RU2669027C1 - Method of stimulation of impaired spermatogenesis and synthesis of testosterone using transplantation of the neonatal testicular tissue - Google Patents
Method of stimulation of impaired spermatogenesis and synthesis of testosterone using transplantation of the neonatal testicular tissue Download PDFInfo
- Publication number
- RU2669027C1 RU2669027C1 RU2017113483A RU2017113483A RU2669027C1 RU 2669027 C1 RU2669027 C1 RU 2669027C1 RU 2017113483 A RU2017113483 A RU 2017113483A RU 2017113483 A RU2017113483 A RU 2017113483A RU 2669027 C1 RU2669027 C1 RU 2669027C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tissue
- testosterone
- neonatal
- spermatogenesis
- testicle
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K35/00—Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
- A61K35/12—Materials from mammals; Compositions comprising non-specified tissues or cells; Compositions comprising non-embryonic stem cells; Genetically modified cells
- A61K35/48—Reproductive organs
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M37/00—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Immunology (AREA)
- Anesthesiology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Reproductive Health (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Developmental Biology & Embryology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Virology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине, а именно к урологии и андрологии, и направлено на повышение эффективности лечения половых расстройств с помощью клеточной и тканевой терапии.The invention relates to medicine, namely to urology and andrology, and is aimed at increasing the effectiveness of the treatment of sexual disorders using cell and tissue therapy.
Проблема сохранения мужского здоровья, в частности, половой функции, приобретает все большее значение в связи с изменением образа жизни населения и ухудшения экологической ситуации. Возрастает частота развития эректильной дисфункции и мужского бесплодия. Наиболее часто это состояние связано с развитием андрогенного дефицита (снижением концентрации тестостерона и дигидротестостерона в крови) вследствие возрастных, профессиональных или медицинских причин (Ferrini М.G., Gonzalez-Cadavid N.F., Rajfer J. Aging related erectile dysfunction-potential mechanism to halt or delay its onset. Transl. Androl. Urol. 2017 Feb; 6(1): 20-27. doi: 10.2103/tau.2016.11.18).Процент бесплодных супружеских пар, в которых причиной бесплодия является нарушения сперматогенеза, достигает 15-20% (Punab М., Poolamets О., Paju P., Vihljajev V., Pomm К., Ladva R., Korrovits P., Laan M. Causes of male infertility: a 9-year prospective monocentre study on 1737 patients with reduced total spermcounts. Hum. Reprod. 2017. Jan; 32 (1): 18-31. Тюзиков И.А. Метаболический синдром и мужское бесплодие (обзор литературы). Андрология и генитальная хирургия. 2013; 2: 5-10). Причины ухудшения сперматогенеза могут быть различными - генетические нарушения, крипторхизм, перенесенные инфекционные заболевания, токсические воздействия, радиация, химиотерапия и др., но в конечном итоге они сводятся к 2 патологическим изменениям: блокированию созревания сперматозоидов на разных уровнях и нарушение синтеза тестостерона с развитием андрогенной недостаточности.The problem of maintaining men's health, in particular, sexual function, is becoming increasingly important in connection with a change in the lifestyle of the population and the deterioration of the environmental situation. The incidence of erectile dysfunction and male infertility is increasing. Most often, this condition is associated with the development of androgen deficiency (a decrease in the concentration of testosterone and dihydrotestosterone in the blood) due to age, occupational or medical reasons (Ferrini M.G., Gonzalez-Cadavid NF, Rajfer J. Aging related erectile dysfunction-potential mechanism to halt or delay its onset. Transl. Androl. Urol. 2017 Feb; 6 (1): 20-27. doi: 10.2103 / tau.2016.11.18). The percentage of infertile couples in which infertility is caused by impaired spermatogenesis reaches 15-20 % (Punab M., Poolamets O., Paju P., Vihljajev V., Pomm K., Ladva R., Korrovits P., Laan M. Causes of male infertility: a 9-year prospective monocentre study on 1737 patients with reduced total spermcou nts. Hum. Reprod. 2017. Jan; 32 (1): 18-31. Tyuzikov IA Metabolic syndrome and male infertility (literature review). Andrology and genital surgery. 2013; 2: 5-10). The reasons for the deterioration of spermatogenesis can be different - genetic disorders, cryptorchidism, previous infectious diseases, toxic effects, radiation, chemotherapy, etc., but in the end they come down to 2 pathological changes: blocking sperm maturation at different levels and impaired testosterone synthesis with the development of androgen insufficiency.
Наиболее распространенным способом лечения эректильной дисфункции и нарушений сперматогенеза является гормональная терапия с использованием различных препаратов тестостерона разной длительности действия (Davidiuk A.J., Broderick G.A. Adult-onset hypogonadism: evaluation and role of testosterone replacement therapy. Transl. Androl. Urol. 2016 Dec; 5 (6): 824-833. doi: 10.21037/tau.2016.09.02. Shoskes J.J., Wilson M.K., Spinner M.L. Pharmacology of testosterone replacement therapy preparations. Transl. Androl. Urol. 2016. Dec; 5 (6): 834-843. doi: 10.21037/tau.2016.07.10.). Однако, при длительном применении эффективность этой терапии снижается и часто развиваются побочные эффекты в виде метаболических нарушений и аллергических реакций, что заставляет отменять эту терапию (Sperling Н. Side effects of erectile dysfunction drug treatment. Urologe A. 2017. Mar 1. doi: 10.1007/s00120-017-0341-4).The most common method for treating erectile dysfunction and spermatogenesis disorders is hormone therapy using various testosterone preparations of different durations of action (Davidiuk AJ, Broderick GA Adult-onset hypogonadism: evaluation and role of testosterone replacement therapy. Transl. Androl. Urol. 2016 Dec; 5 ( 6): 824-833. Doi: 10.21037 / tau.2016.09.09.02. Shoskes JJ, Wilson MK, Spinner ML Pharmacology of testosterone replacement therapy drugs. Transl. Androl. Urol. 2016. Dec; 5 (6): 834-843 . doi: 10.21037 / tau.2016.07.07.10.). However, with prolonged use, the effectiveness of this therapy decreases and often side effects in the form of metabolic disorders and allergic reactions develop, which forces to cancel this therapy (Sperling N. Side effects of erectile dysfunction drug treatment. Urologe A. 2017. Mar 1. doi: 10.1007 / s00120-017-0341-4).
