Curcumin effects on Leydig cell functions and potential therapeutic uses

Curcumin has been ascribed with countless therapeutic effects, but its impact on testicular function has been scarcely researched. Leydig cells comprise the androgen-secreting population of the testis and may give rise to Leydig cell tumours (LCTs). Due to their steroid-secreting nature, LCTs entail endocrine, reproductive, and psychological disorders. Approximately 10% are malignant and do not respond to chemotherapy and radiotherapy. The aim of this study was to assess curcumin’s impact on Leydig cells’ functions and its potential effect on LCT growth. In vitro assays on MA-10 Leydig cells showed that curcumin (20–80 μmol/L) stimulates acute steroidogenesis, both in the presence and absence of db-cAMP. This effect is accompanied by an increase in StAR expression. Regarding curcumin’s in vitro cytostatic capacity, we show that 40–80 μmol/L curcumin reduces MA-10 Leydig cells’ proliferative capacity, which could be explained by the arrest in G2/M and the reduced viability due to the activation of the apoptotic pathway. Finally, CB6F1 mice were inoculated with MA-10 cells to generate ectopic LCT in both flanks. They received i.p. injections of 20 mg/kg curcumin or vehicle every other day for 15 days. We unveiled curcumin’s capacity to inhibit LCT growth as evidenced by reduced tumour volume, weight, and area under the growth curves. No detrimental effects on general health parameters or testicular integrity were observed. These results provide novel evidence of curcumin’s effects on the endocrine cell population of the testis and propose this natural compound as a therapeutic agent for LCT

Estudio de la expresión del receptor de vitamina D en la ontogenia del testículo y en tumores de células de Leydig: posible interacción con el sistema histaminérgico

La vitamina D (VD), un esteroide pleiotrópico, ha sido relacionada con la función reproductiva masculina, pero aún no se ha estudiado la expresión de su receptor (RVD) en el desarrollo testicular. RVD regula la expresión de componentes del sistema histaminérgico, y la histamina (HA) modula la esteroidogénesis en células de Leydig (CL). Se ha relacionado a la deficiencia de VD con múltiples patologías, entre ellas cáncer. Los tumores de células de Leydig (TCL) son los más frecuentes del intersticio testicular, y al malignizar no responden a radio/quimioterapia. VD fue descripta como tratamiento para varios tumores, pero se desconoce su aplicación en TCL. Por lo expuesto, hemos estudiado la expresión de RVD en la ontogenia de testículo de rata, evaluando su correlación con los niveles de testosterona séricos (T) y el contenido de HA; y además evaluamos la expresión de RVD en testículo humano fetal, neonatal, prepuberal, TCL e hiperplasia de CL.En testículo de rata, se observó un aumento en la expresión de RVD en CL con la edad, en línea con el incremento de T, y en contraposición con la disminución del contenido de HA, lo cual fue consistente con la reducción en los niveles de la enzima que cataliza su síntesis, HDC. Esto sugiere que la VD podría ejercer una función en el desarrollo testicular normal, ya sea en forma directa sobre las CL o mediante la regulación de la expresión de componentes del sistema histaminérgico (HDC y/o receptores de HA).Por su parte, el TCL humano presentó sobreexpresión de RVD y HDC. Considerandoque las hormonas esteroideas se encuentran aumentadas en esta patología y funcionan como factores de crecimiento, si el calcitriol pudiera modular la esteroidogénesis podría tener una aplicación terapéutica.Vitamin D (VD) is a steroid hormone traditionally related to bone health. However, several authors have associated VD with reproduction and steroidogenesis in males. The presence of VD receptor (VDR) and the enzymes involved in its activation had been reported in several cell types of the testes. Until now, nobody has studied RVD expression during testicular development. In addition, VDR in association with its coactivators or co-repressors, regulates the expression of several genes, including those related to the histaminergic system. Previously, we demonstrated that histamine (HA) can modulate steroidogenesis in Leydig cells (LC) in a concentration-dependent manner. Also, we observed a decrease in the endogenous HA content, consistent with the previously described decrease of HDC (histidine decarboxylase, the enzyme responsible of HA synthesis) levels, during LC ontogeny. Epidemiologic studies strongly suggest that a relationship exists between VD deficiency and multiple pathologies, particularly cancer. Leydig cell tumors (LCT) are rare endocrine tumors ofunknown etiology, which originate in the testicular interstitium. The incidence worldwide is 1-3% in adults and 4% in prepubertal boys, but recent publications indicate that these figures have been increasing. While usually benign, approximately 10% of LCTin adults become malignant and do not respond to chemo or radiotherapy. It is imperative to deeply investigate the biology of LCT, to identify new therapeutic targets. The potential role of calcitriol (1α,25(OH)2-vitamin-D3) in cancer treatment has been described for several types of tumors, but it remains unexplored in LCT. Thus, as a first step, it is worth evaluating VDR expression in LCT.In view of the aforecited evidence, herein we studied VDR expression during the rat testicular ontogeny, evaluating a possible correlation withserum testosterone (T) levels in blood, endogenous levels of HAand the previously described HDC expression levels. We also analized VDR expression in human testes corresponding to three different stages of development (fetal, neonatal and juvenile), in LCTand in LC hyperplasia. Methods: Rat testes of different ages (7, 21, 35, 90 y 240 days), human fetal, neonatal and pre pubertal testes, a human LCT and a human LC hyperplasia; were used for detection of VDR by immunohistochemistry.Fil: Varela, María Luisa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Abiuso, Adriana María Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Berensztein, Esperanza Beatriz. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital de Pediatría "Juan P. Garrahan"; ArgentinaFil: Besio Moreno, Marcos Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Belgorosky, Alicia. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital de Pediatría "Juan P. Garrahan"; ArgentinaFil: Pignataro, Omar Pedro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Knoblovits, Pablo. Hospital Italiano; ArgentinaFil: Suárez, Sebastián. Hospital Italiano; ArgentinaFil: Costanzo, P. R.. Hospital Italiano; ArgentinaFil: Mondillo, Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentin

