Fertilitätstherapie bei onkologischen Patienten/innen F. Fischl Universitäts-Kinderwunschzentrum Mainz/Wien

Kinderwunschtherapie nach onkologischer Therapie Pädiatrisch-internistische-onkologische Therapie  dauerhafte Heilungen bei vielen onkologischen Entitäten wie Leukämien, M. Hodgkin, Wilmstumor, pädiatrische Malignome bereits Realität  Langzeitlebensqualität danach wird immer wichtiger !! Dazu gehört die Erhaltung der Fertilität nach systemischer onkologischer Therapie !!

Andrologische Aspekte  Vor Bestrahlung und Chemotherapie: Kryokonservierung von Sperma bei Jugendlichen und Männern im reproduktiven Alter: heute essentiell  Bei Refertilisierungsmassnahmen: Prophylaktische MESA mit Kryo empfohlen  Bei diagnostischer Hoden PE: Kryokonservierung von Hodengewebe empfohlen  Vor IVF/ICSI bei OAT III – MESE oder TESE  Bei HIV positiven Männern vor ICSI Therapie

Kryokonservieren von Spermien  Ausführliche Beratung durch Arzt und Biologen  Samenabgabe bis zu 2x wöchentl.  Verwendbar für intrauterine Insemination nach Swim-up - Schwangerschaftsraten ~20% pro Zyklus  Unauffällige Schwangerschaft nach 21 Jahren Kryokonservierung (Mester, 2003)  Keine Kassenleistung: Privatvertrag!!

Frauen sind differenzierter und damit komplizierter, beziehungsweise aufwendiger in der Therapie

Etwa 400 Zyklen pro Frau Überblick Follikelentwicklung Abnahme des Follikelpools Optimale Fertilität Ende der Fertilität Geburt Menopause Etwa 400 Zyklen pro Frau

Systemische onkologische Therapie Chemotherapie und/oder Radiotherapie  massive Reduktion der Eizellreserve  60 bis 70 % entwickeln Amenorrhoe  je nach Schema oft irreversibel, führt zu  Sterilität und Climaterium präcox  weitere Langzeitfolgen des Östrogenmangels sind Osteoporose, Urogenitalatrophie, kardiovaskuläre Effekte etc.  HRT sinnvoll?  dzt. Langzeit – Hormon - Substitution hat Probleme  z.B. WHI - Studie

Ovarfunktion und Chemotherapie  CRA = Chemotherapy related Amenorrhoea bis 85 % je nach Schema und mit zunehmendem Alter in 40-50 % irreversibel – im anderen Fall deutlich reduzierte Fertilität, je älter die Pat.  um so ungünstiger (Lobo, 2002)  60 % aller Patientinnen verlieren normale Menstruation nach Standardchemotherapie (Forbes 1996) – frühe Menopause mit allen ihren Risiken (Osteoporose CVD etc.)  Bei reversibler Funktion kommt es zur frühere Menopause und reduzierte Fertilität  Besonders Cyclophosphamid wird unterschätzt  in älteren Studien vollständiges Verschwinden von Primärfollikel (Koyama, 1977, Dnistrian 1985)

Methoden der Kryokonservierung  Ultraschnelles Einfrieren - Vitrifikation keine Abkühlrate Einfrierrate: 200 – 20.000°C / min  Anwendung im medizinischen Bereich - Reproduktionsmedizin - Fertilitätsprophylaxe - Stammzellforschung  Langsames Einfrieren Abkühlrate: -2°C / min Einfrierrate: -0.3°C / min

Kryokonservierung von Ovargewebe  Zur Transplantation und Nutzung der Hormonproduktion (natürliche HET)  Zur Fertilitätserhaltung für Ca-Patientinnen bzw. in Zukunft auch für den späten Kinderwunsch >40 Lbsj.  Als Quelle möglicher Stammzellen (Tilly, Nature 428, 2004)