Развитие клеточных технологий с использованием трансплантации стволовых клеток открывает новые возможности в лечении этих состояний.The development of cell technology using stem cell transplantation opens up new possibilities in the treatment of these conditions.
Известен способ лечения андрогенной недостаточности путем трансплантации в яичко аллогенных тестостерон-продуцирующих клеток Лейдига (Кирпатовский И.Д., Дендеберов Е.С. Аллотрансплантация культуральных неонатальных андрогенпродуцирующих клеток Лейдига. Вестник Российской академии медицинских наук 1994; 4: 42-46).A known method of treating androgen deficiency by transplanting into the testis allogeneic testosterone-producing Leydig cells (Kirpatovsky ID, Dendeberov ES Allotransplantation of cultural neonatal androgen-producing Leydig cells. Bulletin of the Russian Academy of Medical Sciences 1994; 4: 42-46).
Также известны способ стимуляции нарушенного сперматогенеза и коррекции андрогенной недостаточности с помощью интратестикулярной трансплантации стволовых клеток костного мозга (Lue Y., Erkkila К., Liu P.Y., Ma K., Wang С., Hikim A. S., Swerdloff R.S. Fate of bone marrow stem cells transplanted into the testis: potential implication for men with testicular failure. Am. J. Pathol. 2007 Mar; 170 (3): 899-908) или мезенхимными клетками жировой ткани (Камалов А.А., Сухих Г.Т., Зарайский Е.И., Кирпатовский В.И., Охоботов Д.А., Полтавцева Р.А., Каменская К.А., Макаров Е.А. Изменение популяции клеток Лейдига на фоне различный вариантов экспериментальной терапии обогащенными клеточными культурами. Естественные и технические науки. 2010. №4. С. 95-99).Also known is a method of stimulating impaired spermatogenesis and correcting androgen deficiency using intratesticular bone marrow stem cell transplantation (Lue Y., Erkkila K., Liu PY, Ma K., Wang C., Hikim AS, Swerdloff RS Fate of bone marrow stem cells transplanted into the testis: potential implication for men with testicular failure. Am. J. Pathol. 2007 Mar; 170 (3): 899-908) or mesenchymal cells of adipose tissue (Kamalov A.A., Sukhikh G.T., Zaraysky E .I., Kirpatovsky V.I., Okhobotov D.A., Poltavtseva R.A., Kamenskaya K.A., Makarov E.A. Changes in the Leydig cell population against the background of various experimental options th therapy enriched cell cultures. Natural and Technical Sciences. 2010.
Недостатками этих способов являются сложность выделения стволовых клеток из биологического материала, ограниченное количество выделенной клеточной массы и необходимость длительного культивирования для размножения стволовых клеток в достаточном количестве. Процедура получения стволовых клеток, сохранение их жизнеспособности, культивирование в питательных средах для получения достаточно большого количества клеточной массы являются сложными дорогостоящими процедурами, требующими специального сложного оборудования и высокой квалификации специалистов, занимающихся в области клеточных технологий. Кроме того, количество жизнеспособных клеток и их пролиферативный потенциал после пересадки достаточно быстро снижается, что может быть связано с изменением их микроокружения (так называемой «ниши»), и это может уменьшать эффективность клеточной терапии в отдаленном периоде.The disadvantages of these methods are the difficulty of isolating stem cells from biological material, the limited number of selected cell mass and the need for long-term cultivation for the multiplication of stem cells in sufficient quantities. The procedure for obtaining stem cells, maintaining their viability, culturing in nutrient media to obtain a sufficiently large amount of cell mass are complex and expensive procedures that require special sophisticated equipment and highly qualified specialists in the field of cell technology. In addition, the number of viable cells and their proliferative potential after transplantation decreases quite quickly, which may be due to a change in their microenvironment (the so-called "niche"), and this can reduce the effectiveness of cell therapy in the long term.
