Unraveling the effect of the inflammatory microenvironment in spermatogenesis progression

Experimental autoimmune orchitis (EAO) is a chronic inflammatory disorder that causes progressive spermatogenic impairment. EAO is characterized by high intratesticular levels of nitric oxide (NO) and tumor necrosis factor alpha (TNFα) causing germ cell apoptosis and Sertoli cell dysfunction. However, the impact of this inflammatory milieu on the spermatogenic wave is unknown. Therefore, we studied the effect of inflammation on spermatogonia and preleptotene spermatocyte cell cycle progression in an EAO context and through the intratesticular DETA-NO and TNFα injection in the normal rat testes. In EAO, premeiotic germ cell proliferation is limited as a consequence of the undifferentiated spermatogonia (CD9+) cell cycle arrest in G2/M and the reduced number of differentiated spermatogonia (c-kit+) and preleptotene spermatocytes that enter in the meiotic S-phase. Although inflammation disrupts spermatogenesis in EAO, it is maintained in some seminiferous tubules at XIV and VII–VIII stages of the epithelial cell cycle, thereby guaranteeing sperm production. We found that DETA-NO (2 mM) injected in normal testes arrests spermatogonia and preleptotene spermatocyte cell cycle; this effect reduces the number of proliferative spermatogonia and the number of preleptotene spermatocytes in meiosis S-phase (36 h after). The temporal inhibition of spermatogonia clonal amplification delayed progression of the spermatogenic wave (5 days after) finally altering spermatogenesis. TNFα (0.5 and 1 µg) exposure did not affect premeiotic germ cell cycle or spermatogenic wave. Our results show that in EAO the inflammatory microenvironment altered spermatogenesis kinetics through premeiotic germ cell cycle arrest and that NO is a sufficient factor contributing to this phenomenon.

Fil: Ferreiro, María Eugenia. University of Queensland; Australia. The University of Queensland; Australia

Fil: Mendez, Cinthia Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas; Argentina

Fil: Glienke, Leilane. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas; Argentina

Fil: Sobarzo, Cristian Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas; Argentina

Fil: Ferraris, María Jimena. Stockholms Universitet; Suecia

Fil: Pisera, Daniel Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas; Argentina

Fil: Lustig, Livia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas; Argentina

Fil: Jacobo, Patricia Verónica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada; Argentina

Fil: Theas, Maria Susana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas; Argentina