Пересадка яичек: Пересадка яичка — цены от 14000 руб. в Москве, 2 адреса

Восстановление нарушенного сперматогенеза после интратестикулярной трансплантации ткани неонатального яичка

В.И. Кирпатовский¹, Г.Ю. Кудрявцев², Л.В. Кудрявцева², Е.В. Фролова³

¹ НИИ урологии и интервенционной радиологии им. Н.А.Лопаткина – филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава РФ
² Медицинский институт РУДН 3 ВИНИТИ РАН

Проблема мужской инфертильности остается чрезвычайно актуальной уже в течение десятилетий, несмотря на достижения в области диагностики причин бесплодия, современной фармакологии и клеточных технологий. Последнее направление представляется весьма перспективным, поскольку современные научные данные свидетельствуют, что трансплантация культивированных клеток с высоким пролиферативным потенциалом (стволовых, прогениторных) различного происхождения (мезенхимных клеток костного мозга, жировой ткани, пупочного канатика, предшественников клеток Лейдига и сперматогониальных клеток) позволяет стимулировать регенерацию и функциональную активность поврежденных тканевых структур [1-5].

Терапевтический эффект во многом связан с действием комплекса факторов роста и цитокинов, секретируемых пересаженными клетками. Более того, показано, что использование продуктов секреции мезенхимных стволовых клеток для стимуляции нарушенного сперматогенеза по эффективности сопоставимо с эффектом трансплантации культуры этих клеток [6].

Для достижения длительного терапевтического эффекта необходимо сохранение жизнеспособности и функциональной активности пересаженных клеток в чужеродной для них зоне за счет воспроизведения благоприятного микроокружения [7- 9]. С этой целью используют различные препараты коллагена, а также бесклеточные матриксы, создающие «ниши» для пересаженных клеток [10,11]. Но наиболее оптимальным является микроокружение собственного органа. Нами ранее было показано, что при трансплантации фрагментов ткани неонатального яичка, богатой низкодифференцированными стволовыми/прогениторными клетками под капсулу почки, происходит стойкое их приживление с формированием типичных органных структур – канальцев, выстланных сперматогенным эпителием, интерстициальных клеток Лейдига, придатка яичка и семявыносящего протока [12].

Все это свидетельствует о кооперативном взаимодействии клеток, пересаженных в составе тканевого трансплантата.

Учитывая эти данные, мы провели исследование на крысах для изучения возможности восстановления нарушенного сперматогенеза при пересадке ткани неонатального яичка под белочную оболочку яичка в модели абдоминального крипторхизма.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Опыты проведены на 20 белых беспородных крысах-самцах массой 250-280 г. Все эксперименты выполнялись в соответствии с требованием Хельсингского соглашения о гуманном обращении с животными.

У 16 крыс с целью нарушения сперматогенеза предварительно моделировали абдоминальную форму крипторхизма, перемещая оба яичка из мошонки через паховый канал в брюшную полость и фиксируя их лигатурой к боковой стенке. Через 2 недели яичко возвращали обратно в мошонку. При этом в контрольной серии (1-я серия, 8 крыс) никаких манипуляций не проводили, а в опытной серии (2-я серия 8 крыс) производили трансплантацию тестикулярной ткани, полученной от новорожденных крысят (1-2 суток после рождения), под белочную оболочку яичка. У 4 крыс никаких вмешательств не производили. Они служили контролем для получения нормальных значений изучаемых показателей.

Метод трансплантации под белочную оболочку яичка был выбран в связи с иммунопривилегированностью этой зоны вследствие наличия гематотестикулярного барьера, что позволяет приживать генетически чужеродным тканям и клеткам. Методика трансплантации заключалась в надсечении белочной оболочки яичка в бессосудистой зоне, формировании с помощью микрохирургического зонда под белочной оболочкой тоннеля и помещении в него фрагмента неонатальной тестикулярной ткани с последующим ушиванием разреза оболочки яичка.

Животных обследовали через 1 и 3 месяца после низведения яичка. В эти сроки брали пробы крови для определения уровня тестостерона в крови, удаляли яички, определяли их массу взвешиванием и брали пробы ткани из области трансплантации для гистологического и морфометрического исследования. Концентрацию тестостерона в сыворотке крови определяли иммунохемилюминесцентным методом на иммунохимическом анализаторе Access 2 (Beckman Coulter, США). Гистологическое исследование проводили по стандартной методике с окрашиванием парафиновых срезов гематоксилином и эозином.

Статистическую обработку цифровых данным проводили по методу Стьюдента с использованием критерия достоверности t. Статистически значимыми считали различия при p<0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Во всех экспериментах через 2 недели после перемещения яичек в брюшную полость развивалась их выраженная гипотрофия. Масса органа уменьшалась с 1,87±0,03 г до 0,79±0,02 г (p<0,001). В контрольной серии (без трансплантации) через 1 и 3 месяца после низведения яичек в мошонку их масса возрастала незначительно, но статистически достоверно – до 0,92±0,03 и 0,96±0,03 г соответственно (p<0,05). В опытной серии (с трансплантацией неонатальной тестикулярной ткани) через 1 и 3 месяца после низведения яичек во всех опытах выявили приживший трансплантат, размеры которого возрастали с увеличением сроков наблюдения (рис. 1).

Рис. 1. Внешний вид яичка крысы через 1 месяц (А) и через 3 месяца (Б) после трансплантации ткани неонатального тестикула под белочную оболочку. Стрелкой указан приживший трансплантат

При этом масса органа в опытной серии возрастала в большей степени, чем в контрольных опытах, приближаясь к нормальным значениям – до 1,26±0,02 и 1,59±0,03 г через 1 и 3 месяца, соответственно. Различия между контрольной и опытной группами оказались статистически значимыми с достоверностью p<0,001 (рис. 2).

Рис. 2. Влияние трансплантации неонатальной тестикулярной ткани на восстановление массы крипторхированного яичка крысы (в граммах). *** достоверность различий между группами p<0,001

Гистологическое исследование крипторхированных яичек выявило значительное нарушение сперматогенеза с появлением множества полностью запустевших или склерозированных канальцев, а также канальцев с резко дистрофированным эпителием.

После низведения яичек в мошонку в контрольной серии картина менялась незначительно. Даже через 3 месяца по-прежнему сохранялось большое количество канальцев, склерозированных или полностью лишенных сперматогенного эпителия, а в канальцах с сохраненным эпителием выявляли только незрелые формы клеток (рис. 3).