Наиболее близким аналогом к заявляемому способу (прототип) является способ стимуляции сперматогенеза и синтеза тестостерона с помощью инъекции в поврежденное яичко культивированных клеток яичка плодов человека (Камалов А.А., Сухих Г.Т., Кирпатовский В.И., Зарайский Е.И., Полтавцева Р.А., Плотников Е.Ю., Кудрявцев Ю.В., Ефремов Е.А., Охоботов Д.А. Особенности регенерации тестикулярной ткани и восстановление фертильности у крыс на фоне ксенотрансплантации обогащенных стволовых и прогениторных клеточных культур при двухстороннем абдоминальном крипторхизме // Урология. 2008. №6. С. 4-7.). Введение в яичко с нарушенным сперматогенезом (экспериментальная модель абдоминального крипторхизма) культуры клеток яичка плодов или стволовых клеток костного мозга человека приводило к регенерации сперматогенного эпителия и улучшению фертильности самцов. Недостатками этого способа являются сложность получения клеточного материала, его небольшое количество, что требует длительного культивирования для получения клеточной массы, необходимость использования дорогостоящих реактивов и оборудования. Кроме того, необходимый лечебный эффект развивается медленно - в пределах 3 и более месяцев. Существенным недостатком метода также является маловыраженное влияние пересаженных стволовых клеток на восстановление сниженного синтеза тестостерона клетками Лейдига.The closest analogue to the claimed method (prototype) is a method of stimulating spermatogenesis and testosterone synthesis by injection of cultured human testicle cells into an injured testicle (Kamalov A.A., Sukhikh G.T., Kirpatovsky V.I., Zaraysky E.I. ., Poltavtseva R.A., Plotnikov E.Yu., Kudryavtsev Yu.V., Efremov EA, Okhobotov DA Features of testicular tissue regeneration and restoration of fertility in rats on the background of xenograft enriched stem and progenitor cell cultures with bilateral abdominal riptorhizme // Urology. 2008. №6. pp 4-7.). The introduction into the testis with impaired spermatogenesis (an experimental model of abdominal cryptorchidism) of the testicular cell culture of human fetuses or stem cells of the bone marrow led to the regeneration of spermatogenic epithelium and improved male fertility. The disadvantages of this method are the difficulty of obtaining cellular material, its small amount, which requires prolonged cultivation to obtain cell mass, the need to use expensive reagents and equipment. In addition, the necessary therapeutic effect develops slowly - within 3 or more months. A significant drawback of the method is also the mild effect of transplanted stem cells on the restoration of reduced testosterone synthesis by Leydig cells.
Целью данного изобретения является повышение эффективности коррекции нарушения сперматогенеза и андрогенной недостаточности.The aim of this invention is to increase the efficiency of correction of spermatogenesis disorders and androgen deficiency.
Поставленная цель достигается использованием свежеудаленной или криоконсервированной ткани неонатального яичка плода или новорожденного, содержащей большое количество стволовых клеток, и ее пересадкой в поврежденное яичко или под капсулу почки, что позволяет сохранить все положительные эффекты клеточной терапии при минимизации негативных эффектов изоляции стволовых клеток от их микроокружения и материальных затрат, а также ускорить наступление стимулирующего эффекта. Высокий регенераторный потенциал клеток пересаженной ткани способствует ее приживлению и размножению клеток, что приводит к прогрессивному увеличению массы трансплантата, числа семенных канальцев, и новообразованных клеток Лейдига. Этому же способствует сохранение микроокружения («ниши») стволовых клеток. В итоге формируется новая анатомическая структура, гистологически идентичная ткани яичка. При этом выделяемые клетками трансплантата факторы пролиферации способствуют восстановлению популяции сперматогенного эпителия и клеток Лейдига и их способности синтезировать тестостерон, что восстанавливает андрогенный статус и также стимулирует сперматогенез. Терапевтический эффект не только сохраняется длительное время, но и улучшается по мере увеличения массы имплантата. Стойкое приживление обусловлено также чем, что неонатальная ткань пересаживается в иммунологически привилегированные места - под капсулу почки и под белочную оболочку яичка, что значительно снижает вероятность развития отторжения даже при выраженные антигенных различиях трансплантата и организма-хозяина.The goal is achieved by using freshly removed or cryopreserved tissue of the neonatal testicle of the fetus or newborn containing a large number of stem cells, and its transplantation into the damaged testicle or under the capsule of the kidney, which allows you to save all the positive effects of cell therapy while minimizing the negative effects of isolation of stem cells from their microenvironment and material costs, and also accelerate the onset of the stimulating effect. The high regenerative potential of the cells of the transplanted tissue contributes to its engraftment and proliferation of cells, which leads to a progressive increase in the mass of the graft, the number of seminiferous tubules, and newly formed Leydig cells. The preservation of the microenvironment (“niche”) of stem cells also contributes to this. As a result, a new anatomical structure is formed that is histologically identical to the tissue of the testis. At the same time, proliferation factors secreted by graft cells contribute to the restoration of the spermatogenic epithelium and Leydig cells and their ability to synthesize testosterone, which restores androgenic status and also stimulates spermatogenesis. The therapeutic effect not only persists for a long time, but also improves as the mass of the implant increases. A persistent engraftment is also due to the fact that the neonatal tissue is transplanted to immunologically privileged places - under the capsule of the kidney and under the white membrane of the testicle, which significantly reduces the likelihood of rejection even with pronounced antigenic differences between the graft and the host body.
Заявляемый способ осуществляется следующим образом.The inventive method is as follows.
У плодов в поздних стадиях неонатального развития или новорожденных удаляют яички, измельчают их на фрагменты размером 0,5×0,5 мм и после промывания в физиологическом растворе сразу пересаживают реципиенту или подвергают криоконсервации. При пересадке неконсервированной ткани плодного яичка под капсулу почки выделяют почку из жировой капсулы, делают небольшой надрез соединительнотканной капсулы по наружному краю, с помощью миниатюрного зонда с затупленным концом формируют канал в субкапсулярном пространстве, стараясь не повредить паренхиму почки, и в этот канал помещают фрагмент неонатального яичка. После этого на разрез капсулы накладывают один шов атравматической рассасывающейся нитью.In fetuses in the late stages of neonatal development or in newborns, the testes are removed, crushed into 0.5 × 0.5 mm fragments, and after washing in physiological saline, the recipient is immediately transplanted or cryopreserved. When transplanting unconserved tissue of the fetal testicle under the kidney capsule, a kidney is isolated from the fat capsule, a small incision is made in the connective tissue capsule along the outer edge, using a miniature probe with a blunt end, form a channel in the subcapsular space, trying not to damage the kidney parenchyma, and a neonatal fragment is placed in this channel testicles. After that, one seam is applied to the incision of the capsule with an atraumatic absorbable thread.
