Профилактика гонадотоксичности химиопрепарата цисплатин терапией секретомом стволовых клеток

Введение. Химиотерапия является одним из основных методов лечения распространенных/метастатических форм злокачественных заболеваний. Часто используемым химиопрепаратом является Цисплатин, существенным побочным действием которого является токсическое действие на органы с высоким пролиферативным потенциалом, в том числе на яички, что может приводить к выраженным нарушениям сперматогенеза, андрогенной недостаточности и бесплодию.

Цель исследования. Изучение возможности профилактики гонадотоксичности Цисплатина с помощью терапии препаратом Целлекс, относящимся к препаратам, содержащим продукты секреции стволовых клеток.

Материал и методы исследования: Проведены эксперименты на 45 самцах беспородных крыс в 4 сериях: 1-я серия – внутрибрюшинное введение цисплатина в дозе 5 мг/кг, 2-я серия – введение цисплатина в дозе 7 мг/кг, 3-я серия – введение цисплатина в дозе 5 мг/кг на фоне терапии препаратом Целлекс (0,1 мг/кг внутримышечно ежедневно в течение 10 дней), 4-я серия – введение Цисплатина в дозе 7 мг/кг на фоне аналогичной терапии. Через 3, 7 и 14 суток определяли концентрацию тестостерона в крови, а через 14 суток удаляли яички с последующим их гистологическим и морфометрическим исследованием.

Результаты. В 1-й и 2-й сериях выявили развитие гипоплазии тестикул с уменьшением их массы на 15% при выраженных нарушениях сперматогенеза: уменьшение диаметра и площади поперечного сечения семенных канальцев, слоев герминативного эпителия и количества клеток Сертоли на 100 мкм базальной мембраны. Во 2-й серии выявляли появление разрушенных и полностью лишенных эпителиальной выстилки канальцев. В 3-й и 4-й сериях гистологическая картина приближалась к нормальной, хотя морфометрические показатели все же не достигали нормальных значений. В 4-й группе доля разрушенных и опустошенных канальцев была достоверно меньше, чем во 2-й группе. Уровень тестостерона в крови крыс 1-й и 2-й групп достоверно снижался, тогда как в 3-й и 4-й группах он сохранялся в нормальных пределах во все сроки наблюдения.

Выводы. Терапия препаратом Целлекс позволяет существенно снизить токсическое действие Цисплатина на яичко, сохраняя активный сперматогенез и синтез тестостерона.

1. Perazella MA. Onco-nephrology: renal toxicities of chemotherapeutic agents. Clin J Am Soc Nephrol. 2012;7(10):1713–21. https://doi.org/10.2215/CJN.02780312.

2. Volarevic V., Djokovic B., Jankovic M.G, et al. Molecular mechanisms of cisplatin-induced nephrotoxicity: a balance on the knife edge between renoprotection and tumor toxicity. Journal of Biomedical Science. 2019;26:25. https://doi.org/10.1186/s12929-019-0518-9.

3. Brydoy, M. Fossa, S.D. Klepp, O. et al. Paternity and testicular function among testicular cancer survivors treated with two to four cycles of cisplatin-based chemotherapy. Eur. Urol. 2010;58: 134–140.

4. Zraik IM, Heß-Busch Y. Management of chemotherapy side effects and their long-term sequelae. Urologe A. 2021;60(7):862-871. doi: 10.1007/s00120-021-01569-7.

5. Gao Y, Wang C, Wang K, et al. The effects and molecular mechanism of heat stress on spermatogenesis and the mitigation measures. Syst Biol Reprod Med. 2022;68(5-6):331-347. doi: 10.1080/19396368.2022.2074325.

6. Li ZM. Role of antioxidants in preventing testicular ischemiareperfusion injury: a narrative review. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2022;26(24):9126-9143. doi: 10.26355/eurrev_202212_30663

7. Takalani NB, Monageng EM, Mohlala K, et al. Role of oxidative stress in male infertility. Reprod Fertil. 2023;4(3):e230024. doi: 10.1530/RAF-23-0024.