Histidine decarboxylase inhibitors attenuate the pro angiogenic activity of Leydig tumor cells: Potential neoadjuvant therapy for the treatment of leydigiomas?

Los tumores de células de Leydig (TCL) son tumores endócrinos del intersticio testicular, cuya incidencia se encuentra en aumento. Los síntomas incluyen feminización o virilización en pacientes prepuberales, y pérdida de libido, disfunción eréctil, infertilidad y/o ginecomastia en adultos. Si bien son usualmente benignos, cuando malignizan en adultos no responden a radio y quimioterapia. Múltiples trabajos han reportado que la histidina decarboxilasa (HDC), enzima que cataliza la conversión de L-histidina en histamina (HA), tiene un rol importante en el desarrollo de tumores. A su vez, en nuestro laboratorio demostramos que la HA induce la proliferación de células de Leydig tumorales (CLT) murinas, mientras que la inhibición de HDC disminuye su proliferación y capacidad esteroidogénica. Además, observamos elevada expresión de HDC en TCL pediátricos vs. controles de distintos estadios de madurez sexual; y se ha descrito que ratones knock out para HDC poseen una angiogénesis incompleta. Para evaluar el rol de HDC en la modulación de la angiogénesis se empleó la línea de CLT de rata R2C, principal modelo utilizado en estudios de Leydigioma. También se realizaron estudios en TCL pediátricos. Los medios condicionados por las CLT R2C estimularon la angiogénesis tanto in vitro como in vivo (empleando HUVEC y analizando el grado de vascularización de membranas corioalantoideas de codorniz, respectivamente). El efecto in vitro se revirtió al tratar previamente las CLT R2C con α-metil-DL-histidinadihidrocloruro, inhibidor específico de HDC. A su vez, tanto la HA como los medios condicionados provenientes de TCL pediátricos, produjeron un aumento en la proliferación de las HUVEC. Nuestros resultados sugieren que las CLT producen HA y otros factores proangiogénicos, y que la inhibición selectiva de HDC atenúa la capacidad proangiogénica de las CLT. En base a estos resultados y evidencias previas del laboratorio, inhibidores específicos de HDC podrían ser utilizados como potencial terapia neoadyuvante en TCL.Leydig Cell tumors (LCT) are a rare group of endocrine tumors in the testicular interstitium. Between 1 and 3% of testicular malignances in adults and 4% in prepubertal children belong to LCT. An increasing incidence of this type of neoplasia has been reported recently all around the world. Particularly, a strong relationship between LCT and the use of anabolic steroids (which are commonly used nowadays) has been reported recently. In prepubertal boys, symptoms include feminization or virilization, depending on the major circulating steroid (estradiol or testosterone respectively). Adult patients show loss of libido, penile dysfunction, infertility and/or gynecomastia. Although the etiology still is unknown, several studies indicate that tumoral Leydig cells have an excessive production of insulin-like growth factor (IGF-1), as well as aromatase (CYP19) overexpression, which causes an enormous amount of estrogens (particularly estradiol, E2), and both factors play an important role in tumorigenesis. While usually benign, when LCT became malignant in adults they respond poorly to radio and chemotherapy. Likewise, it has been reported that both therapies increase the incidence of several tumors. All these data imply the need of new therapeutic targets to avoid the chirurgical dissection of the testes and the consequences of the hormonal therapies associated, which implicate not only the loss in reproductive function, but also psychological disorders. Several publications have reported that histidine decarboxylase (HDC), the only enzyme capable of