При пересадке неконсервированной ткани неонатального яичка под белочную оболочку яичка вскрывают мошонку, выводят яичко в рану, делают небольшой надрез белочкой оболочки в бессосудистой зоне, через него с помощью миниатюрного зонда формируют канал, в который имплантируют фрагмент неонатального яичка. На разрез белочной оболочки накладывают один шов атравматической рассасывающейся нитью.When a non-preserved tissue of the neonatal testicle is transplanted under the testicle, the scrotum is opened, the testicle is taken out into the wound, a small incision is made of the testis by the squirrel in the avascular zone, through which, using a miniature probe, a channel is formed into which a fragment of the neonatal testicle is implanted. One suture with an atraumatic absorbable suture is applied to the incision of the tunica albuginea.
Для криоконсервации фрагментированная ткань неонатального яичка помещается в криозащитный раствор комнатной температуры следующего состава (в ммоль\л): натрий - 9,3, калий - 115, магний - 4,7, хлор - 15, фосфаты - 57,6, сульфаты - 4,7, бикарбонат - 9,3, сахароза - 300. После 5-минутнеой инкубации в раствор добавляется криопротектор диметилсульфоксид (ДМСО) сначала до концентрации 5%, через 10 минут до 10% и еще через 10 минут до 15%. После 10-минутной инкубации фрагменты ткани неонатального яичка помещают в сухую пластиковую пробирку и переносят в морозильную камеру с температурой -90°C, где они хранятся до трансплантации. Перед пересадкой пробирки с тканью извлекают их морозильной камеры, помещают в водяную баню при +37°C и после полного оттаивания (примерно через 1 минуту) переносят в раствор, аналогичный криозашитному, но с концентрацией ДМСО 10%. Через 10 минут инкубации ткань переносят в раствор с концентрацией ДМСО 5%, а еще через 10 минут - в раствор без ДМСО. Спустя еще 10 минут ткань подготовлена к пересадке, которую осуществляют по методике, описанной выше.For cryopreservation, the fragmented tissue of the neonatal testicle is placed in a cryoprotective room temperature solution of the following composition (in mmol / l): sodium - 9.3, potassium - 115, magnesium - 4.7, chlorine - 15, phosphates - 57.6, sulfates - 4 , 7, bicarbonate - 9.3, sucrose - 300. After a 5-minute incubation, the cryoprotectant dimethyl sulfoxide (DMSO) is added to the solution at first to a concentration of 5%, after 10 minutes to 10%, and after 10 minutes to 15%. After a 10-minute incubation, neonatal testicle tissue fragments are placed in a dry plastic tube and transferred to a -90 ° C freezer, where they are stored until transplantation. Before transplanting, tissue tubes are removed from their freezer, placed in a water bath at + 37 ° C and after complete thawing (after about 1 minute), they are transferred to a solution similar to cryo-sewn, but with a DMSO concentration of 10%. After 10 minutes of incubation, the tissue is transferred to a solution with a DMSO concentration of 5%, and after 10 minutes to a solution without DMSO. After another 10 minutes, the tissue is prepared for transplantation, which is carried out according to the method described above.
Эффективность заявляемого способа подтверждается следующими примерами.The effectiveness of the proposed method is confirmed by the following examples.
Пример 1. Доказательство приживления пересаженной ткани неонатального яичка во взрослом организме.Example 1. Evidence of engraftment of transplanted neonatal testicular tissue in an adult.
Пяти взрослым половозрелым крысам самцам произвели пересадку свежеудаленной ткани неонатального яичка, полученной от новорожденных крысят через 1-2 дня после рождения под капсулу почки по описанной методике. При обследовании оперированных животных через 1, 3, и 6 месяцев во всех случаях обнаружили, что под почечной капсулой выявлялась новообразованная ткань, которая при гистологическом исследовании оказалась идентичной ткани яичка. С увеличением сроков наблюдения масса имплантата возрастала (Фиг. 1А. Б), при этом гистологическое исследование показало, что незрелая тестикулярная ткань, выявляемая через 1 месяц после пересадки трансформируется в нормальную ткань яичка взрослого организма с признаками завершенного сперматогенеза в семенных канальцах. (Фиг. 2А. Б).Five adult sexually mature male rats underwent transplantation of freshly removed tissue of the neonatal testicle obtained from newborn rat pups 1-2 days after birth under a kidney capsule according to the described procedure. When examining the operated animals after 1, 3, and 6 months in all cases, it was found that under the renal capsule a newly formed tissue was revealed, which, upon histological examination, turned out to be identical to the testicular tissue. With an increase in the observation time, the mass of the implant increased (Fig. 1A. B), while histological examination showed that immature testicular tissue detected 1 month after transplantation was transformed into normal testicular tissue of the adult body with signs of completed spermatogenesis in the seminiferous tubules. (Fig. 2A. B).
Еще 5 крысам произвели аналогичную трансплантацию неонатальной тестикулярной ткани от новорожденных крысят под белочную оболочку яичка взрослых самцов. При наблюдении через 1, 3 и 6 месяцев, как и в предыдущих опытах, выявляли новообразованную тестикулярную ткань, расположенную под белочной оболочкой (Фиг. 3).Another 5 rats underwent a similar transplantation of neonatal testicular tissue from newborn rat pups under the albumen of the testis of adult males. When observed after 1, 3, and 6 months, as in previous experiments, a newly formed testicular tissue located under the protein coat was detected (Fig. 3).
Этот пример подтверждает стойкое приживление пересаженной ткани аллогенного неонатального яичка во взрослом организме, как под капсулой почки, так и под белочной оболочкой яичка.This example confirms the persistent engraftment of the transplanted tissue of an allogeneic neonatal testicle in the adult body, both under the capsule of the kidney and under the white membrane of the testicle.
