слоя из-за образования микрокристаллов льда вследствие неполного проникновения криопротектора в ткань яичника, ишемия ткани, ограничивающая срок жизни органа после трансплантации, возможность тромбоза сосудистой ножки, а также вероятность сохранения раковых клеток в ткани яичника (например при лейкозе) [4—6].
Для снижения риска рецидива онкологического заболевания после аутотрансплантации яичниковой ткани возможно использовать незрелые ооциты, докультивировав их в лабораторных условиях перед криоконсервацией.
В отечественной литературе [12] имеются единичные описания использования ксенона для криоконсервации яичниковой ткани, в том числе с последующей успешной пересадкой криоконсервированных фрагментов и восстановлением фертильности пациентов.
Ксенон, как газ, не подвергается биотрансформации, слабо растворим в биологических жидкостях организма, однако более значимо, чем остальные инертные газы.
Вследствие метаболической и биохимической инертности ксенон не обладает острой и хронической токсичностью, не нарушает клеточных структур. Известно прямое блокирующее действие газа на нервные клетки [16]. По данным некоторых авторов [17], 80—120 кластеров ксенона могут полностью блокировать как нервную, так и соматическую клетку. Ксенон оказывает свое влияние на клетку трансмембранно — он не может по своим габаритам проникнуть через мембранные каналы.
Ксенон благодаря своим физико-химическим, биофизическим свойствам способен угнетать специфические функции соматических клеток, затрагивая основы метаболизма клетки. На состояние метаболизма клетки ксенон может влиять многосторонне, но не в понимании метаболизма как реакции с возникновением каких-либо жизненно важных органических структур.
Посредством водных структур ксенона возможна блокада клетки, когда в результате волновых взаимодействий прекращаются метаболические процессы, изменяется проницаемость мембраны клетки для кислорода и глюкозы, а рассматривая постксеноновые процессы, можно наблюдать активацию клеточных функций и метаболизма.
В силу своей инертности ксенон не вступает в биохимические реакции и в этом плане не может вызывать метаболические расстройства клетки на субклеточных и молекулярном уровнях. Однако благодаря своим физико-химическим и биофизическим свойствам ксенон опосредованно влияет на метаболизм клетки, который изменяется функционально (до определенного времени), и не вызывает побочных эффектов после прекращения подачи газовой смеси [17].
Кроме того, ряд авторов [17] рассматривают возможность использования ксенона для терапии онкологических заболеваний, что может служить дополнительным поводом для использования этого инертного газа при криоконсервации яичниковой ткани у больных с метастазами. Однако это требует дальнейшего изучения.
Благодаря применению ксенона и некоторых других инертных газов в комплексе с гипотермией удается избежать негативного влияния тканевой ишемии на различные органы и части тела. К примеру, была показана нейропротекторная способность ксенона при охлаждении клеток мозга [19, 20]. In vivo исследования проводились на асфиксированных новорожденных крысах. Показано, что предварительное воздействие ксенона снижало размеры инфаркта мозга. Кроме того, улучшение неврологического статуса сохранялось в течение месяца. Подобные исследования проводятся на клетках человека [21].
Охлаждение и насыщение ткани ксеноном значительно повышают выживаемость донорских органов, в частности почек и сердечной мышцы крыс [22, 23]. В работе С. Спагьяри и соавт. [24], помимо протекторного действия инертных газов, зафиксирован антиапоптический эффект в отношении клеток и митохондрий от применения ксенона и аргона.
В 2006 г. было осуществлено успешное замораживание крысы до –196 °С в специально разработанной барокамере-капсуле в среде тяжелых инертных газов [25]. Выделенное после разморозки сердце животного помогло восстановить сократительную активность сердца крысы-реципиента. Однако данные исследования по ряду причин были прекращены. В США в 2008 г. была проведена успешная заморозка кардиомиоцитов мышей в барокамере в среде ксенон—кислород в парах жидкого азота [26]. Согласно данным электронной микроскопии, указанная смесь газов эффективно сохраняет митохондрии клеток.
Таким образом, разработка универсальной сертифицированной методики криоконсервации яичниковой ткани на сегодняшний день является актуальным вопросом, требующим дополнительных исследований. Одним из возможных методов повышения эффективности криоконсервации может стать использование криоконсервации в клатратах ксенона.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Сведения об авторах
Николай Николаевич Рухляда (Nikolai Nikolaevich Rukhlyada) — тел. +7-911-913-20-20; e-mail: nickolasr@mail.ru
Владимир Алексеевич Казанцев (Vladimir Alekseevich Kazantsev) тел. +7-921-789-06-12; ORCID: orcid.org/0000-0002-9650-8858;
e-mail: mail@vkazantsev.ru
Для корреспонденции: 194100, Россия, Санкт-Петербург, Литовская ул., 2.
194100, Russia, St. Petersburg, Litovskaya street, 2.