Isolation and molecular characterization of testicular germ cells from male Sprague-Dawley rats exposed in utero and postnatally to dibutyl phthalate or acrylamide

Abstract

O aumento da incidência de distúrbios testiculares e a possível influência de substâncias químicas ambientais, como o dibutilftalato (DBP) e a acrilamida (AA), exigem a identificação de modos de ação. A maioria dos estudos de toxicologia reprodutiva utiliza amostras de RNA provenientes de todo o testículo para avaliar a expressão genica; entretanto, análises de tipos celulares isolados poderiam gerar resultados mais específicos. Entre as células germinativas testiculares, as espermatogônias são importantes pois representam o início da espermatogênese. Este estudo objetivou, 1) estabelecer técnica de isolamento de espermatogônias; 2) aplicar esta técnica para verificar possíveis alterações na expressão gênica (Pou5f1, Kitlg, Mki-67, Bak1 e Spry4) em testículos de ratos pré-púberes (DPN24) e púberes (DPN45) após exposição in utero e pós-natal ao DBP ou à AA. A técnica foi eficiente para o isolamento das espermatogônias. A exposição ao DBP levou à redução do peso corporal da ninhada ao nascer, da distância anogenital dos filhotes machos no DPN4 e ao aumento da frequência de retenção de mamilos no DPN14. Os pesos relativos dos testículos expostos ao DBP estavam reduzidos apenas no DPN24. Animais expostos ao DBP mostraram níveis reduzidos de expressão de Pou5f1 e Mki67 no DPN24, e de Pou5f1 e Spry4 no DPN45. A exposição a AA reduziu a expressão de Pou5f1, Mki67 e Spry4, embora não significativamente. Nossos resultados sugerem que DBP atue reduzindo a proliferação celular e prejudicando a diferenciação nos testículos pré-púberes e púberes.

The increased incidence of testicular disorders in young men and the possible influence of environmental chemicals, such as dibutyl phthalate (DBP) and acrylamide (AA), requires experimental models for identifying modes of action. Most published reproductive toxicologic studies use RNA samples from the total testis to evaluate testicular gene expression; however, analyses of isolated cell types could provide a more specific tool. Among testicular germ cells, spermatogonia are critical since they represent the onset of spermatogenesis. This study aimed, 1) to establish a technique for spermatogonia isolation; 2) to apply this isolation technique to verify possible gene expression alterations (Pou5f1, Kitlg, Mki-67, Bak1 and Spry4) in prepubertal post-natal day, (PND24) and pubertal (PND45) testes after in utero and postnatal exposure to DBP or AA. The technique was efficient for isolation of a majority of spermatogonia. In utero DBP exposure led to reduced litter body weight at birth, reduced anogenital distance of male pups on PND4, and increased frequency of male nipple retention on PND14 compared to controls. DBP-exposed relative testes weights were reduced only at PND24 compared to control but they did not differ at PND45. DBP-exposed animals showed reduced expression levels of Pou5f1 and Mki67 on PND24, and reduced expression of Pou5f1 and Spry4 on PND45. AA exposure reduced expression of Pou5f1, Mki67 and Spry4 at PND45 although not significantly. Our results suggest that DBP acts by reducing cell proliferation and impairing differentiation in prepubertal and pubertal testes.