Ovarian Tissue Banking Individuelle Fertilitätserhaltungsstrategien Ovarian Tissue Banking Ovar nicht involviert Ovar involviert Transposition des Ovars Chemo –Aufschub/Kindheit Chemo Aufschub/ 4-6 Wochen Ovarian Tissue Banking für Zukunftsoption IVM od. Xenotransplantation Nichts Einfrieren Embryo/Oozyten Ovarian Tissue Banking GnRH-Analoga Östrogen-sensitiver Tumor Östrogen-nonsensitiver Tumor Nach: Ovarian tissue banking for cancer patients Fertility preservation, not just ovarian cryopreservation. Kutluk Oktay and Murat Sonmezer. Hum.Rep. Vol.19, No.3 pp. 477-480, 2004 Ovarielle Stimulation mit Tamoxifen Ovarielle Stimulation mit Aromatase Inhib. Konventionelle Ovarielle Stimulation

Prävention - Erhalt der Fertilität  GnRH – Analoga  Operative Verlagerung der Ovarien  IVF – Kryokonservierung von Eizellen  Ovarian Tissue Banking ab 5 Jahre oder später: Eizellseparation und in vitro Maturation IVM oder Auto/Xeno - Transplantation

Prävention - Erhalt der Fertilität Zum Erhalt der Fertilität wenig geeignet  GnRH – Analoga „Ovarian Protection Trial bei Rezeptor negativen Mammakarzinomen“ durch Scottish Cancer Network - 523 Fälle, Gallvery 2004 eher „bescheidene Effekte “  Operative Transposition der Ovarien (Beckenwand)  IVF/ ICSI – Kryokonservierung von PN-Zellen Alter? Partner notwendig - neue Partner nicht möglich - Zeit für FSH – Stimulation nötig – nur begrenzte Anzahl von Versuchen – relativ niedrige Erfolgsrate Keine Hormonproduktion erzielbar

Prävention mittels GnRh-Analoga ? Gonadotropin - Releasing - Hormon – Analoga • GnRH – Agonisten Zur Zeit läuft multizentrische Studie „Ovarian Protection Trial bei rezeptornegativen Mammakarzinomen“ durch Scottish Cancer Network Hypothalamus Downregulation der GnRh-Rezeptoren  Reversible Kastration  wegen Osteoporoserisiko mit Add - back Therapien  keine GnRh-Rezeptoren an Follikeln Agonist LHRH FSH Hypophyse FSH LH Ovarien Testes Östradiol Progesteron Testosteron Keine Follikelreifung

Probleme dieser Therapieoption  Stimulationsdauer mindestens 10 - 12 Tage mit Risiko der Überstimulation  Da reife Eizellen ohne Befruchtung derzeit noch relativ schlecht kyrokonservierbar sind ist Befruchtung notwendig  erfordert festen Partner Kryokonservierung als PN-Eizelle  Starker Anstieg von Estradiol daher als Therapie meist nicht geeignet

Ovarian Tissue Banking  Grosse Anzahl an Primordialfollikeln im Gewebe vorhanden – höhere Erfolgschancen?  Keine Stimulation, dafür aber LSK notwendig  Kurzfristig durchführbar (Op. Freigabe)  Natürliche Empfängnis denkbar  Als autologe Hormonersatztherapie denkbar ____________________________________________________ Ovarielle Gewebeentnahme  Bestrahlung/Chemotherapie/OP  Retransplantation des ovariellen Gewebes

Zukunftsaspekt - Ovarian Tissue Banking Weitere mögliche Indikationen  Prophylaktische Ovarektomie bds. bei Risikopatienten (z.B. BRCA 1 & 2)  Erhaltung der Fertilität bei möglichem spätem Kinderwunsch  Vorsorgliche Einlagerung zur späteren biologischen HRT ev. Anti Aging

„Preserve your future“ Junge Frau, ungebunden Karriere jetzt  Partnerwahl später  Kinderwunsch später Ab 35 Lbsj.: Eizellqualität generell vermindert Hohe Aneuploidierate in den Eizellen  The American way: Einmalige kontrollierte Überstimulation Punktion aller Follikel (12-16mm) in vitro Maturation Kryokonservierung jetzt, IVF später Metaphase II Eizelle

