Los tratamientos para el cáncer infantil tienen cada vez más éxito con tasas de suceso de 80%, pero el éxito viene a menudo con una desventaja para los hombres que sobrevivieron: los tratamientos contra el cáncer puede dejar estériles a los niños.
Brinster es Profesor de Fisiología Reproductiva en Penn Vet y fue recientemente galardonado con la Medalla Nacional de Ciencia por su vida de investigación sobre la genética de la línea germinal de mamíferos, las células que dan lugar a espermatozoides y óvulos.
En su investigación más reciente, Brinster colaboró con otros miembros del Departamento de Biología Animal de Penn Vet, con miembros del Departamento de Biología Celular y del Desarrollo en Perelman Penn Facultad de Medicina y con el Núcleo de Bioinformática de Penn.
Su estudio fue publicado en la revista Human Reproduction.
Para los hombres, la fertilidad comienza con células madre de espermatogonias, que están presentes en el nacimiento, embebidas en la membrana basal de seminíferos de los testículos túbulos. Cuando era un niño se acerca a la pubertad, estas células comienzan a producir células hijas que eventualmente se convierten en espermatozoides. Mientras que normalmente siguen este proceso a lo largo de la vida de un hombre post-pubescentes, los factores como las drogas de radiación y la quimioterapia pueden destruir, dejándolo estéril.
Aproximadamente 1 de cada 3 niños que sobreviven el cáncer de la infancia estará en peligro grave de haber disminución de la fertilidad en la edad adulta, tanto como 1 de cada 5.000 hombres en edad reproductiva sufren en la actualidad esta grave de la calidad de vida de problema como consecuencia de ello. Los hombres adultos que se someten a tratamiento contra el cáncer que podrían dañar su fertilidad de forma preventiva se puede congelar su esperma, una opción no está disponible para pre-púberes varones. Pero si una muestra de células madre de un niño de espermatogonias podría ser extraído y conservado antes del tratamiento del cáncer y reimplantado tras el muchacho llegó a la edad adulta, este problema de fertilidad podrían ser burladas.
«Hay una serie de lugares, incluyendo en el Hospital de Niños de Filadelfia», dijo Brinster, «que ya congelar las células de los pacientes para su uso posterior, con la expectativa de que el sistema de cultivo necesario y las técnicas de implantación se desarrollará. Una pregunta lógica que los pacientes se hacen es: ¿Cómo sabemos que, después de 10 años o más de los que se almacenan, estas células son buenos? Eso es lo que nuestras direcciones de estudio. »
Las técnicas para la extracción de estas células y las vuelve a implantar se han desarrollado, por lo que una cuestión fundamental para los investigadores era si las células madre de espermatogonias podría sobrevivir el período de diez años, además de que podría tener que permanecen congeladas.
Afortunadamente, Brinster tenía una gran colección de criopreservados células madre de espermatogonias almacenada en mediados de los 90. La colección estaba formada en su mayoría de las células tomadas de ratones, pero incluye un pequeño número de muestras de ratas, conejos y monos babuinos. Entre la edad y la variedad, estas muestras representan un recurso importante para abordar las cuestiones relativas a largo plazo de la criopreservación de células madre de espermatogonias, antes de que la técnica podría ser usada en humanos.
Después de haber sido descongelados, las células madre de espermatogonias de los conejos y monos fueron marcadas con un colorante fluorescente para que los investigadores pudieran rastrear dónde en los testículos que finalmente migrar e integrar una vez que fueron implantados en ratones. Este fue un paso crítico para que las células de conejo y el babuino, que carecían de receptores apropiados de experimentación, que una vez implantado en ratones, los estudios mostraron que las células migran correctamente y embebidos en la membrana basal del receptor testículos «, lo que indica su viabilidad.
Una prueba funcional completa sólo se puede hacer para que las células madre de ratones espermatogonias, ya que podrían ser implantados en ratones y probado para ver si podían producir esperma, y si que el esperma podría dar lugar a una descendencia sana. Después de demostrar que las células criopreservadas implantado en la región derecha de los testículos y se sometió a una espermatogénesis normal, los investigadores extrajeron el esperma y los huevos fertilizados con éxito in vitro.
Uno de los ratones receptores se colocó también con las hembras y crías con éxito deseado. La descendencia resultante de los óvulos fecundados in vitro, así como las derivadas de la monta natural todos producidos joven normal que aparece. Lo más importante, la descendencia resultante de las células madre de espermatogonias criopreservados apareció libre de daño genético.
Este experimento indica claramente en la dirección correcta para que la viabilidad de un tratamiento de fertilidad similar en los seres humanos.
«Las células humanas y animales spermatagonial madre han sido exitosamente congelados por periodos cortos de tiempo, pero esto es completamente diferente», dijo Brinster. «Aquí tuvimos células congeladas durante más de una década que se implanta en el lugar correcto y el hecho de espermatozoides, y que el esperma que los hijos, sin aparentes defectos genéticos.»
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