Пример 2. Доказательство способности пересаженной ткани неонатального яичка синтезировать тестостерон при пересадке под капсулу почки.Example 2. Proof of the ability of transplanted tissue of the neonatal testicle to synthesize testosterone when transplanted under a kidney capsule.
Произвели пересадку ткани неонатального яичка от новорожденных крысят по вышеописанной методике под капсулу почки 5 ранее кастрированным крысам-самцам, а 5 кастрированных самцов служили контролем (трансплантации не проводили). Динамическое определение концентрации тестостерона в крови кастрированных крыс значительно снижалось с 2,39±0,12 нг/мл до 0,61±0,04нг/мл и сниженные значения сохранялись на этом уровне с небольшими колебаниями весь срок наблюдения (до 6 месяцев). В опытах с трансплантацией ткани неонатальных яичек через 1 месяц уровень тестостерона возрастал до 0,73±0,02нг/мл, через 3 месяца - до 1,08±0,09 нг/мл, а через 6 месяцев до 1,72±0,14 нг/мл.Neonatal testicular tissue was transplanted from newborn rats according to the method described above under a kidney capsule to 5 previously castrated male rats, and 5 castrated males served as a control (no transplantation was performed). The dynamic determination of testosterone concentration in the blood of castrated rats significantly decreased from 2.39 ± 0.12 ng / ml to 0.61 ± 0.04 ng / ml and the reduced values remained at this level with slight fluctuations over the entire observation period (up to 6 months). In experiments with neonatal testicular tissue transplantation, after 1 month the testosterone level increased to 0.73 ± 0.02 ng / ml, after 3 months to 1.08 ± 0.09 ng / ml, and after 6 months to 1.72 ± 0 , 14 ng / ml.
Таким образом, пересаженная ткань неонатального яичка способна не только приживать во взрослом организме, но и синтезировать тестостерон, что позволяет компенсировать андрогенный дефицит взрослого организма.Thus, the transplanted tissue of the neonatal testicle can not only survive in the adult body, but also synthesize testosterone, which can compensate for the androgen deficiency of the adult body.
Пример 3. Доказательство способности пересаженной ткани неонатального яичка восстанавливать нарушенный сперматогенез и синтез тестостерона при ее пересадке под белочную оболочку поврежденного яичка.Example 3. Proof of the ability of transplanted tissue of the neonatal testicle to restore impaired spermatogenesis and testosterone synthesis when it is transplanted under the white membrane of the damaged testicle.
У 12 крыс вызывали нарушение сперматогенеза и синтеза тестостерона путем перемещения на 3 недели яичек в брюшную полость с последующим их низведением обратно в мошонку (модель абдоминальной формы крипторхизма). В контрольной серии (5 крыс) никаких терапевтических воздействий не проводили. В опытной серии (7 крыс) перед низведением крипторхированных яичек в мошонку производили имплантацию ткани неонатальных яичек под их белочную оболочку.In 12 rats, spermatogenesis and testosterone synthesis were disturbed by moving the testes for 3 weeks into the abdominal cavity and then releasing them back into the scrotum (model of the abdominal form of cryptorchidism). In the control series (5 rats) no therapeutic effects were performed. In the experimental series (7 rats), before the cryptorchidized testes were brought down into the scrotum, neonatal testicular tissue was implanted under their albumen.
При исследовании состояния сперматогенеза у контрольных крыс выявили его выраженное нарушение с блоком созревания половых клеток на уровне сперматогоний и сперматоцитов 1-го порядка. В отдельных канальцах выявлялись только клетки Сертолли (Фиг. 4А). При наблюдении до 6 месяцев отмечалось незначительное улучшение состояния сперматогенного эпителия. В опытной серии уже через 1 месяц отмечалась существенная стимуляция сперматогенеза вплоть до появления канальцев с полностью завершенным сперматогенезом (до стадии сперматозоидов) (Фиг. 4Б). С увеличением сроков наблюдения доля таких канальцев возрастала.When studying the state of spermatogenesis in control rats, its expressed violation with a block of germination of germ cells at the level of spermatogonia and spermatocytes of the first order was revealed. In individual tubules, only Sertoli cells were detected (Fig. 4A). When observed up to 6 months, a slight improvement in the state of spermatogenic epithelium was noted. In the experimental series, after 1 month, there was a significant stimulation of spermatogenesis up to the appearance of tubules with completely completed spermatogenesis (up to the stage of spermatozoa) (Fig. 4B). With an increase in the duration of observation, the proportion of such tubules increased.
Концентрация тестостерона в крови контрольных крыс оставалась резко сниженной весь срок наблюдения, тогда как в опытной серии уже через 1 месяц выявлялась тенденция к его росту, а через 3 и 6 месяцев его концентрация даже превышала нормальные значения (Фиг. 5).The concentration of testosterone in the blood of control rats remained sharply reduced over the entire observation period, while in the experimental series after 1 month a tendency to its growth was detected, and after 3 and 6 months its concentration even exceeded normal values (Fig. 5).
Данный пример иллюстрирует эффективность трансплантации аллогенной ткани неонатальных яичек под белочную оболочку поврежденного яичка для восстановления нарушенного сперматогенеза и нормализации андрогенного статуса.This example illustrates the effectiveness of transplantation of allogeneic tissue of the neonatal testicles under the albumen of the damaged testicle to restore impaired spermatogenesis and normalize androgen status.