Ovarian Tissue Banking - Einschlusskriterien - Primäres Kriterium  Erhaltung der Fertilität  Altersgrenze ≤ ca. 35 - 37 a ?  FSH < 10  LSK möglich  Keine frühere Bestrahlung der Anamnese  Frühes Stadium der Chemotherapie

Konzept Probenbearbeitung OTB  Entnahme eines Ovaranteils / Gewebsstreifen per Laparoskopie Oberflächenregion in Pathologie (Tu-Zellen ?) 1 Teil histochemisch 1 Teil Bakteriologisch  10% für Charakterisierung des Ovargewebes Follikeldichte/in vitro Kultur nach Kryo  70% für Kryokonservierung in mind. 10-20 Port. (entweder Vitrifikation oder langsames Protokoll)  Autotransplantation nach 5 Jahren

Ovarian Tissue Banking - LSK – Entnahmetechnik I  Kameratrokar (5mm) und 2 Arbeitstrokare (5, 12mm), dzt. auch bereits mit 3 mm Optik  Ovarektomie oder tangentiale Resektion - ohne Strom!  Bergung mittels LSK - Bergesack  Verarbeitung direkt am Tisch  Gewinnung von ovariellen Scheiben (ca. 10 - 15 á 1 - 2mm)

Ovarian Tissue Banking - LSK - Entnahmetechnik II 1 Präparat zur histologischen Kontrolle 1 Präparat zur Bakteriologie 2ml Kryotubes + Kryomedium (DMSO) Friervorgang Lagerung im überwachten Stickstoff-Tank

Ovarian Tissue Banking - Entnahme ganzes Ovar als Scheiben Biopsie Ovar 1-2mm Scheiben

Kryopräservation von ovariellen Scheiben, Biopsien Vorteile:  einfacherer Friervorgang  einfachere Ex- und Implantation (LSK)  orthotope Position ermöglicht natürliche Empfängnis  Implantation wiederholbar Nachteile:  Geringere Menge an Primordialfollikel  Verlust in der Revaskularisierung

Alternative: Isolation von Eizellen und In Vitro Maturation von Antralfollikel Spezialmedien zur Reifung unreifer Eizellen  dann ICSI 12 – 15% Schwangerschaftsraten pro Zyklus

Erfolgsfaktor IVM? Gewinnung von Ovargewebe Isolierung von unreifen Oozyten (Primordialfollikel, Primärfollikel) künstliche Reifung (FSH / HCG)  IVF/ICSI-Therapie In-Vitro-Maturation bisher nur im Mausmodell gelungen (Smitz et al., Hum Reprod, 1999) IVM-Methodik: Aspiration unreifer Oocyten in nicht oder niedrig dosiert stimulierten Zyklen – Technik ist bisher wenig untersucht in RCTs, keine valide Aussage aus prospektiv kontrollierten Vergleichstudien zum Erfolg gegen „normale IVF“. Priming mit FSH/hMG oder unstimuliert punktieren? Mit oder ohne hCG Gabe? Diese Fragen sind nicht zuverlässig beantwortet. Hesham Al-Inany. Female infertility. Clinical Evidence 2005

Ovarian Tissue Banking - Reimplantation orthotop autolog: Reimplantation an die ursprüngliche Lokalisation im kleinen Becken Vorteil: spontane Ovulation und Schwangerschaft möglich Nachteil: potenzielles Rezidivrisiko heterotop autolog: Autotransplantation von Gewebe an hetorotope Körperstellen (Unterarm, Oberarm) – biolog. HRT, bei KW Punktion, IVM und IVF Xenotransplantation:  Transplantation von Gewebe auf immundefiziente Mäuse

Möglichkeiten der Reimplantation von ovariellen Gewebe  Peritoneum  Uterusnah im kleinen Becken  erreichbar für Tuben  Muskellogen ( M. Rectus, M. brachialis)  „Reseeding“ als Zellsuspension in ovarielle Rindenregion ( Almodin, 2004) In den meisten Fällen, die bisher gemacht wurden gelang der Nachweis von Hormonaktivität und Follikelwachstum