catalyzing the conversion from L-histidine to histamine (HA) in mammals, has an important role in the development of several types of tumors, such as colorectal, breast and melanoma. At the same time, in our laboratory we have reported that HA induces cell proliferation of murine Leydig cells, and complementary, this cell proliferation decreases when inhibiting selectively HDC, as well as steroid synthesis (progesterone and E2). Also, we observed a higher expression of HDC in pediatric LCT (n = 3) than normal controls corresponding to different stages of sexual maturation (n = 9). It has been described that HDC knock out mice have an incomplete angiogenesis, and also that MA-10 Leydig cells HDC expression correlates with vascular endothelial growth factor (VEGF). The aim of this study is to improve our knowledge about the role of HDC in LCT biology, particularly, the angiogenesis modulation. We used the R2C Leydig cell line, the most used model for in vitro studies of Leydigioma, because it overexpresses CYP19 and constitutively produces high levels of IGF-1 and E2, as well as human LCT. R2C and pediatric LCT angiogenic capability was evaluated in vitro by measuring proliferation of human umbilical vein endothelial cells (HUVEC). In addition, we verified R2C cells angiogenic capability in vivo, using quail embryo vasculature (chorioallantoic membrane assay). Both models have been validated for the study of angiogenesis. Conditioned medium obtained from R2C cell culture stimulated angiogenesis in vitro (p <0.001) as well as in vivo (p <0.001). The in vitro effect was reverted with a previous treatment on the R2C cell culture using α-methyl-DL-histidine hydrochloride (α-MHD, 10 µM), a specific HDC activity inhibitor (p <0.001). Finally, human conditioned medium from pediatric LCT increased HUVEC proliferation (p <0.01). In the same way, the analyzed patients showed higher testosterone and estradiol levels than normal serum concentrations, which was in concordance to phenotypical features observed in presence of LCT. Our results indicate that tumoral Leydig cells (TLC) produce HA, as well as other angiogenic factors, and it could be stimulating the vascular endothelium. The selective inhibition of HDC attenuates the pro-angiogenic capability in TLC. Considering all these results and previous observations of our laboratory, specific inhibitors of HDC could be used, in the future, as a potential therapeutic target for the treatment of LCT.Fil: Abiuso, Adriana María Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Varela, María Luisa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Haro Durand, Luis Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Besio Moreno, Marcos Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Ponzio, Roberto Oscar. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina; ArgentinaFil: Rivarola, Marco Aurelio. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital de Pediatría "Juan P. Garrahan". Servicio de Endocrinología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Belgorosky, Alicia. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital de Pediatría "Juan P. Garrahan". Servicio de Endocrinología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Pignataro, Omar Pedro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Berensztein, Esperanza Beatriz. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital de Pediatría "Juan P. Garrahan". Servicio de Endocrinología; ArgentinaFil: Mondillo, Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentin

Histamine participation in the biology of Leydig cell tumors : study of its role on cell proliferation, its possible pro-angiogenic capacity and the inhibition of its synthesis as a potential therapeutic strategy