Пример 4. Доказательство эффективности пересадки криоконсервированной ткани аллогенного неонатального яичка для компенсации андрогенного дефицита при трансплантации под капсулу почки.Example 4. Proof of the effectiveness of transplantation of cryopreserved tissue of allogeneic neonatal testis to compensate for androgen deficiency during transplantation under a kidney capsule.
Пяти кастрированным самцам произвели пересадку криоконсервированной ткани аллогенного неонатального яичка под капсулу почки по описанному ранее способу. Пять других кастрированных самцов служили контролем (им пересадку не производили). Определение уровня тестостерона крови выявило стойкое его снижение у контрольных крыс (с 2,39±0,12 нг/мл до 0,61±0,04 нг/мл), тогда как в группе крыс с трансплантацией он через 1 месяц возрос до 0,77±0,02 нг/мл, а через 3 месяца - до 1,51±0,05 нг/мл. Нужно отметить, что эти значения сопоставимы с данными, полученными при пересадке неконсервированной тестикулярной ткани (см. пример №2).Five castrated males transplanted cryopreserved tissue of an allogeneic neonatal testicle under a kidney capsule according to the previously described method. Five other castrated males served as control (they did not transplant). Determination of blood testosterone revealed a steady decrease in control rats (from 2.39 ± 0.12 ng / ml to 0.61 ± 0.04 ng / ml), whereas in the group of rats with transplantation it increased to 0 after 1 month , 77 ± 0.02 ng / ml, and after 3 months - up to 1.51 ± 0.05 ng / ml. It should be noted that these values are comparable with the data obtained during the transplantation of non-preserved testicular tissue (see example No. 2).
Таким образом, криоконсервированная ткань аллогенных неонатальных яичек также способна приживать во взрослом организме и сохраняет свои функциональные свойства, в частности, способность синтезировать тестостерон, повышая его концентрацию в крови до субнормального уровня, что должно является важным фактором восстановления нарушенного сперматогенеза.Thus, the cryopreserved tissue of allogeneic neonatal testicles is also able to survive in the adult body and retains its functional properties, in particular, the ability to synthesize testosterone, increasing its concentration in the blood to a subnormal level, which should be an important factor in restoring impaired spermatogenesis.
Пример 5. Сравнение эффективности заявляемого способа и способа-прототипа.Example 5. Comparison of the effectiveness of the proposed method and the prototype method.
У 15 крыс моделировали абдоминальную форму крипторхизма, перемещая на 3 недели оба яичка в брюшную полость. По истечению этого срока яички низводили в мошонку. При этом у 5 крыс никаких манипуляций не производили (1-я группа, контроль), 5 крысам в яичко пункционно вводили взвесь культивированных клеток яичек плодов человека 16-18 недель гестации (1 млн клеток в 0,1 мл физ. раствора в каждое яичко) (2-я группа, способ-прототип), а еще 5 крысам под белочную оболочку через небольшой разрез помещали ткань яичка, забранного у новорожденных крысят (1-2 дня после рождения) (3-я группа, заявляемый способ). Через 1 месяц определяли массу яичка, концентрацию тестостерона в крови, а также проводили гистологическое исследование яичек, оценивая состояние сперматогенного эпителия и количество Лейдиговских клеток.In 15 rats, the abdominal form of cryptorchidism was modeled by moving both testes into the abdominal cavity for 3 weeks. At the end of this period, the testes were reduced to the scrotum. At the same time, no manipulations were performed in 5 rats (
Результаты исследования показали, что в контрольной группе (1-я группа, без лечения) в подавляющем большинства канальцев происходило выраженное нарушение сперматогенеза с блокированием созревания половых клеток на уровне сперматогониев и сперматоцитов 1-го порядка и наличием многих канальцев, полностью лишенных сперматогенного эпителия. Лишь в единичных канальцах сохранялся сперматогенез (Фиг. 6А). В 2-й группе (способ-прототип) через 1 месяц отмечалось частичное восстановление сперматогенеза, но лишь до стадии сперматоцитов 2-го порядка (Фиг. 6Б). Во 3-й группе (заявляемый способ) восстановление сперматогенеза было более полным. В многих канальцах наблюдали завершенный сперматогенез с выявлением сперматозоидов в их просвете (Фиг. 6В).The results of the study showed that in the control group (
При этом во 3-й группе более значительно восстанавливалась масса яичка. Если без терапии масса яичек после 3-недельного пребывания в брюшной полости и 1 месяца после низведения в мошонку уменьшалась примерно в 2,5 раза, то в опытах с культурой клеток неонатального яичка (2-я группа, прототип) их масса превышала значения, полученные в контрольной серии на 28%, а в опытах с неонатальной тканью яичка (3-я группа, заявляемый способ) - на 78% (таблица). Это свидетельствовала о более выраженной регенерации яичка при использовании заявляемого способа.Moreover, in the 3rd group, testicular mass was more significantly restored. If without therapy, the testicular mass after a 3-week stay in the abdominal cavity and 1 month after being reduced to the scrotum decreased by about 2.5 times, then in experiments with neonatal testicular cell culture (
Также в 3-й группе в большей степени уменьшалась доля канальцев, лишенных эпителия. Если во 2-й группе она снизилась примерно в 2,5 раза, но все же составляла значительный процент, то при использовании заявляемого способа такие канальцы выявлялись крайне редко, составив лишь 1,5-4,5% от общего количества канальцев в гистологическом препарате (таблица).Also in the 3rd group, the proportion of tubules deprived of the epithelium decreased to a greater extent. If in the 2nd group it decreased by about 2.5 times, but still amounted to a significant percentage, then when using the proposed method, such tubules were detected extremely rarely, amounting to only 1.5-4.5% of the total number of tubules in the histological preparation (table).