Рис. 3. Гистологическая картина крипторхированных яичек перед низведением в мошонку (А) и через 3 месяца после низведения (Б). Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 100х

При исследовании яичек опытной серии выявили, что в прижившем трансплантате уже через один месяц сформировались зрелые семенные канальцы, выстланные сперматогенным эпителием разной степени зрелости. Дифференцировка клеток в канальцах доходила до стадии сперматоцитов 1-го порядка. В интерстициальной ткани трансплантата обнаружены кровеносные сосуды и скопления клеток Лейдига. Трансплантат окружен соединительнотканной капсулой, отграничивающий его от ткани яичка реципиента (рис.

4). Через 3 месяца сохранялась такая же картина. Таким образом, пересаженная незрелая тестикулярная ткань подвергалась нормальному развитию с формированием типичных структур зрелого органа, но с незавершенным сперматогенезом.

Рис. 4. Трансплантат неонатальной тестикулярной ткани через 1 месяц после пересадки под белочную оболочку крипторхированного яичка. А – общий вид трансплантата. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 50х Б – семенные канальцы трансплантата, выстланные сперматогенным эпителием разной степени зрелости. Окраска гематоксилином и эозином. Ув.200х

При этом обнаружили значительное улучшение состояния сперматогенного эпителия в семенных канальцах собственного яичка реципиента. Значительно уменьшалось число запустевших канальцев по сравнению с контрольной серией. Большинство канальцев были выстланы сперматогенным эпителием, причем во многих канальцах выявлялся полностью завершенный сперматогенез (выявляли сперматозоиды в просвете канальцев) (рис. 5).

Рис. 5. Гистологическая картина крипторхированного яичка через 3 месяца после низведения в мошонку с одновременной трансплантацией неонатальной тестикулярной ткани. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 400х

С целью большей объективизации изменений, вызванных трансплантацией неонатальной тестикулярной ткани, провели количественный анализ ряда существенных показателей, характеризующих состояние крипторхированных яичек в опытной и контрольной сериях, а именно, количество запустевших канальцев на единицу площади препарата, число клеток Сертоли на 1 каналец, число клеток Лейдига на единицу площади препарата, а также наличие клеток сперматогенеза разной степени дифференцировки (табл. 1).

Таблица 1. Морфометрические показатели крипторхированных яичек через 1 и 3 месяца после их низведения

Показатели	1 месяц		3 месяца
	Контроль	Опыт	Контроль	Опыт
Доля запустевших канальцев (%)	75,1±6,3	6,2±0,3***	69,8±5,1	3,2±0,2***
Кол-во клеток Сертоли на 1 каналец	3,3±0,7	34,6±2,2***	10,2±0,9	41,3±1,8
Кол-во клеток Лейдига на ед. площади препарата	1,6±0,6	41,1±3,6***	3,2±0,6	44,8±3,9***

В контрольной серии доля полностью запустевших канальцев составила через 1 месяц после низведения 75,1±6,3%, а через 3 месяца — 69,8±5,1%, тогда как в опытной серии (с трансплантацией неонатальной тестикулярной ткани) их доля значительно уменьшилась, составив всего 6,2±0,3% и 3,2±0,2% соответственно (p<0,001 по сравнению с контрольной серией).

Число клеток Сертоли на 1 каналец в контрольной серии составило в среднем 3,3±0,7 клеток через 1 месяц и 10,2±0,9 клеток через 3 месяца после низведения яичек, а в опытной серии этот показатель возрос до 34,6±2,2 и 41,3±1,8 клеток соответственно (p<0,001 по сравнению с контрольной серией).

Число интерстициальных клеток Лейдига на единицу условной площади в контрольной серии составило 1,6±0,6 и 3,2±0,6 через 1 и 3 месяца после низведения яичек, тогда как в опытной серии этот показатель составил 41,1±3,6 и 44,8±3,9 клеток через 1 и 3 месяца соответственно (p<0,001 по сравнению с контрольной серией).

Важным показателем состояния сперматогенеза является его завершенность, определяемая гистологически по выявлению клеток сперматогенного эпителия разной степени зрелости вплоть до сперматозоидов. Проведенный анализ показал, что в контрольной серии в подавляющем большинстве опытов в канальцах с сохраненным сперматогенным эпителием выявляли блок сперматогенеза на уровне сперматогоний или сперматоцитов 1-го порядка (табл. 2). Через 1 месяц после низведения яичек лишь в 60% опытов в семенных канальцах выявляли темные сперматогонии А, а более зрелые формы (сперматогонии Б и сперматоциты 1-го порядка) были обнаружена в канальцах лишь в 1 из 8 опытов. Более зрелые формы не выявлялись ни в одном из опытов этой серии. Через 3 месяца картина несколько улучшилась (сперматогонии А темные выявлены в канальцах в 100% случаев, сперматогонии Б – в 63% (5 из 8 опытов), сперматоциты 1-го порядка – в 38% (3 из 8 опытов), а сперматоциты 2-го порядка – в 13% (1 из 8 опытов). Сперматозоиды в просвете канальцев не выявлены ни в одном из экспериментов.

Таблица 2. Влияние трансплантации неонатальной тестикулярной ткани на восстановление нарушенного сперматогенеза в крипторхированных яичках

Серии	Сперматогонии А светлые	Сперматогонии А темные	Сперматогонии Б	Сперматоциты 1 порядка	Сперматоциты 2 порядка	Сперматозоиды
Через 1 месяц
Контроль (1-я серия)	100%	60%	12,5%	12,5%	0	0
Опыт (2-я серия)	100%	100%	100%***	100%***	88%***	38%***
Через 3 месяца
Контроль (1-я серия)	100%	100%	63%	38%	13%	0
Опыт (2-я серия)	100%	100%	100%	100%***	100%***	75%***

В то же время в опытной серии через 1 месяц после низведения яичек во всех опытах сперматогенез доходил до стадии сперматоцитов 1-го порядка, а в 38% (3 из 8 опытов) в просвете канальцев выявляли зрелые сперматозоиды. Через 3 месяца во всех опытах сперматогенез доходил до стадии сперматоцитов 2-го порядка, а в 75% (6 из 8 опытов) был полностью завершенным (в просвете канальцев выявляли сперматозоиды).