Los tumores de células de Leydig (TCL) son tumores endócrinos que se originan principalmente en el intersticio testicular, y en menor proporción en ovario, glándula adrenal y cordón espermático. Según reportes recientes asociados a una mejora en las técnicas de diagnóstico, la incidencia de los TCL testiculares se halla en aumento. Estos tumores se asocian a un 48% de infertilidad masculina, y si bien suelen ser benignos, cuando malignizan no responden a las terapias disponibles actualmente, dando como resultado una sobrevida promedio de solamente dos años. Más aun, múltiples trabajos reportan la reaparición de TCL hasta diez años después de su remoción, sugiriendo así la presencia de células remanentes en otros órganos al momento del tratamiento. Los TCL se caracterizan por una sobreproducción de esteroides, cuyo resultado es la pseudo-pubertad precoz en niños y la disfunción eréctil o ginecomastia, en adultos. En conjunto, lo expuesto evidencia la necesidad de establecer nuevos enfoques terapéuticos. La histamina (HA), amina biogénica sintetizada únicamente por la enzima histidina decarboxilasa (HDC), ha sido descripta en múltiples patologías como factor de crecimiento autócrino, además de su conocido rol como neurotransmisor y modulador de la inflamación. A su vez, ha sido relacionada con el síndrome carcinoide, en donde en forma secundaria a la patología de origen, como ser los tumores secretores de HA, el paciente experimenta diarrea, hipotensión, taquicardia, vasoconstricción, disnea, fibrosis retroperitoneal e incluso falla cardíaca. En nuestro laboratorio hemos descripto la sobreexpresión de HDC en células de Leydig (CL) tumorales MA-10, las cuales también presentan un aumento significativo en la actividad de la enzima en comparación con las CL normales. A su ez, observamos que en dichas células la HA es capaz de estimular la proliferación celular, y que ejerce un efecto modulador sobre la esteroidogénesis. En base a las consideraciones descriptas, el objetivo de este trabajo fue investigar el papel de la HA en la progresión de los TCL, su efecto sobre la neoangiogénesis tumoral, y la inhibición de HDC como potencial estrategia terapéutica, tanto para disminuir el tamaño tumoral como para evitar las complicaciones asociadas al tumor y a los tratamientos actuales. En este sentido, la orquiectomía radical y/o la quimioterapia utilizadas de rutina en la clínica conllevan efectos secundarios físicos y psicológicos, que afectan la calidad de vida de los pacientes. En primer término, realizamos ensayos in vitro en dos líneas celulares de TCL con diferente fenotipo (las CL de ratón MA-10, que secretan como esteroide mayoritario progesterona ante la estimulación con LH, y las CL de rata R2C, que secretan estradiol de forma constitutiva), y observamos que la HA incrementó la proliferación celular, la neoangiogénesis y la síntesis de esteroides. Además, las CL R2C presentaron elevada expresión de HDC, al igual que habíamos reportado previamente para las CL MA-10. En concordancia con estos resultados, observamos intensa marcación positiva para HDC en cortes de testículo de pacientes portadores de TCL, no así en controles normales de la misma edad. A su vez, la inhibición de HDC utilizando dos inhibidores, α-MHD y EGCG (sintético y natural, respectivamente) resultó en una disminución de la proliferación celular y la síntesis de esteroides, así como también disminuyó la producción de factores pro-angiogénicos por parte de las CL tumorales. Para los estudios in vivo se establecieron dos modelos de TCL murinos a partir de las líneas de CL tumorales citadas. En ambos modelos se evaluó el efecto de α-MHD y EGCG, solos o en combinación con Carboplatino (CP). En el caso de los TCL generados a partir de las CL MA-10, α-MHD fue capaz de disminuir el tamaño tumoral, solo y en combinación con CP, a diferencia de EGCG que no mostró efecto sobre el crecimiento del tumor en los tiempos y esquema de dosis estudiados. Por su parte, el crecimiento de los TCL generados a partir de las CL R2C sólo disminuyó post tratamiento con α-MHD o EGCG en combinación con CP; los inhibidores administrados solos no tuvieron efecto. Puntualmente la combinación de EGCG con CP fue la más eficaz, dado que el crecimiento de los tumores se detuvo a tiempos tempranos. A pesar de no observarse efecto de ninguno de los inhibidores solos sobre el crecimiento tumoral en los tiempos evaluados, se registró una disminución en los niveles de esteroides plasmáticos, demostrando así su capacidad de contrarrestar el desbalance hormonal asociado la presencia de un tumor endócrino. En conjunto, los resultados de estos ensayos dan cuenta de la necesidad de establecer a futuro a qué fenotipo pertenecen los pacientes con TCL, a fin de definir el inhibidor de HDC que será más efectivo. Con base en los hallazgos que aquí se describen, el presente trabajo demuestra por primera vez el rol de la HA en el crecimiento de los TCL, y sienta las bases para el desarrollo de una estrategia terapéutica novedosa, menos agresiva que las utilizadas actualmente, que apunte a la inhibición de HDC. Las publicaciones