Важным преимуществом заявляемого способа является более полноценное восстановление гормон-продуцирующей функции крипторхированных яичек. В контрольных опытах концентрация тестостерона в крови снижалась практически в 2 раза. Во 2-й группе (прототип) уровень гормона возрастал на 69%, тогда как в 3-й группе (заявляемый способ) он возрастал на 115% и полностью нормализовался. Более значительная стимуляция синтеза тестостерона в 3-й группе коррелировала со степенью восстановления популяции клеток Лейдига, продуцирующих тестостерон. В контрольной группе количество клеток Лейдига на 1 семенной каналец снижалась более чем в 10 раз. Во 2-й группе (прототип) популяция этих клеток возросла в 6 раз, а в 3-й группе (заявляемый способ) - в 9 раз, приближаясь к нормальным значениям (таблица).An important advantage of the proposed method is a more complete restoration of the hormone-producing function of the cryptorchidized testicles. In control experiments, the concentration of testosterone in the blood decreased almost 2 times. In the 2nd group (prototype), the hormone level increased by 69%, while in the 3rd group (the claimed method) it increased by 115% and completely normalized. A more significant stimulation of testosterone synthesis in the 3rd group correlated with the degree of recovery of the Leydig cell population producing testosterone. In the control group, the number of Leydig cells per 1 seminiferous tubule decreased by more than 10 times. In the 2nd group (prototype) the population of these cells increased 6 times, and in the 3rd group (the claimed method) - 9 times, approaching normal values (table).
Таким образом, заявляемый способ обеспечивает более полноценную регенерацию поврежденного яичка, чем традиционная терапия стволовыми клетками, с выраженной стимуляцией сперматогенеза, вплоть до стадии сперматозоидов, и нормализацией уровня тестостерона крови за счет регенерации клеток Лейдига.Thus, the claimed method provides a more complete regeneration of the damaged testicle than traditional stem cell therapy, with pronounced stimulation of spermatogenesis, up to the stage of sperm, and normalization of blood testosterone due to the regeneration of Leydig cells.
Представленные примеры иллюстрируют высокую эффективность заявляемого способа. Трансплантация неонатальной ткани яичка способствует образованию новой тестикулярной ткани, с высокой способностью синтезировать тестостерон и стимулировать нарушенный сперматогенез в поврежденном яичке. Если имеется необходимость только скорректировать андрогенный дефицит, то возможно пересаживать неонатальную ткань под капсулу почки. Иммунопривилегированность этой зоны обеспечивает приживление даже аллогенной ткани без дополнительной иммунодепрессивной терапии, что чрезвычайно важно для ткани яичка, высокочувствительной к возможному токсическому действию фармпрепаратов. Ее приживление обеспечивает восстановление пула клеток Лейдига и синтеза ими тестостерона, что позволяет ликвидировать андрогенный дефицит.The presented examples illustrate the high efficiency of the proposed method. Transplantation of neonatal testicular tissue promotes the formation of a new testicular tissue, with a high ability to synthesize testosterone and stimulate impaired spermatogenesis in the damaged testicle. If there is a need to only correct androgen deficiency, it is possible to transplant neonatal tissue under the kidney capsule. The immune privilege of this zone ensures the engraftment of even allogeneic tissue without additional immunosuppressive therapy, which is extremely important for testicular tissue highly sensitive to the possible toxic effects of pharmaceuticals. Her engraftment ensures the restoration of the Leydig cell pool and their synthesis of testosterone, which eliminates the androgen deficiency.
Если имеется необходимость не только стимулировать синтез тестостерона, но и активировать нарушенный сперматогенез, то неонатальную тестикулярную ткань можно пересаживать под белочную оболочку поврежденного яичка. Эта зона также является иммунопривилегированной в связи с наличием гемато-тестикулярного барьера, что обеспечивает приживляемость аллогенной ткани. Пролиферация стволовых клеток в сохраненном микроокружении («нише») ведет к образованию новых семенных канальцев с нормальным сперматогенезом. При этом происходит регенерация сперматогенного эпителия в окружающей ткани поврежденного яичка, а также клеток Лейдига в интерстиции. Все это способствует нормализации сперматогенеза и гормонального фона.If there is a need not only to stimulate the synthesis of testosterone, but also to activate impaired spermatogenesis, then neonatal testicular tissue can be transplanted under the white membrane of the damaged testicle. This zone is also immuno-privileged due to the presence of a hemato-testicular barrier, which ensures engraftment of allogeneic tissue. Proliferation of stem cells in a preserved microenvironment (“niche”) leads to the formation of new seminiferous tubules with normal spermatogenesis. In this case, spermatogenic epithelium is regenerated in the surrounding tissue of the damaged testicle, as well as Leydig cells in the interstitium. All this contributes to the normalization of spermatogenesis and hormonal levels.