8. Santabarbara G, Maione P, Rossi A, Gridelli C. Pharmacotherapeutic options for treating adverse effects of Cisplatin chemotherapy. Expert Opin Pharmacother. 2016;17:561–70.

9. Chun-yan Fang, Da-yong Lou, Li-qin Zhou, Jin-cheng Wang, et al. Natural products: potential treatments for cisplatin-induced nephrotoxicity. Acta Pharmacologica Sinica. 2021;42:1951–1969; https://doi.org/10.1038/s41401-021-00620-9.

10. Ghafouri-Fard S., Shoorei H., Abak A., Seify M. et al. Effects of chemotherapeutic agents on male germ cells and possible ameliorating impact of antioxidants. Biomedicine & Pharmacotherapy. 2021; 142, 112040. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2021.112040).

11. Goto T, Hirabayashi M, Watanabe Y, Sanbo M, et al. Testosterone Supplementation Rescues Spermatogenesis and In Vitro Fertilizing Ability of Sperm in Kiss1 Knockout Mice. Endocrinology. 2020;161(9):bqaa092. doi: 10.1210/endocr/bqaa092.

12. Hadziselimovic F Advocating hormonal treatment to prevent adult in-fertility in patients diagnosed with congenital un-descended testes. Int Braz J Urol. 2024;50(1):20-27. doi: 10.1590/S1677-5538.IBJU.2024.9902.

13. Hassen, M.T., Mohamed,H.K., Montaser, M.M., El-Sharnouby, M.E., Awad, N., Ebiya, R.A. Molecular, Immunomodulatory, and Histopathological Role of Mesenchymal Stem Cells and Beetroot Extract on Cisplatin Induced Testicular Damage in Albino Rats. Animals 2021; 11: 1142. https://doi.org/10.3390/ani11041142.

14. Zhong L, Yang M, Zou X, Du T. et al. Human umbilical cord multipotent mesenchymal stromal cells alleviate acute ischemiareperfusion injury of spermatogenic cells via reducing inflammatory response and oxidative stress. Stem Cell Research & Therapy. 2020;11:294. doi.org/10.1186/s13287-020-01813-5.

15. von Rohden E, Jensen CFS, Andersen CY, Sёnksen J, et al. Male fertility restoration: in vivo and in vitro stem cell-based strategies using cryopreserved testis tissue: a scoping review. Fertil Steril. 2024;122(5):828-843. doi: 10.1016/j.fertnstert.2024.07.010.

16. Alimogullari E, Kartal B, Demir H, Elci MP. Protective effects of adipose-derived stem cells against testicular injury induced after ischemia-reperfusion by regulating autophagy. Histochem Cell Biol. 2024;163(1):18. doi: 10.1007/s00418-024-02347-0.

17. Hokmabadi A, Ranjbar E, Alipour F, Ebrahimzadeh-Bideskan A, Afshari JT, Rezaei MM, Shafieian R. Protective effect of dental pulp stem cells’ conditioned medium against cisplatin-induced testicular damage in rats. Toxicology. 2024;504:153788. doi: 10.1016/j.tox.2024.153788.

18. ЕћimЕџek FB, Ећencan A, Vatansever HS. Exosomes obtained from adipose mesenchymal stem cells prevent ischemia-reperfusion injury after torsion-detorsion in rat testes. Pediatr Surg Int. 2023;39(1):204. doi: 10.1007/s00383-023-05487-x.

19. Esfehani R, Khadivi F, Valipour J, Shabani M, et al. Secretome of human amniotic membrane stem cells promote recovery and testicular functions through modulating SIRT1/NRF2/TNF- pathway in mice testicular torsion: An experimental study. Int J Reprod Biomed. 2024;22(10):821-836. doi: 10.18502/ijrm.v22i10.17670.