Поскольку мы выявили значительное восстановление популяции клеток Лейдига в крипторхированном яичке после трансплантации неонатальной тестикулярной ткани, было важно определить их функциональную активность, а именно способность к синтезу тестостерона. Определение его концентрации в крови показало, что после 2 недель пребывания яичек в брюшной полости уровень тестостерона снижается почти в 2 раза (с 2,51±0,3 нг/мл до 1,32±0,3 нг/мл). В контрольной серии опытов через 1 и 3 месяца после низведения яичек в мошонку он достоверно не менялся, составив 1,44±0,4 и 1,48±0,3 нг/мл соответственно. В то же время в опытной серии уже через 1 месяц уровень тестостерона возрастал до 2,13±0,4 нг/мл, а через 3 месяца достигал нормальных значений (2,87±0,5 нг/мл).

Таким образом, полученные нами результаты свидетельствуют, что трансплантация неонатальной тестикулярной ткани, полученной от новорожденных крысят (1-2 суток после рождения), взрослым крысам с нарушением сперматогенеза путем моделирования абдоминальной формы крипторхизма приводит к стимуляции регенерации поврежденных структур органа, включая клетки Сертоли, клетки Лейдига и сперматогенный эпителий. При этом происходит полное восстановление сперматогенеза до стадии сперматозоидов, чего не происходит в контрольных опытах, где трансплантация ткани не выполнялась

Рис. 6. Влияние трансплантации неонатальной тестикулярной ткани на уровень тестостерона плазмы крови крыс с 2-недельным экспериментально вызванным крипторхизмом. *** различия достоверны при p<0,001 по сравнению с контрольной серией

В публикациях последних лет имеется много доказательств, что пересадка низкодифференцированных стволовых клеток внетестикулярного происхождения, обладающих высокой пластичностью, в частности мезенхимных стволовых клеток костного мозга, жировой ткани или пупочного канатика, приводит к восстановлению сперматогенеза, нарушенного различными методами [4,13-16]. При этом имеются данные, что эти клетки способны трансформироваться в клетки Лейдига, продуцирующие тестостерон, с чем и связан их лечебный эффект [4,14]. Также описано положительное влияние трансплантации культивированных предшественников клеток Лейдига или стволовых клеток сперматогенного эпителия [2,3,5,17,18]. При этом также выявлено, что пересаженные в яичко сперматогонии могут трансформироваться в клетки Лейдига, секретирующие тестостерон [8], однако для этого необходима кооперация этих клеток с другими клетками их микроокружения. Если при трансплантации суспензии интерстициальной ткани, заключенной в альгинатные капсулы, в подкожную клетчатку кастрированных самцов крыс не выявляли достоверного возрастания уровня тестостерона в крови животных, то при совместной трансплантации интерстициальных клеток и семенных канальцев обнаружили формирование гормонально активных клеток Лейдига с нормализацией уровня тестостерона в крови. Авторы заключают, что интерстициальные клеткипредшественники нуждаются для дифференцировки в гормонально активные клетки в паракринных факторах, которые могут продуцироваться клетками семенных канальцев.

Именно такая ситуация имеет место в незрелых яичках плодов и новорожденных, где имеется полный набор клеток-предшественников всех структур развивающегося органа, что обеспечивает их кооперацию в условиях оптимального микроокружения («ниши»). Это предполагает, что трансплантация ткани плодных или неонатальных яичек может оказать не менее выраженный, а возможно, и более выраженные терапевтический эффект, чем при пересадке культивированных стволовых клеток какого-либо вида.

Наши эксперименты подтверждают это предположение. Трансплантация ткани неонатального яичка под белочную оболочку поврежденного тестикула (2 недели абдоминального крипторхизма) практически полностью восстанавливала способность к секреции тестостерона и нормализовала сперматогенез вплоть до стадии сперматозоидов. Такой выраженный эффект обеспечивался также длительным сохранением жизнеспособности пересаженной ткани, несмотря на антигенные различия трансплантата и реципиента (использовали аллогенный вариант трансплантации), что обеспечивалось, с одной стороны, наличием гематотестикулярного барьера, уменьшающего вероятность иммунного отторжения, а с другой стороны более низкой иммуногенностью незрелой тестикулярной ткани за счет низкой экспрессии антигенов гистосовместимости локуса МНС-1 и отсутствие антигенов локуса МНС-2 [19].  

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Трансплантация неонатальной тестикулярной ткани под белочную оболочку яичка с нарушенным сперматогенезом стимулирует регенерацию всех клеточных структур, включая клетки сперматогенного эпителия, клетки Сертоли и клетки Лейдига с восстановлением гормональной активности яичка и нормализацией сперматогенеза.