Orthotope Reimplantation der ovariellen Scheiben Kontralaterales Ovar

Ovarian Tissue Banking - Risiken Übertragung metastasierender Krebszellen Shaw et al: Fresh and cryopreserved ovarian tissue samples from donors with lymphoma transmit the cancer to the graft recipients. Hum Reprod 1996; 1668-1673 Potentielle Wirkung von alkylierenden Substanzen Mutationen, DNA- Brüche und -Adduktionen, oxidativer Schaden an somatischen-und Keimzellen Hawkins MM et al: Pregnancy outcome and offspring after childhood cancer. BMJ 1994; 309:1034; Sanders JE et al: Pregnancies following high-dose cyclophosphamide with or without high-dose busulfan or total body irradiation and bone marrow transplantation. Blood 1996; 87:3045-3052

Häufigkeit des Auftretens ovarieller Metastasen Niedriges Risiko Mittleres Risiko Hohes Risiko Wilms Tumor Mamma NPL I-II Einige Leukämien Non-Hodgkin und Hodgkin Lymphom Neuroblastom Nongenital. Rhabomyosarkom Genital. Rhabomyosarkom Osteosarkom Adeno-Ca d. Cervix Zervix NPL Mamma NPL III-IV Ewing Sarkom Kolorektales NPL Nach: Oktay KH, Yih M: Preliminary experience with orthotopic and heterotopic transplantation of ovarian cortical strips Semin Reprod Med 2002,20(1):63-74

Ovarian Tissue Banking - Sicherheit  ev. Initiale Chemotherapie  Strenge Indikationsstellung  Ausreichendes Spülen des Präparats/Bergesack  Ausschließen des Vorhandenseins selbst einer geringer Anzahl von Zellen durch multiple histologische Untersuchungen  Zell-Cluster könnten mittels PCR ausgeschlossen werden

Ovarian Tissue Banking - Sicherheit  Isolierung der Eizelle und Reinigung  Befruchtung durch ICSI  Embryotransfer nach hormoneller Vorbereitung  damit sicherer Ausschluss der Transplantation von Tumorzellen Quelle : AGGEF, 2004

Ovarian Tissue Banking - Perspektiven  Bei High-Risk Fällen : Xenotransplantation  Gewinnung isolierter reifer Eizellen Follikel nach Reifung in Nacktmaus M. Imhof 2005

Erste Schwangerschaften Published online: 24 September 2004; doi:10.1038/news040920-15 Ovarian transplant produces baby Helen Pilcher, Helen Pearson Healthy birth raises hope for cancer patients' fertility. Weitere Literatur: Donnez J., Dolmans M.M., et al. Livebirth after orthotopic transplantation of cryopreserved ovarian tissue. Lancet 364, p.1405-10, (2004) Oktay K., Buyuk E., et al. Embryo development after heterotopic transplantation of cryopreserved ovarian tissue. Lancet, 363, p.837-840, (2004)

Conclusio  Veränderungen und Verbesserungen dieser Techniken in absehbarer Zeit zu erwarten  OTB entwickelt sich wie erwartet, daher als Vorsorge bereits sinnvoll  Reimplantationstechnik noch unsicher  die optimale Kryopräservationstechnik ist noch nicht definiert  Tumorzell-Übertragungsrisiko gering aber nicht ausgeschlossen  Gravierende rechtliche Veränderungen in absehbarer Zeit zu erwarten

Conclusio Trotz noch einiger offener Fragen: Ovarian Tissue Banking sollte heute bereits jeder Frau vor einer (Radiatio - ) Chemotherapie angeboten werden “ESRE 2006“  Aktuelle Techniken werden besser  ermöglichen zunehmend höhere Schwangerschaftsraten  deutliche Verbesserung der Lebensqualität In Mainz unter 06131 172764 Beratung und Termine Ovarian Tissue Banking