20. Кирпатовский В.И., Сивков А.В., Ефремов Г.Д., Самойлова С.И., Фролова Е.В., Аполихин О.И. Применение ксеногенного фракционированного протеомного секретома стволовых и прогениторных клеток при остром ишемическом повреждении почек в эксперименте. //Экспериментальная и клиническая урология 2022;15(1):10-19. https://doi.org/10.29188/2222-8543-2022-15-1-10-19

21. Кирпатовский В.И., Сивков А.В., Соколов М.А., Голованов С.А., Дрожжева В.В., Синюхин В.Н., Фролова Е.В., Аполихин О.И., Каприн А.Д. Терапия ксеногенным протеомным комплексом из эмбриональных клеток головного мозга тормозит прогрессирование экспериментально вызванной хронической почечной недостаточности. //Экспериментальная и клиническая урология 2023;16(3):26-37. https://doi.org/10.29188/2222-8543-2023-16-3-26-37

22. Кирпатовский В.И., Сивков А.В., Назиров М.Р., Ефремов Г.Д., Соколов М.А., Комарова Ж.В., Фролова Е.В, Аполихин О.И., Каприн А.Д. Терапия белково-пептидным комплексом эмбрио-нальных стволовых клеток, как метод уменьшеня нефротоксического действия химиопрепарата цисплатин. // Онкоурология, 2025

23. Sahin K, Tuzcu M, Gencoglu H, Dogukan A, et al. Epigallocatechin-3-gallate activates Nrf2/HO-1 signaling pathway in cisplatin-induced nephrotoxicity in rats Life Sci. 2010;87(7-8):240-5. doi: 10.1016/j.lfs.2010.06.014.

24. Guerrero-Beltrán C.E., Calderón-Oliver M., Tapia E., Medina-Campos O.N. et al. Sulforaphane protects against cis-platin-induced nephrotoxicity. Toxicol Lett. 2010;192(3):278-85. doi: 10.1016/j.toxlet.2009.11.007.

25. Eslamifar Z., Moridnia A., Sabbagh S., Ghaffaripour R., et al. Ameliorative Effects of Gallic Acid on Cisplatin-Induced Nephrotoxicity in Rat Variations of Biochemistry, Histopathology, and Gene Expression. Biomed Res Int. 2021;2021:2195238. doi: 10.1155/2021/2195238.

26. Cheki M., Jafari S., Najafi M., Mahmoudzadeh A. Glucosamine Protects Rat Bone Marrow Cells Against Cisplatin-induced Genotoxicity and Cytotoxicity. Anticancer Agents Med Chem. 2019;19(14):1695-1702. doi: 10.2174/1871520619666190704164126.

27. Krouwel EM, Kramer Z, Gordijn R, Nicolai MPJ, et al. Sexual and fertility-related adverse effects of medicinal treatment for cancer; a national evaluation among medical oncologists. Support Care Cancer. 2022 30(5):4035-4047. doi: 10.1007/s00520-021-06721-9.

28. Chow EJ, Stratton KL, Leisenring WM, Oeffinger KC, et al. Pregnancy after chemotherapy in male and female survivors of childhood cancer treated between 1970 and 1999: A report from the Childhood Cancer Survivor Study cohort. Lancet Oncol 2016;17:567–576.

29. Tian En L, Brougham MFH, Wallace WHB, Mitchell RT. Impacts of platinum-based chemotherapy on subsequent testicular function and fertility in boys with cancer. Hum Reprod Update. 2020;26(6):874-885. doi: 10.1093/humupd/dmaa041.

30. Kohsaka T, Minagawa I, Morimoto M, Yoshida T, et al. Efficacy of relaxin for cisplatin-induced testicular dysfunction and epididymal spermatotoxicity. Basic and Clinical Andrology 2020; 30:3. https://doi.org/10.1186/s12610-020-0101-y.

31. Allen CM., Lopes F, Mitchell RT, Spears N. Comparative gonadotoxicity of the chemotherapy drugs cisplatin and carboplatin on prepubertal mouse gonads. Molecular Human Reproduction, 2020.;26(3):129–140. doi:10.1093/molehr/gaaa008.