ЛИТЕРАТУРА

1. Дендеберов Е.С., Кирпатовский И.Д., Михалева Л.М. Новые подходы к лечению крипторхизма, сочетающегося с вторичным гипогонадизмом. Проблемы репродукции 2001;(2):68.
2. Deng B, Bondarenko T, Pakhomov O. Changes in sexual behavior of orchidectomized rats under influence of allotransplantation of testicular interstitial cell suspension. Cell Transplant 2017;26(5):795-803. doi: 10.3727/096368916X693301.
3. Goodyear S, Brinster R. Spermatogonial stem cell transplantation to the testis. Cold Spring Harb Protoc. 2017;2017(4):pdb.prot094235. doi:10.1101/pdb.prot094235.
4. Ghasemzadeh-Hasankolaei M, Eslaminejad MB, GhasemzadehHasankolaei M. Functional germ cells from non-testicular adult stem cells: a dream or reality? Curr Stem Cell Res Ther 2018;13(1):60-79. doi:10.2174/1574888X12666171107105136.
5. Zang ZJ, Wang J, Chen Z, Zhang Y, Gao Y, Su Z, et al. Transplantation of CD51+ Stem Leydig cells: a new strategy for the treatment of testosterone deficiency. Stem Cells 2017;35(5):1222-1232. doi: 10.1002/stem.2569.
6. Камалов А.А., Кирпатовский В.И., Охоботов Д.А., Ефименко А.Ю. и др. Использование нового биоматериала на основе продуктов секреции мезенхимных стволовых клеток человека и коллагена для восстановления сперматогенеза на модели экспериментального крипторхизма. Технологии живых систем 2017;14(1):4-17.
7.  Alves-Lopes JP, Stukenborg JB. Testicular organoids: a new model to study the testicular microenvironment in vitro? Hum Reprod Update 2017;24(2): 176–191. doi: 10.1093/humupd/dmx036.
8. Chen H, Jin S, Huang S, Folmer J, Liu J, Ge R, Zirkin BR. Transplantation of alginate-encapsulated seminiferous tubules and interstitial tissue into adult rats: Leydig stem cell differentiation in vivo? Mol Cell Endocrinol 2016;436:250-8. doi: 10.1016/j.mce.2016.08.046.
9. Del Vento F, Vermeulen M, de Michele F, Giudice MG, Poels J, des Rieux A, et al. Tissue engineering to improve immature testicular tissue and cell transplantation outcomes: one step closer to fertility restoration for prepubertal boys exposed to gonadotoxic treatments. Int J Mol Sci 2018;19(1). pii: E286. doi: 10.3390/ijms19010286.
10. Hotary K, Edward A, Punturieri A, Yana I, Weiss S J. Regulation of cell invasion and morphogenesis in a three-dimensional type I collagen matrix by membrane-type matrix metalloproteinases 1, 2, and 3. J Cell Biol 2000;149(6):1309–1323. doi: 10.1083/jcb.149.6.1309.
11. Akhmanova M, Osidak E, Domogatsky S, Rodin S, Domogatskaya A. Physical, spatial, and molecular aspects of extracellular matrix of in vivo niches and artificial scaffolds relevant to stem cells research. Stem Cells Int 2015;2015:167025 doi:10.1155/2015/167025.
12. Кирпатовский В.И, Ефремов Г.Д., Фролова Е.В. Эктопический органогенез при аллотрансплантации ткани свежеудаленного или криоконсервированного неонатального яичка под капсулу почки крыс. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины 2018;166(8):230-236.
13.  Abd Allah SH, Pasha HF, Abdelrahman AA, Mazen NF. Molecular effect of human umbilical cord blood CD34-positive and CD34-negative stem cells and their conjugate in azoospermic mice. Mol Cell Biochem. 2017;428(1-2):179-191. doi: 10.1007/s11010-016-2928-2.
14. Peak TC, Haney NM, Wang W, DeLay KJ, Hellstrom WJ. Stem cell therapy for the treatment of Leydig cell dysfunction in primary hypogonadism. World J Stem Cells 2016 Oct 26;8(10):306-315.
15. Wang YJ, Yan J, Zou XL, Zhao Y, Meng CY, Yin F, Guo L. Bone marrow mesenchymal stem cells repair cadmium-induced rat testis injury by inhibiting mitochondrial apoptosis. Chem Biol Interact 2017;271:39-47. doi: 10.1016/j.cbi.2017.04.024.
16. Jia F, Yudong W, Xin T, Shanling Z, Jinlian H. Immortalization of canine adipose-derived mesenchymal stem cells and their seminiferous tubules transplantation. J Cell Biochem 2018;119(4):3663-3670.
17. Ganguli N, Wadhwa N, Usmani A, Kunj N, Ganguli N, Sarkar RK, et al. An efficient method for generating a germ cell depleted animal model for studies related to spermatogonial stem cell transplantation. Stem Cell Res Ther 2016;7(1):142.
18. Mulder CL, Catsburg LAE, Zheng Y, de Winter-Korver CM, van Daalen SKM, van Wely M, et al. Long-term health in recipients of transplanted in vitro propagated spermatogonial stem cells. Hum Reprod 2018;33(1):81-90. doi: 10.1093/humrep/dex348.
19. Majumbdar A, Ferber I, Lebkowsky J, Chadwick K, Rouleau A, Gallacher L, et al. Human embryonic stem cells possess immune-priveleged properties. Stem Cells 2004;22(4):448-456.

Статья опубликована в журнале»Экспериментальная и клиническая урология» №4 2018, стр. 15-21

Журнал

Журнал «Экспериментальная и клиническая урология» Выпуск №4 за 2018 год

Для отправки комментариев необходимо войти или зарегистрироваться

НОВЫЙ РУБЕЖ В ТРАНСПЛАНТОЛОГИИ | Наука и жизнь

О достижениях отечественных медиков в области трансплантации желез внутренней секреции наш специальный корреспондент Е. КАЛИКИНСКАЯ беседует с заслуженным деятелем науки, руководителем Клинического центра андрологии и пересадки эндокринных органов, членом-корреспондентом РАМН Игорем Дмитриевичем КИРПАТОВСКИМ.

Профессор И. Д. Кирпатовский на рабочем месте.

Схема расположения эндокринных желез в организме человека.

‹

›

Открыть в полном размере

— Игорь Дмитриевич, позволю себе небольшой экскурс в историю. Когда-то пересадка почки от одного пациента к другому, осуществленная группой американских врачей в Бостоне — Мюрреем, Мериллом и Харисоном, произвела революцию в хирургии. Было положено начало новому направлению в медицине — пересадке органов. Какие успехи достигнуты с тех пор в области трансплантологии?

— Сегодня, в начале третьего тысячелетия, трансплантология — одно из самых современных направлений, позволяющее кардинально решить проблемы лечения тяжелых заболеваний. Сейчас уже практически не осталось органов, трансплантацию которых не освоили хирурги. Успешно проводят в клинике пересадку сердца, легких, почки, печени, поджелудочной железы, тонкой и толстой кишки, половых желез. В 1998 году американским и французским хирургам удалось осуществить пересадку целой кисти. Началась разработка такой сложной проблемы, как пересадка нервных структур.

Однако просто пересадка лишь одного органа — это уже вчерашний день. Современная трансплантология пошла по пути сочетанных (совместных) пересадок, когда пациенту одновременно пересаживают несколько органов. Например, вместе с сердцем пересаживают легкое, вместе с поджелудочной железой — почку. Поясню на примере. Почему, например, пациенту пересаживаются почки и одновременно поджелудочная железа? Все знают, что в крови у больных сахарным диабетом повышен уровень сахара. Это связано с недостатком инсулина, вырабатываемого поджелудочной железой. Именно поэтому больному для лечения вводят инсулин. Другой путь — пересадка здоровой поджелудочной железы. Однако из-за высокой концентрации сахара в крови у такого пациента начинают страдать кровеносные сосуды — поражаются артерии глаз, ног, почек. Нарушение кровоснабжения почек приводит к развитию хронической почечной недостаточности, что может привести к смерти. В таком случае пересадкой одной почки проблему не решишь — ее постигнет та же судьба, что и собственную почку. Поэтому пересадка здоровой почки вместе с поджелудочной железой вполне оправдана. Она помогает улучшить состояние больных при тяжелых формах диабета.