relacionadas con el efecto protector del EGCG sobre las gametas masculinas en pacientes sometidos a tratamientos oncológicos subrayan la importancia del presente trabajo, y validan el uso de EGCG en combinación con las terapias de rutina.Leydig cell tumors (LCT) are endocrine tumors that originate primarily in the testicular interstitium, and to a lesser extent in the ovary, adrenal gland and spermatic cord. According to recent reports associated with an improvement in diagnostic techniques, the incidence of testicular LCT is increasing. These tumors are associated with 48% male infertility, and although they tend to be benign, when they become malignant they do not respond to currently available therapies, resulting in an average survival of only two years. Moreover, multiple studies have reported the reappearance of LCT up to ten years after its removal, suggesting the presence of remaining cells in other organs at the time of treatment. LCTs are characterized by an overproduction of steroids, the result of which is early pseudo-puberty in children and erectile dysfunction or gynecomastia in adults. All in all, the evidence above demonstrates the need to establish new therapeutic approaches. Histamine (HA), a biogenic amine synthesized solely by histidine decarboxylase (HDC) enzyme, has been described in multiple pathologies as an autocrine growth factor, in addition to its well-known role as a neurotransmitter and modulator of inflammation. Also, HA has been related to the carcinoid syndrome, a paraneoplastic syndrome which causes the patient to experience diarrhea, hypotension, tachycardia, vasoconstriction, dyspnea, retroperitoneal fibrosis and even heart failure. In our laboratory we have described the overexpression of HDC in MA-10 tumor Leydig (LC) cells, which also have significantly increased enzyme activity compared to normal LC. Also, we observed that in these cells HA is capable of stimulating cell proliferation, and that it can modulate steroidogenesis. Based on the above, the objective of this thesis was to investigate the role of HA in the progression of LCT, its effect on tumor neo-angiogenesis, and the inhibition of HDC as a potential therapeutic strategy not only to reduce tumor growth but also to minimize complications related to the tumor itself and to current treatments. In this sense, radical orchiectomy and / or chemotherapy routinely used in the clinic have physical and psychological side effects that affect the life quality of the patients. Firstly, we performed in vitro assays in two LCT cell lines with different phenotype (MA-10 mouse LCs, which secrete progesterone upon stimulation with LH as a major steroid, and R2C rat LCs, which secrete estradiol in a constitutive manner), and we observed that HA increased cell proliferation, neo-angiogenesis and steroid synthesis. In addition, R2C LCs showed high HDC expression, as we had previously reported for MA-10 LCs. In accordance with these results, we observed intense positive HDC staining in testis sections of patients with LCT, but not in normal controls of the same age. Additionally, inhibition of HDC using two inhibitors, α-MHD and EGCG (synthetic and natural, respectively) resulted in a decrease in cell proliferation and steroid synthesis, as well as in a decreased production of pro-angiogenic factors by tumor LC. For in vivo studies, two murine LCT models were established based on the aforementioned tumor LC lines. In both models we evaluated the effect of α-MHD and EGCG, as single agents or in combination with Carboplatin (CP). In the case of the LCT generated from MA-10 LCs, α-MHD was able to decrease the tumor size, alone and in combination with CP, unlike EGCG which showed no effect on tumor growth over the time and dosing scheme studied. On the other hand, the growth of the LCT generated from R2C Lcs only decreased after treatment with α-MHD or EGCG in combination with CP; the inhibitors administered alone had no effect. Particularly, the combination of EGCG with CP was the most effective, since the growth of the tumors stopped at early stages. In spite of not observing an effect of any of the inhibitors alone on tumor growth in the evaluated times, we did see a decrease in plasma steroid levels, thus demonstrating their ability to counteract the hormonal imbalance associated with the presence of an endocrine tumor. Together, the results of these work evidence the need to establish the phenotype to which patients baring LCT belong, in order to define which HDC inhibitor would be most effective. Based on the findings described herein, this work demonstrates for the first time the role of HA in the growth of TCL, and sets the basis for the development of a novel therapeutic strategy, less aggressive than the ones currently used, directed to HDC inhibition. Recent publications related to the protective effect of EGCG on male gametes in patients undergoing cancer treatments underline the importance of this work, and validate the use of EGCG in combination with current therapies.Fil: Abiuso, Adriana María Belén. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina

Overexpression of 11β-hydroxysteroid dehydrogenase 1 in visceral adipose tissue and underexpression of endothelial nitric oxide synthase in the adrenal cortex of dogs with hyperadrenocorticism

11β-Hydroxysteroid dehydrogenase 1 (11β-HSD1) is an enzyme that activates cortisone into cortisol in tissues. Alterations in this enzyme are related to the development of metabolic syndrome, obesity and hyperadrenocorticism (HAC). Endothelial nitric oxide synthase (eNOS) produces nitric oxide and is related to the regulation of adrenal steroidogenesis. The aim of the study was to evaluate 11β-HSD1 and eNOS expression in dogs with HAC. Visceral adipose tissue samples were taken to evaluate 11β-HSD1 expression by immunohistochemistry and western blotting. In parallel, adrenal gland samples were collected to evaluate eNOS expression by immunohistochemistry. 11β-HSD1 expression was significantly higher in the adipocytes of dogs with HAC than in those of the control dogs. eNOS expression in the adrenal cortex (zona fasciculata) was significantly lower in the dogs with HAC than in the control dogs. 11β-HSD1 overexpression and eNOS underexpression could play a role in the maintenance of hypercortisolism in dogs with HAC

Histidine decarboxylase inhibitors: a novel therapeutic option for the treatment of leydigioma

Recent reports indicate an increase in Leydig cell tumor (LCT) incidence. Radical orchiectomy is the standard therapy in children and adults, although it entails physical and psychosocial side effects. Testis-sparing surgery can be a consideration for benign LCT of 2.5 cm or less in size. Malignant LCTs respond poorly to conventional chemotherapy, so new treatment modalities are needed. In this study, we observed increased histidine decarboxylase expression and pro-angiogenic potential in LCT surgically resected from pediatric patients (fetal to pubertal) vs control samples from patients without endocrine or metabolic disorders which were collected at necropsy. We, therefore, evaluated for the first time the antitumor efficacy of two histidine decarboxylase inhibitors (α-methyl-dl-histidine dihydrochloride (α-MHD) and epigallocatechin gallate (EGCG)), alone and combined with carboplatin, in two preclinical models of LCT. MA-10 and R2C Leydig tumor cells, re presenting two different LCT subtypes, were used to generate syngeneic and xenograft mouse LCT models, respectively. In the syngeneic model, monotherapy with α-MHD effectively reduced tumor growth and angiogenesis. In the xenografts, which showed co-expression of histidine decarboxylase and CYP19, the combination of EGCG plus carboplatin was the most effective therapy, leading to LCT growth arrest and undetectable levels of plasmatic estradiol. Testicular and body weights remained unaltered. On the basis of this study, histidine decarboxylase may emerge as a novel pharmacological target for LCT treatment.Fil: Abiuso, Adriana María Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Varela, María Luisa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Raices, Trinidad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Irusta, Griselda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Lazzati, Juan Manuel. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital de Pediatría "Juan P. Garrahan". Servicio de Endocrinología; ArgentinaFil: Besio Moreno, Marcos Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Cavallotti Gomez, Alina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Belgorosky, Alicia. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital de Pediatría "Juan P. Garrahan". Servicio de Endocrinología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Pignataro, Omar Pedro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Berensztein, Esperanza Beatriz. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital de Pediatría "Juan P. Garrahan". Servicio de Endocrinología; ArgentinaFil: Mondillo, Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentin

Histamine H4 receptor as a novel therapeutic target for the treatment of Leydig-cell tumours in prepubertal boys

Leydig-cell tumours (LCTs) are rare endocrine tumours of the testicular interstitium, with recent increased incidence. Symptoms include precocious puberty in children; and erectile dysfunction, infertility and/or gynaecomastia, in adults. So far, scientific evidence points to aromatase (CYP19) overexpression and excessive oestrogen and insulin-like growth factor (IGF) –1 production as responsible for Leydig-cell tumourigenesis. LCTs are usually benign; however, malignant LCTs respond poorly to chemo/radiotherapy, highlighting the need to identify novel targets for treatment. Herein, we investigated the potential role of the histamine receptor H4 (HRH4) as a therapeutic target for LCTs using R2C rat Leydig tumour cells, a well-documented in vitro model for Leydigioma. Also, we studied for the first time the expression of CYP19, IGF-1R, oestrogen receptor (ER) α, ERβ, androgen receptor (AR) and HRH4 in human prepubertal LCTs versus normal prepubertal testes (NPTs). HRH4 agonist treatment inhibited steroidogenesis and proliferation in R2C cells and also negatively affected their pro-angiogenic capacity in vitro and in vivo, as assessed by evaluating the proliferative activity of human umbilical vein endothelial cells and by means of the quail chorioallantoic membrane assay, respectively. Moreover, E2 and IGF-1 inhibited HRH4 mRNA and protein levels. In human prepubertal LCTs, CYP19, IGF-1R, ERα and ERβ were overexpressed compared with NPTs. In contrast, HRH4 staining was weak in LCTs, but moderate/strong and confined to the interstitium in NPTs. Importantly, HRH4 was absent or barely detectable in seminiferous tubules or germ cells. Overall, our results point to HRH4 as a novel therapeutic target in LCTs.Fil: Abiuso, Adriana María Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Varela, María Luisa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Haro Durand, Luis Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Besio Moreno, Marcos Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Marcos, Alejandra Lucía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Ponzio, Roberto. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina; ArgentinaFil: Rivarola, Marco Aurelio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital de Pediatría "Juan P. Garrahan"; ArgentinaFil: Belgorosky, Alicia. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital de Pediatría "Juan P. Garrahan"; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Pignataro, Omar Pedro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Berensztein, Esperanza Beatriz. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital de Pediatría "Juan P. Garrahan"; ArgentinaFil: Mondillo, Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentin

Potential negative effects of anti-histamines on male reproductive function

Histamine (HA) is a pleiotropic biogenic amine synthesized exclusively by histidine decarboxylase (HDC) in most mammalian tissues. The literature on the role of HA within the male gonad has expanded over the last years, attracting attention to potential unexpected side-effects of anti-histamines on testicular function. In this regard, HA receptors (HRH1, HRH2 and HRH4) have been described in Leydig cells of different species, including human. Via these receptors, HA has been reported to trigger positive or negative interactions with the LH/hCG signaling pathway depending upon its concentration, thereby contributing to the local control of testicular androgen levels. It should then be considered that anti-histamines may affect testicular homeostasis by increasing or decreasing steroid production. Additionally, HRH1 and HRH2 receptors are present in peritubular and germ cells, and HRH2 antagonists have been found to negatively affect peritubular cells and reduce sperm viability. The potential negative impact of anti-histamines on male reproduction becomes even more dramatic if we consider that HA has also been associated with human sexual behavior and penile erection. What is more, although testicular mast cells are the major source of locally produced HA, recent studies have described HDC expression in macrophages, Leydig cells and germ cells, revealing the existence of multiple sources of HA within the testis. Undoubtedly, the more we learn about the testicular histaminergic system, the more opportunities there will be for rational design of drugs aimed at treating HA-related pathologies, with minimum or nule negative impact on fertility.Fil: Mondillo, Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Varela, María Luisa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Abiuso, Adriana María Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Vazquez, Ramiro. Institute of Oncology Research; Suiza. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin