Die Kryokonservierung und Retransplantation ganzer Ovarien als neue Option der Fertilitätsrekonstruktion nach onkologischen Therapien
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Moderne Behandlungsmethoden in der Onkologie ermöglichen heutzutage ein verbessertes Überleben und eine gesteigerte Lebensqualität von Krebspatientinnen, jedoch häufig mit der Gefahr einer iatrogenen Sterilität. Im klinischen Alltag ist man daher bemüht, mit Hilfe von fertilitätserhaltenden Maßnahmen dem drohenden Verlust der Fertilität entgegenzuwirken. Neben der Kryokonservierung von fertilisierten und unfertilisierten Oozyten hat sich dabei vor allem die Kryokonservierung von ovariellen Gewebebiopsien mit anschließender Retransplantation des Gewebes zurück in die Patientin nach überstandener Erkrankung etabliert. Mit dieser Methode konnten alleine in unserer Klinik bisher 5 Geburten erzielt werden. International wurde bis dato von ca. 40 Lebendgeburten berichtet. Trotz dieser Erfolge ist das Gewebe nach Transplantation nur für eine begrenzte Zeit aktiv und es kommt nach einigen Monaten erneut zu einem Ausfall der Ovarfunktion. Der Grund dafür ist vor allem, dass aufgrund der Ischämie nach Retransplantation von Ovarialgewebe ohne Gefäßanschluss nur wenige Eizellen im Transplantat überleben. Die Kryokonservierung und anschließende Retransplantation von ganzen Ovarien mit Gefäßanastomose stellt daher eine vielversprechende Alternative dar, da hier aufgrund der sofortigen Versorgung der Follikel nach Transplantation mit Gefäßanschluss deutlich weniger Follikel verloren gehen. Um dieses Verfahren in den klinischen Alltag zu integrieren bedarf es jedoch umfassender Erforschung der hierfür nötigen Techniken der Kryokonservierung und Retransplantation. Unsere Studien befassten sich daher mit der Realisierung dieser Vorgänge am Tiermodell und in vitro. In vitro wurde anhand von Schweineovarien frisches Gewebe (Gruppe A) mit kryokonserviertem Gewebe verglichen. Wir nutzten zur Kryokonservierung zwei verschiedene Verfahren, die traditionelle slow freeze Technik (Gruppe B) und die offene unidirektionale slow freeze Technik (Gruppe C). Das Gewebe wurde nach dem Auftauen durch verschiedene Analyseverfahren qualitativ ausgewertet. Histologisch zeigte sich gut erhaltene Morphologie und Follikel aller Entwicklungsstufen, jedoch im Vergleich zu frischem Gewebe in verringerte Anzahl. Zwischen Gruppe B und C bestand jedoch kein signifikanter Unterschied. Im Life/Dead Assay zeigte sich im Vergleich zum frischen Gewebe eine geringere Rate an lebenden Zellen, zwischen Gruppe B und C fand sich jedoch kein signifikanter Unterschied. Im TUNEL Assay war die Apoptoserate in Gruppe B im Vergleich zu A signifikant erhöht. Zwischen Gruppe A und C, sowie zwischen Gruppe B und C fand sich jedoch kein signifikanter Unterschied. Für das Etablieren einer geeigneten Transplantationstechnik wurden Schweineovarien nach Perfusion mit 0,9% NaCl mit 400 IE Heparin sowie Penicillin/Streptomycin über die ovariellen Gefäße side-to-end mit der femoralen Arterie und Vene der immundefizienten Ratte verbunden. Es zeigte sich makroskopisch eine unmittelbare gute Blutversorgung der Transplantate. Für einen Zeitraum von bis zu 4 Wochen nach der Transplantation konnte die Überlebensfähigkeit der Ovarien nachgewiesen werden. Histologisch zeigten die Ovarien eine gut erhaltene Morphologie und Follikel in allen Entwicklungsstadien, im Vergleich zum frischen Ovarialgewebe jedoch ebenfalls in deutlich verringerter Anzahl. Über einen Zeitraum von mehr als 4 Wochen waren die Ergebnisse durchweg unbefriedigend. Insgesamt wurden 106 Tiere transplantiert, wovon 94 ganze Ovarien erhielten. Das Ziel, die transplanierten Ovarien nach 17 Wochen auszuwerten konnte nicht erreicht werden. Der Vergleich der frischen mit den kryokonservierten Ovarien als auch die Verabreichung von Gonadotropinen erbrachte keine signifikanten Unterschiede. Die Gründe für das Versagen der Ovarialfunktion bei längerer Beobachtungszeit können vielfältig sein und wurden diskutiert. Zusammenfassend muss festgestellt werden, dass das Modell der Xenotranplantation von ganzen großen Ovarien in die Nacktratte nicht vollständig die Erwartungen erfüllt hat, die in der Hypothese formuliert waren. Zwar konnte gezeigt werden, dass die Transplantation von ganzen Ovarien im Xenotransplantationsmodell der Nacktratte prinzipiell möglich ist, aber das Langzeitüberleben erbrachte keine befriedigenden Ergebnisse. Weitere Untersuchungen sind notwendig um die Kryokonservierung und Transplantation von ganzen Ovarien als Option des Fertilitätserhaltes zu etablieren.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Live birth after ovarian tissue autotransplantation following overnight transportation before cryopreservation. Fertil Steril. 2012 Feb;97(2):387-90
Dittrich R, Lotz L, Keck G, Hoffmann I, Mueller A, Beckmann MW, van der Ven H, Montag M
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2011.11.047) - Porcine uterus cryopreservation: an analysis of contractile function using different uterotonics. Cryobiology. 2012 Oct;65(2):88-92
Schölch D, Schölch S, Strahl O, Hoffmann I, Beckmann MW, Dittrich R
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.cryobiol.2012.05.009) - Oncofertility: combination of ovarian stimulation with subsequent ovarian tissue extraction on the day of oocyte retrieval. Reprod Biol Endocrinol. 2013 Mar 5;11:19
Dittrich R, Lotz L, Mueller A, Hoffmann I, Wachter DL, Amann KU, Beckmann MW, Hildebrandt T
(Siehe online unter https://doi.org/10.1186/1477-7827-11-19) - Does stimulation with human gonadotropins and gonadotropin-releasing hormone agonist enhance and accelerate the developmental capacity of oocytes in human ovarian tissue xenografted into severe combined immunodeficient mice? Fertil Steril. 2014 May;101(5):1477-84
Lotz L, Schneider H, Hackl J, Wachter D, Hoffmann I, Jurgons R, Beckmann MW, Dittrich R
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2014.01.038) - Preliminary observations on wholeovary xenotransplantation as an experimental model for fertility preservation. Reprod Biomed Online. 2014 Nov;29(5):621-6
Nichols-Burns SM, Lotz L, Schneider H, Adamek E, Daniel C, Stief A, Grigo C, Klump D, Hoffmann I, Beckmann MW, Dittrich R
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.rbmo.2014.07.017) - Spontaneous antral follicle formation and metaphase II oocyte from a non-stimulated prepubertal ovarian tissue xenotransplant. Reprod Biol Endocrinol. 2014 May 15;12:41
Lotz L, Liebenthron J, Nichols-Burns SM, Montag M, Hoffmann I, Beckmann MW, van der Ven H, Töpfer D, Dittrich R
(Siehe online unter https://doi.org/10.1186/1477-7827-12-41)