— Вы один из ведущих специалистов в мире по пересадке эндокринных желез. В чем особенность пересадок этих органов?

— Эндокринная система состоит из желез внутренней секреции, способных вырабатывать гормоны. В нее входят надпочечники, гипофиз, поджелудочная железа, щитовидная и паращитовидные железы, половые железы и другие органы. Некоторые из эндокринных желез значительно удалены друг от друга, но связаны между собой через кровеносную систему, которая передает «сигналы» гормонов. Нервная система осуществляет быстрое реагирование, эндокринная — более замедленное. Отличительная особенность эндокринных желез — они могут функционировать одновременно и как орган, и как ткань, продуцирующая гормоны. Так, например, мужская половая железа, действуя как орган, вырабатывает мужские половые клетки — сперматозоиды, а как железа — мужской половой гормон тестостерон. Так же одновременно как орган и как ткань могут функционировать поджелудочная железа, гипофиз, надпочечники и другие эндокринные органы.

Эти особенности эндокринных желез и определяют специфику их пересадки. Если пересадить, например, кусочек яичка, то он как часть железы будет вырабатывать мужской половой гормон. А как орган, конечно, работать не сможет.

Кроме того, органы эндокринной системы подчинены своеобразной иерархии: есть низшие звенья, а есть высшие, «главнокомандующие», как, например, гипофиз и гипоталамус. Это особые структуры головного мозга, которые вырабатывают гормоны и регулируют работу других эндокринных желез. Вмешиваться в их деятельность гораздо сложнее, чем в работу других органов.

— А когда впервые была осуществлена в нашей стране трансплантация эндокринной железы?

— Пересадки эндокринных желез в нашей стране стали осуществлять в клинике довольно давно. Еще в 20-30-х годах XX века наш соотечественник С. А. Воронов осуществил трансплантацию половых желез от животных к человеку с целью «омоложения». Эти операции получили широкую известность как у нас в стране, так и за рубежом. Они-то и дали толчок повести М. А. Булгакова «Собачье сердце». В 50-х годах профессор Т. Е. Гнилорыбов внедрил пересадку гипофиза и щитовидной железы в медицинскую практику. Но все эти операции проводились без использования иммуносупрессантов — веществ, подавляющих отторжение, и поэтому трансплантат функционировал лишь временно, а потом отторгался.

Однако около тридцати лет назад в нашем Клиническом центре андрологии и пересадки эндокринных органов впервые пересадили здоровую щитовидную железу пациентке, у которой собственная щитовидная железа вырабатывала недостаточное количество гормонов.

Если нарушается работа этого небольшого, имеющего форму бабочки органа, располагающегося под подбородком, в организме развиваются очень тяжелые осложнения. Щитовидная железа — это важный гормональный орган, регулирующий обмен веществ в организме. Ее гормоны ускоряют жировой, белковый и углеводный обмен и увеличивают выработку энергии, что немедленно сказывается на деятельности всех органов и систем: повышается температура тела, ускоряется работа сердца, поднимается кровяное давление, усиливается перистальтика кишечника, секреция желудочного сока. Если гормонов щитовидной железы выделяется больше, чем нужно, то организм работает в аварийном режиме, расходуя преждевременно свои запасы: человек постоянно перевозбужден, у него бывают перепады настроения, бессонница, он обычно много ест и при этом худеет.

Например, всем известна базедова болезнь, когда щитовидная железа увеличивается в размере, а уровень гормонов в крови возрастает. Возникает так называемая гиперфункция щитовидной железы. В некоторых случаях решают эту проблему хирургическим путем, то есть удаляют большую часть щитовидной железы. Такие операции проводят достаточно часто, особенно у женщин. Щитовидная железа у прекрасного пола более уязвима, это связано с большей эмоциональностью, лабильностью их нервной системы. Сильное увеличение щитовидной железы нередко начинается как следствие мощного стресса, нервного перенапряжения. При этом может быть и такая ситуация: определенные участки ткани щитовидной железы изменяются, зоб растет, но гормоны вырабатываются в нормальном количестве. Тем не менее зоб приходится удалять — он не только некрасиво выглядит, но и повышает опасность онкологического перерождения.

Недостаточная работа щитовидной железы тоже приводит к болезни — ее гипофункции. Иногда это бывает после не совсем правильно проведенной операции по удалению щитовидной железы. Тогда организму не хватает гормонов, замедляется обмен веществ и развивается заболевание, которое называется микседема. У больного обычно снижен жизненный тонус, слабый пульс, он быстро устает, чувствует вялость и сонливость. Лицо его изменяется, становится припухлым, одутловатым.

Именно с таким заболеванием к нам и была доставлена из Челябинска женщина, которая стала первой пациенткой с пересаженной щитовидной железой в 1974 году.

Сотрудники Клинического центра андрологии и пересадки эндокринных органов в то время уже вели теоретические и практические разработки трансплантации эндокринных желез у человека. К первой операции их подтолкнуло тяжелое состояние этой пациентки, у которой после неправильного удаления щитовидной железы оказались удаленными также паращитовидные железы. В результате начались судороги, и гормонотерапия оказалась недостаточно эффективной. Состояние здоровья пациентки быстро ухудшалось.

Паращитовидные железы — это совсем маленькие железки размером с просяное зерно, которые расположены на поверхности щитовидной железы. Они участвуют в регуляции кальциевого обмена. Нарушение их функции приводит к спазмам мышц. Поэтому больной решили сделать одновременно пересадку комплекса щитовидной и паращитовидных желез вместе с сосудами, которые их питают. Эти органы были взяты от молодой женщины, погибшей в автокатастрофе. Для борьбы с отторжением пересаженных органов была впервые применена иммуносупрессивная терапия, разработанная в нашем центре. Она включает вещества, естественным путем вырабатывающиеся в организме.

Щитовидная железа у пациентки прижилась и стала активно вырабатывать гормоны. В результате судороги мышц исчезли, наладился обмен веществ, прошла отечность лица. Состояние женщины постепенно нормализовалось, и она смогла даже вернуться к своей прежней работе.