32. Moradi M, Hashemian MA, Faramarzi A, Goodarzi N, et al. Therapeutic effect of sodium alginate on bleomycin, etoposide and cisplatin (BEP)-induced reproductive toxicity by inhibiting nitro-oxidative stress, infammation and apoptosis. Scientifc Reports 2024;14:1565. https://doi.org/10.1038/s41598-024-52010-w.

33. Aboul-Naga AM, Hamam ET, Awadalla A, Shokeir AA. The protective role of l-carnitine on spermatogenesis after cisplatin treatment during prepubertal period in rats: A pathophysiological study. Life Sci. 2020;258:118242. doi: 10.1016/j.lfs.2020.118242.

34. Shabani R, Ashtari K, Behnam B, Izadyar F, et al. In vitro toxicity assay of cisplatin on mouse acute lymphoblastic leukaemia and spermatogonial stem cells. Andrologia 2016;48:584–594.

35. Elrashidy, R.A. Zakaria, E.M. Elmaghraby, A.M. Abd El Aziz, R.E.M et al. Linagliptin and Vitamin D3 Synergistically Rescue Testicular Steroidogenesis and Spermatogenesis in Cisplatin-Exposed Rats: The Crosstalk of Endoplasmic Reticulum Stress with NF-κB/ iNOS Activation. Molecules 2022; 27: 7299. https://doi.org/10.3390/molecules27217299.

36. Favareto APA, Fernandez CDB, da Silva DAF, Anselmo-Franci JA, Kempinas WDG. Persistent impairment of testicular histology and sperm motility in adult rats treated with cisplatin at peri-puberty. Basic Clin Pharmacol Toxicol 2011;109:85–96.

37. Aslani F, Sebastian T, Keidel M, Fröhlich S, et al. Resistance to apoptosis and autophagy leads to enhanced survival in Sertoli cells. Mol Hum Reprod 2017;23:370–380.

38. Azouri H, Bidart JM, Bohuon C. In vivo toxicity of cisplatin and carboplatin on the Leydig cell function and effect of the human choriogonadotropin. Biochem Pharmacol 1989;38:567–571.

39. Nna VU, Ujah GA, Suleiman JB, Mohamed M, et al. Tertbutylhydroquinone preserve testicular steroidogenesis and spermatogenesis in cisplatin-intoxicated rats by targeting oxidative stress, inflammation and apoptosis. Toxicology. 2020;441:152528. doi: 10.1016/j.tox.2020.152528.

40. Smart E, Lopes F, Rice S, Nagy B, et al. Chemotherapy drugs cyclophosphamide, cisplatin and doxorubicin induce germ cell loss in an in vitro model of the prepubertal testis. Sci Rep 2018;8:1–15.

41. Moradi M, Goodarzi N, Faramarzi A, Cheraghi H, et al. Melatonin protects rats testes against bleomycin, etoposide, and cisplatininduced toxicity via mitigating nitrooxidative stress and apoptosis. Biomed. Pharmacother. 2021:138, 111481.

42. Makled MN, Said E. Tranilast abrogates cisplatin-induced testicular and epididymal injuries: An insight into its modulatory impact on apoptosis/proliferation. J Biochem Mol Toxicol. 2021;35(8):e22817. doi: 10.1002/jbt.22817.

43. Hazem SH, Saad KM, Samaha MM. Protective effects of BTK inhibition by acalabrutinib on cisplatin-induced renal and testicular injury in mice: Modulation of mTOR/AMPK, NLRP3/GSDMD-N, and apoptotic pathways. Int Immunopharmacol. 2025;149:114256. doi: 10.1016/j.intimp.2025.114256.

44. Taitson, P. F., Mourthé Filho, A., Rodrigues, L. M. F. & Gaspar, A. D. J. Treating male infertility. JBRA Assist. Reprod. 2022:17; 351–352.

45. Narayana, K., Al-Bader, M., Mousa, A. & Khan, K. M. Molecular efects of chemotherapeutic drugs and their modulation by antioxidants in the testis. Eur. J. Pharmacol. 2012;674: 207–216

46. Xia J, Minamino S, Kuwabara K, Arai S. Stem cell secretome as a new booster for regenerative medicine. Biosci Trends 2019;13(4):299