Помимо биологического эффекта, заявляемы способ ведет к выраженному экономическому эффекту, поскольку исключает необходимость выделения и культивирования стволовых клеток, что требует дорогостоящего импортного оборудования и расходных материалов.In addition to the biological effect, the claimed method leads to a pronounced economic effect, since it eliminates the need for isolation and cultivation of stem cells, which requires expensive imported equipment and supplies.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017113483A RU2669027C1 (en) | 2017-04-19 | 2017-04-19 | Method of stimulation of impaired spermatogenesis and synthesis of testosterone using transplantation of the neonatal testicular tissue |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017113483A RU2669027C1 (en) | 2017-04-19 | 2017-04-19 | Method of stimulation of impaired spermatogenesis and synthesis of testosterone using transplantation of the neonatal testicular tissue |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2669027C1 true RU2669027C1 (en) | 2018-10-05 |
Family
ID=63798165
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017113483A RU2669027C1 (en) | 2017-04-19 | 2017-04-19 | Method of stimulation of impaired spermatogenesis and synthesis of testosterone using transplantation of the neonatal testicular tissue |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2669027C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1688880A1 (en) * | 1989-03-30 | 1991-11-07 | Киевский научно-исследовательский институт эндокринологии и обмена веществ | Method for therapy of male hypogonadism |
RU2406527C1 (en) * | 2009-09-29 | 2010-12-20 | Учреждение Российской академии медицинских наук Научно-исследовательский институт фармакологии Сибирского отделения РАМН | Method of correcting, caused by cytostatic impact |
WO2016079736A2 (en) * | 2014-11-17 | 2016-05-26 | Yeda Research And Development Co. Ltd. | Methods of treating diseases related to mitochondrial function |
JP6256786B1 (en) * | 2017-04-12 | 2018-01-10 | 学校法人福岡大学 | Pharmaceutical composition used for treatment of infertility and method for producing the same |
-
2017
- 2017-04-19 RU RU2017113483A patent/RU2669027C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1688880A1 (en) * | 1989-03-30 | 1991-11-07 | Киевский научно-исследовательский институт эндокринологии и обмена веществ | Method for therapy of male hypogonadism |
RU2406527C1 (en) * | 2009-09-29 | 2010-12-20 | Учреждение Российской академии медицинских наук Научно-исследовательский институт фармакологии Сибирского отделения РАМН | Method of correcting, caused by cytostatic impact |
WO2016079736A2 (en) * | 2014-11-17 | 2016-05-26 | Yeda Research And Development Co. Ltd. | Methods of treating diseases related to mitochondrial function |
JP6256786B1 (en) * | 2017-04-12 | 2018-01-10 | 学校法人福岡大学 | Pharmaceutical composition used for treatment of infertility and method for producing the same |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
NAGANO M. et al. Long-term survival of human spermatogonial stem cells in mouse testes.; Fertil Steril. 2002 Dec; 78(6):1225-33. * |
КАМАЛОВ А.А. и др. Особенности регенерации тестикулярной ткани и восстановление фертильности у крыс на фоне ксенотрансплантации обогащенных стволовых и прогениторных клеточных культур при двухстороннем абдоминальном крипторхизме. Урология, 2008.N6, С. 4-7. * |
КАМАЛОВ А.А. и др. Особенности регенерации тестикулярной ткани и восстановление фертильности у крыс на фоне ксенотрансплантации обогащенных стволовых и прогениторных клеточных культур при двухстороннем абдоминальном крипторхизме. Урология, 2008.N6, С. 4-7. КИСТНЕР Ю. И. Аллотрансплантация микрофрагментов ткани неонатальной поджелудочной железы в семенник при экспериментальном сахарном диабете. Автореф. дис. канд. мед. наук, М., 2004. 16 с. NAGANO M. et al. Long-term survival of human spermatogonial stem cells in mouse testes.; Fertil Steril. 2002 Dec; 78(6):1225-33. * |
КИСТНЕР Ю. И. Аллотрансплантация микрофрагментов ткани неонатальной поджелудочной железы в семенник при экспериментальном сахарном диабете. Автореф. дис. канд. мед. наук, М., 2004. 16 с. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Aubard | Ovarian tissue xenografting | |
Imhof et al. | Orthotopic microvascular reanastomosis of whole cryopreserved ovine ovaries resulting in pregnancy and live birth | |
Paschkis et al. | Tumor growth in partially hepatectomized rats | |
Donahoe et al. | Mullerian inhibiting substance activity in bovine fetal, newborn and prepubertal testes | |
Donfack et al. | Expectations and limitations of ovarian tissue transplantation | |
Kaur et al. | Testisimmune privilege-Assumptions versus facts | |
JP6985703B2 (en) | Sperm activator and its uses | |
Dittrich et al. | Xenotransplantation of cryopreserved human ovarian tissue—a systematic review of MII oocyte maturation and discussion of it as a realistic option for restoring fertility after cancer treatment | |
US20200078492A1 (en) | Process for obtaining a functional dermal substitute of decellurized amniotic membrane from the placenta combination with keratinocytes and its use as an agent for tissue regeneration of the skin | |
Bromfield | The potential of seminal fluid mediated paternal–maternal communication to optimise pregnancy success | |
Gosden | Focus on fertility preservation. Ovary and uterus transplantation | |
Zhang et al. | Immunosuppression in uterine transplantation | |
Kirpatovskii et al. | Ectopic organogenesis after allotransplantation of freshly removed or cryopreserved neonatal testicle under the renal capsule in rats | |
RU2669027C1 (en) | Method of stimulation of impaired spermatogenesis and synthesis of testosterone using transplantation of the neonatal testicular tissue | |
Hadi | Effect of honey on sperm characteristics and pregnancy rate in mice | |
Zhang et al. | A rat model of male pregnancy | |
RU2653779C1 (en) | Method for stimulation of spermatogenesis | |
Becker et al. | An unusual approach to experimental sex inversion in the teleost fish, Betta and Macropodus | |
RU2652902C1 (en) | Method for stimulation of spermatogenesis | |
Qi et al. | Cryopreservation of vascularized ovary: an evaluation of histology and function in rats | |
Parkes | Reproduction and its endocrine control | |
Barten et al. | Transplantation of the testis; from the past to the present | |
Chowdhury et al. | The influence of a cryptorchid milieu on the initiation of spermatogenesis in the rat | |
RU2617042C2 (en) | Method of induction of superovulation in cows-donors embryones with prolongation of activity of hypophysical gonadotropins | |
RU2720470C1 (en) | Method of producing transplant for treating limbal insufficiency |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190420 |