С тех пор нами проделано уже около 300 операций по пересадке различных эндокринных желез. У некоторых пациентов пересаженные органы — гипофиз, гипоталамус, половые железы — функционируют уже 10, а кое у кого — и 20 лет.

Этот успех заставляет нас по-иному посмотреть на возможности трансплантации эндокринных желез. В связи с успехами современной фармакологии многие специалисты считают, что все проблемы, связанные с нехваткой гормонов, можно решить с помощью гормонозаместительной терапии — просто время от времени вводить гормоны. Ведь прямой угрозы жизни больного, как правило, не возникает. Но сегодня мы глубоко убеждены, что гормонозаместительная терапия и пересадка эндокринных желез не являются альтернативными методами, а лишь дополняют друг друга.

Есть случаи, когда органы и ткани пациента недостаточно восприимчивы к гормональным препаратам. Может наступить и привыкание эндокринных желез к синтетическим гормонам. Вот тут-то на помощь и приходит трансплантация. Прибегаем мы к пересадке и тогда, когда имеем дело с тяжелыми врожденными нарушениями, при которых эндокринные железы просто отсутствуют или работают неправильно, например при недоразвитии половых желез.

— Речь идет о генетических нарушениях?

— Могут быть самые различные эмбриональные нарушения. Например, существуют аномалии развития, при которых нарушается функция половых желез. Это синдром Кляйнфельтера: у больного неправильный набор хромосом, ответственных за пол. У пациента с этим синдромом присутствует одна лишняя «женская» Х-хромосома.

Обычно до полового созревания об этом никто не подозревает, потому что мальчик развивается как обычно, хотя у некоторых ребят с синдромом Кляйнфельтера бывают признаки, указывающие на эту хромосомную аномалию, — более высокий рост, чем у сверстников, и маленькие размеры половых органов. Но бывает и так, что внешне больной выглядит совершенно нормально.

В период взросления болезнь заявляет о себе. Развиваются изменения в организме, которые делают юношу похожим на женщину: откладывается жировая ткань на бедрах и животе, в области молочных желез. Одновременно нарушается нормальная работа половых желез — возникает бесплодие, импотенция.

Определить наличие дополнительной «женской» хромосомы у этих больных можно лишь с помощью специального генетического анализа, который у нас делают лишь по показаниям в генетической консультации. Всех детей не проверяют, потому что эта аномалия довольно редкая.

Сегодня такого рода больным можно помочь, как и многим другим пациентам с нарушениями развития половых желез. Восстановить репродуктивную функцию у них мы, конечно, не можем, но предотвратить развитие недостаточности половых гормонов и импотенции вполне реально — с помощью пересадки половых желез. Материал для трансплантации берут от здоровых мужчин, погибших во время автокатастрофы или несчастного случая.

Другие причины, по которым делают трансплантацию половых желез, — кастрация, травма, врожденные нарушения.

В связи с этим я вспоминаю случай из своей клинической практики, достойный, может быть, включения в книгу рекордов Гиннеса.

Почти 20 лет назад в одном из московских роддомов появился на свет мальчик с внутриутробным перекрутом яичек и их омертвлением. Из-за этой врожденной патологии врачи были вынуждены в первый же день провести кастрацию. Родители малыша, еще совсем молодая супружеская пара, стали сомневаться, нужно ли им оставлять в семье такого ребенка. Однако на помощь им пришли детские хирурги — академик С. Я. Долецкий и профессор А. Б. Окулов, которые обратились ко мне с предложением попытаться сделать пересадку яичка, взятого от другого ребенка, погибшего при преждевременных родах. Операция прошла успешно, пересаженное яичко прижилось. В момент операции пациенту было меньше месяца.

В то время трансплантологи считали, что приживление пересаженных органов протекает успешнее, если берут для трансплантации эмбриональную ткань: она обладает меньшей способностью к иммунному отторжению. Теперь убедились, что это не так — нормально приживаются и органы, пересаженные от взрослых людей. Минуло 20 лет, и наш первый пациент стал красивым молодым мужчиной без каких-либо признаков гермафродитизма, что нередко бывает при недостаточности мужских половых гормонов. Собирался поступать в медицинский институт и год работал у нас на кафедре, где когда-то ему сделали операцию.

— А женщинам делают сходные операции при недостаточной выработке гормонов яичниками?

— Первая пациентка, которой я сделал трансплантацию яичника и гипофиза в связи с недостатком женских половых гормонов, много лет состояла на учете у эндокринологов. У нее была опухоль гипофиза, железу удалили. После чего нарушилась работа нескольких звеньев эндокринной системы. В результате у нее не только не вырабатывались половые гормоны и был нарушен менструальный цикл, но и мучили головные боли, бессонница, внезапная потливость, часто менялась температура тела. В те годы трансплантация эндокринных желез с применением иммуносупрессивной терапии еще только разрабатывалась. Поэтому пациентке пришлось пройти долгий путь борьбы с отторжением органов. Однако через семь лет она приехала в Москву, мы обследовали ее, и стало ясно, что пересаженные органы прижились, а бывшая пациентка чувствует себя гораздо лучше, чем раньше. У нее нормализовались кровяное давление и сон, наладился менструальный цикл.

— А как сегодня трансплантологи борются с опасностью отторжения чужеродных для организма тканей? Появились ли новые методы, уменьшающие вред иммуносупрессантов для организма пациента?

— Мы уже давно отказались от опасных схем иммуносупрессивной терапии. Не используем токсичных препаратов, отдавая предпочтение тем, которые вырабатываются самим организмом. Это прежде всего стероиды, производимые надпочечниками. Кроме того, продукт деятельности гипофиза — гормон хореогонин. Наконец, гепарин, который присутствует в крови человека и влияет на ее свертываемость, — он тоже обладает иммуносупрессивным эффектом. Когда все эти три компонента действуют на организм вместе, концентрация каждого из них может быть значительно уменьшена. Тем самым их побочные эффекты сводятся к минимуму. Нежелательное влияние на организм неизбежно при любой трансплантации, но при такой стратегии оно очень невелико.

— Каковы самые современные подходы в области трансплантации эндокринных желез?

— Сегодня быстро развивается так называемая клеточная инженерия, когда пересаживают отдельные клетки эндокринных желез, а не целые органы. Например, чтобы вылечить некоторые формы бесплодия, пересаживают прямо в половую железу клетки гипофиза. Как бы «заряжают» мужскую половую железу гипофизарными клетками. Как будут взаимодействовать клетки разных желез при такой пересадке, что с ними происходит — до конца пока неясно, но результаты лечения пациентов обнадеживают. Преимущество такой пересадки в том, что клетки гипофиза, находясь в половой железе, пересаженной от того же донора, генетически аналогичны друг другу. И они продолжают стимулировать выработку собственных гормонов, которые всегда лучше для организма, чем искусственные гормоны. Сейчас в нашем центре заканчивается докторская диссертация на эту тему.

Другое направление — изолированная тканевая и клеточная трансплантация. Известно, что эндокринные железы способны вырабатывать гормон даже в том случае, если их пересаживать не целиком, в виде органа, а взять от них лишь отдельные гормонопродуцирующие клетки. При этом используют миллипоровые фильтры, защищающие трансплантат от проникновения иммунных лимфоцитов и антител. Это необходимо, чтобы к пересаженной ткани не попали клетки, вызывающие несовместимость. Однако оказалось, что вокруг таких камер со стенками из фильтров образуется со временем соединительная ткань, препятствующая проникновению к кусочкам пересаженной ткани тканевой жидкости, питающей трансплантат, и он постепенно погибает. Поэтому такой подход, разработанный американским хирургом Бруксом, не получил широкого распространения.

Еще одно направление — культуральная трансплантация. Пересаживают не всю эндокринную ткань, а только те клетки, которые вырабатывают гормоны. Ведь, например, поджелудочная железа содержит и клетки, вырабатывающие ферменты, и другие, так называемые островковые клетки, осуществляющие эндокринную регуляцию. Их-то и берут для трансплантации.

Еще более перспективное и пока малоизученное направление — пересадка гипоталамуса — структуры головного мозга, которая вырабатывает важнейшие регуляторные гормоны. В сущности, вся эндокринная система работает под его влиянием. Он осуществляет координацию деятельности нервной и гормональной систем. Гипоталамус выполняет роль дирижера огромного оркестра гормональных и нервных влияний на организм.

Если пересадить гипоталамус больному, у которого эта структура плохо функционирует, можно решить много важных проблем со здоровьем. Гипоталамус пересаживают на сосудистой ножке, позволяющей обеспечить его кровоснабжение после трансплантации. Важно также, что гипоталамус можно пересадить, «подключив» к сосудам бедра или передней брюшной стенки. То есть мозг операция не затрагивает.

В нашем центре такие пересадки проведены уже 31 больному, страдавшему несахарным диабетом, различными формами эндокринной импотенции и другими тяжелыми нарушениями. Это пока единственный в мире опыт подобных трансплантаций. Нам еще многое предстоит изучить в этой новой операции, но мне кажется, именно здесь нас ждут новые открытия и интересные результаты. С этим этапом в развитии трансплантологии мы связываем большие надежды.

Мужчина стал отцом ребенка после трансплантации яичка

Британец стал первым в мире, кто успешно стал отцом ребенка после трансплантации яичка после спасительной химиотерапии.

Мужчина страдал лимфомой Ходжкина — разновидностью рака крови. Ему удалили ткань яичка и заморозили перед химиотерапией для уничтожения раковых клеток. Более 95 процентов пациентов, получающих этот тип химиотерапии, навсегда остаются бесплодными.

Группа под руководством Джона Рэдфорда, профессора медицинской онкологии в больнице Кристи в Манчестере, Великобритания, удалила зрелые зародышевые клетки из яичек пациента во время биопсии. Каждая из этих клеток способна производить много сперматозоидов. Клетки замораживали и хранили в жидком азоте. Два года спустя, когда рак пациента находился в стадии ремиссии после химиотерапии, зародышевые клетки были разморожены и реимплантированы в его яички.

Трансплантированные тестикулярные клетки успешно начали делиться и размножаться, и с тех пор жена пациента забеременела от него.

Реклама

Джон Рэдфорд, профессор медицинской онкологии в больнице Кристи в Манчестере, Великобритания, руководивший исследованием, назвал результаты «обнадеживающими». Однако Рэдфорд отмечает, что этот пациент был одним из семи пациентов, участвовавших в клинических испытаниях, и пока что он единственный, кто произвел сперму.

Спонтанная сперма

«Мы не можем сделать положительный вывод из этой одной беременности, потому что есть небольшой шанс, что у пациентки спонтанно восстановится количество сперматозоидов», — добавляет Рэдфорд. «В испытаниях на животных мы можем трансплантировать меченые клетки, поэтому мы точно знаем, что добились успеха, но мы не можем использовать меченые клетки у людей».

«Испытания все еще находятся на ранней стадии. Если бы три или четыре из семи дали количество сперматозоидов, мы могли бы определенно указать на трансплантацию», — сказал Рэдфорд New Scientist .

До сих пор единственным методом сохранения мужской фертильности было замораживание образцов спермы. Но зачатие таким способом дорого и имеет ограниченный успех, поскольку требует лечения ЭКО. Кроме того, мальчики препубертатного возраста с раком не могут получить пользу, поскольку они не производят сперму, хотя у них есть незрелые зародышевые клетки яичка.

Номер для ошибки

Трансплантация репродуктивной ткани имела ограниченный успех у людей. Несколько команд пересаживали женщинам полоски размороженной ткани яичников. Но только у одной была овуляция, и никто не забеременел.

Но зародышевые клетки сперматозоидов гораздо легче удалить и повторно ввести, чем ткань яичника, говорит Кристофер Барратт, профессор репродуктивной медицины Бирмингемского университета, Великобритания. «Вы получаете гораздо больше зародышевых клеток и на разных стадиях в яичках. При трансплантации клеток яичников вероятность ошибки гораздо выше», — сказал Барратт.

Одна из основных проблем, связанных с пересадкой репродуктивной ткани после рака, заключается в том, что сама пересаженная ткань может содержать раковый материал. Но для пациентов мужского пола с болезнью Ходжкина это маловероятно, говорит Рэдфорд.

«При болезни Ходжкина поражение яичек встречается редко. Риск выше для женщин, потому что их яичники расположены в брюшной полости, где рак легче распространяется», — говорит Рэдфорд. «Однако эксперименты на мышах не показали никаких доказательств передачи лимфомы после трансплантации яичников».

