L’aromatase dans les cellules germinales du rat mâle: effets du TGFß et du TNFα

Resume

Les fonctions de reproduction chez le mâle sont sous le contrôle des hormones hypophysaires. Outre cette régulation endocrine, il existe une régulation locale intragonadique dont dépend le bon déroulement de la spermatogenèse. Cette régulation locale fait notamment intervenir les stéroïdes, les facteurs de croissance et les cytokines. L’aromatase est l’enzyme responsable de la conversion irréversible des androgènes en estrogènes. Dans la gonade mâle de différentes espèces de mammifères, l’aromatase a été immunolocalisée non seulement dans les cellules de Leydig, mais aussi dans les cellules germinales. L’objectif de notre travail est d’étudier les facteurs susceptibles de contrôler la production des estrogènes dans les cellules germinales du rat mâle adulte en précisant notamment, les effets du TGFß et du TNFα sur l’expression du gène de l’aromatase. Les spermatocytes pachytènes et les spermatides rondes ont la capacité d’aromatiser les androgènes en estrogènes; cette activité augmente en fonction de stade de développement des cellules germinales: elle est 5 fois plus élevée dans les spermatides que dans les spermatocytes pachytènes. A l’aide d’amorces spécifiques, nous avons pu mettre en évidence par RT-PCR, l’ARNm de l’aromatase dans les spermatocytes pachytènes et les spermatides rondes. Nos résultats préliminaires obtenus par RT-PCR quantitative compétitive ont montré que la testostérone (200ng/ml) stimule la synthèse de l’ARNm de l’aromatase dans les deux types de cellules germinales étudiés. Cette stimulation est fortement inhibée dans les spermatides rondes par l’ajout du TGFß (1ng/ml); l’effet de ce facteur sur les spermatocytes reste à déterminer. L’ajout du TNFα (10ng/ml) aux cellules traitées par la testostérone induit une légère stimulation de la synthèse des messagers de l’aromatase dans les spermatocytes pachytènes; cependant, cette cytokine exerce un effet inhibiteur dans les spermatides rondes. En somme, dans le testicule des rongeurs, les cellules germinales méiotiques et post-méiotiques représentent une nouvelle source d’estrogène; ces cellules possèdent en outre des récepteurs (ERß) pour ces hormones. Ces observations permettent de suggérer un contrôle estrogénique de la spermiogenèse chez certains mammifères.

Abstract

The testicular functions are mainly under gonadotropins control but locally — produced factors, such as growth factors, cytokines and steroid hormones are also concerned to optimize the spermatogenesis. The ability of the male gonad to transform irreversibly androgens into estrogens is known and related to the presence of aromatase. In the rat testis besides Sertoli and Leydig cells, the germ cells have the capacity to produce estrogens but the regulation of the aromatase gene expression is poorly understood. The aim of our work was to study the putative effects of TGFß and TNFα on the aromatase expression in purified adult rat germ cells. Pachytene spermatocytes and round spermatids have the capacity to produce estrogens (the enzyme activity is 5-fold higher in haploid germ cells). Using specific primers we have shown by RT-PCR that germ cells express a specific aromatase mRNA. In addition the preliminary results obtained using a competitive RT-PCR method show that testosterone enhances the expression of aromatase in the two germ cell populations. That increase of aromatase transcripts is reduced when spermatids are incubated with TGFß. Conversely the addition of TNFα further enhances the aromatase transcription in pachytene spermatocytes whereas an inhibitory effect is observed with spermatids. Therefore, in rodent testes, meiotic and post-meiotic germ cells represent an additional source of estrogens; together with existence of estrogen receptors (ERß) on these cells these data likely suggest an estrogenic control of the spermiogenesis in some mammals.