Серж Воронов и трансплантация яичек животных – почему богатые люди сходили с ума по обезьяньим яичкам в 1920-х годах

Первоначально эта статья была опубликована на VICE Италия.

Наука прошла долгий путь с 1920-х годов.

В то время у врачей было очень мало знаний о том, как работают трансплантаты, а это означало, что некоторые считали, что трансплантация яичка может помочь людям, страдающим импотенцией. Поскольку трудно было найти человека, готового расстаться со здоровым органом, ученые занялись межвидовой трансплантацией. Теоретически это открывало перспективу огромного количества донорского материала, решая проблему нехватки тканей человека.

Реклама

Конечно, в наши дни это звучит нелепо, не в последнюю очередь потому, что мы знаем, что импотенция может быть вызвана множеством проблем, как физических, так и психологических, и что во многих случаях она не имеет ничего общего с функционированием яички.

Одним из пионеров исследований в области трансплантации яичек в то время был хирург Сергей Авраамович Воронов. Родившийся в России в 1866 году, Воронов переехал во Францию ​​для учебы, позже получив французское гражданство. Между 1896 и 1910 г. Воронов работал в клинике в Египте, где его заинтересовали долгосрочные последствия кастрации, которая, как считалось, продлевает жизнь человека (корреляция также обнаружена некоторыми недавними исследованиями многовековых данных).

Сергей Авраамович Воронов. Библиотека Конгресса

Здоровье

Вот как раненому ветерану сделали пересадку полового члена

Сьюзен Ринкунас

23.04.18

Воронов посвятил всю свою карьеру изучению связи между половыми железами и долголетием. Он был убежден, что секрет вечной молодости скрыт в наших половых гормонах, и не он один: в 1889 г., Шарль-Эдуар Браун-Секар, один из отцов современной эндокринологии (науки о гормонах), вводил себе экстракт мелко измельченных яичек собаки и морской свинки. Вдохновленный экспериментом, Воронов попробовал на себе причудливый эликсир, продлевающий жизнь. Сыворотка не оказала должного эффекта.

Несмотря на эту неудачу, Воронов стал еще более уверенным в своих идеях после пребывания в Египте. В течение следующих десяти лет он провел трансплантацию яичек более чем 500 козам, овцам и быкам, имплантируя органы от более молодых особей к более старым. Он заметил, что новый набор драгоценностей оживляет старых животных, и был убежден, что открыл метод замедления процесса старения.

Реклама

Баран до и после лечения Воронова. Изображение из коллекции Wellcome.

Затем хирург перешел к экспериментам на людях, пересадив щитовидную железу обезьяны пациентам с гипотиреозом (недостаточная активность щитовидной железы). Некоторое время он даже экспериментировал с пересадкой яичек недавно казненных заключенных своим пациентам, но это оказалось слишком сложно с точки зрения логистики, чтобы удовлетворить спрос . Итак, Воронов обратился к приматам.

Естественно, его пациенты не были в восторге от замены своих яичек на яички обезьяны, поэтому Воронов разработал метод лечения, при котором он вставлял тонкие кусочки яичек бабуинов и шимпанзе в мошонку мужчин. Трансплантат размером всего несколько миллиметров быстро сливался с тканью человека. Он пообещал, что его лечение принесло чудесные плоды: улучшение памяти, снижение утомляемости, улучшение зрения и либидо — плюс, конечно же, более долгая и молодая жизнь. Операция, смело предположил Воронов, может даже помочь вылечить шизофрению.

Путеводитель VICE по прямому сейчас

Индонезия хочет стать туристическим центром массажа для увеличения полового члена

Ихван Хастанто

22.11.19

Состоялась первая официальная трансплантация железы обезьяны на тело человека 12 июня 1920 г. Три года спустя работа Воронова была встречена аплодисментами более 700 ученых на Международном конгрессе хирургов в Лондоне.

Пациент до и после экспериментов Воронова. Изображение из «Étude da sur la vieillesse et la rajeunissement par la greffe» через MSN/Библиотеки Калифорнийского университета.

Лечение Воронова стало очень популярным. Миллионеры по всему миру записывались на операцию, и к началу 1930-х под ножом оказались тысячи людей, в том числе 500 только во Франции. Чтобы справиться с головокружительным ростом спроса, Воронов открыл обезьянью ферму на вилле на итальянской ривьере, недалеко от французской границы. Замок Воронова, как его стали называть, был доверен бывшему смотрителю цирка и оборудован лабораторией для сбора тканей.

Реклама

Женщины того времени вскоре потребовали собственную версию лечения продленной молодости, что побудило Воронова разработать пересадку яичников обезьяны. Хирург также имплантировал человеческий яичник обезьяне, а затем попытался оплодотворить ее человеческой спермой. Неудивительно, что вторая половина этого эксперимента не сработала.

Пациент до и после экспериментов Воронова. Изображение из «Étude da sur la vieillesse et la rajeunissement par la greffe» через Wellcome Collection.

Успех обеспечил Воронову роскошную жизнь: он занимал целый этаж одного из самых дорогих парижских отелей со свитой дворецких, камердинеров, секретарей, шоферов, двух начальников штабов и нескольких, по слухам, любовниц. Но карьера хирурга резко оборвалась, когда стало ясно, что его трансплантаты не приносят тех преимуществ, которые он рекламировал; эксперты приписали первоначальные улучшения эффекту плацебо.  

Здоровье

Что случилось со всей этой отрывочной лженаукой на Netflix?

Maggie Lange

07.30.20

Тем временем в Нидерландах ныне не существующая фармацевтическая компания Organon впервые выделила тестостерон в 1935 году. вещество, вырабатываемое половыми железами. Однако, к его большому разочарованию, эксперименты с инъекциями тестостерона не омолаживали и не укрепляли человеческий организм.

К 1940-м годам лечение Воронова считалось подделкой. Когда он умер в 1951 году после падения, немногие газеты сообщили о его смерти, а те, что писали, высмеивали его. В 1990-х годах некоторые ученые даже обвинили эксперименты Воронова в мутации, которая позволила вирусу ВИЧ заразить людей, но позже это утверждение было опровергнуто.

Сегодня догадки хирургов о половых железах млекопитающих считаются важным вкладом в современную эндокринологию, биологию и заместительную гормональную терапию.