Effects of heme oxygenase isozymes on Leydig cells steroidogenesis

In the present study, we demonstrate the expression of heme oxygenase (HO) isozymes, HO-1 and HO-2 (listed as HMOX1 and HMOX2 in the MGI Database), in MA-10 Leydig tumor cells and its effect on steroidogenesis. The well-known HO inducer, hemin, increased both HO-1 and HO-2 protein levels and HO-specific activity. Induction of HO by hemin inhibited basal, hCG-, and dibutyryl cAMP (db-cAMP)-induced steroidogenesis in a reversible way. When we studied the effect of HO isozymes along the steroid synthesis, we found that steroidogenic acute regulatory protein levels were decreased, and the conversion of cholesterol to pregnenolone was inhibited by hemin treatment, with no changes in the content of cholesterol side-chain cleavage enzyme (P450scc). hCG and db-cAMP also stimulated the expression of HO-1 and HO-2, and HO enzymatic activity in MA-10 cells. Basal and hCG-stimulated testosterone synthesis was also inhibited by hemin in rat normal Leydig cells. Taken together, these results suggest that: i) at least one of HO products (presumably carbon monoxide) inhibits cholesterol transport to the inner mitochondrial membrane and Leydig cell steroidogenesis by binding to the heme group of the cytochrome P450 enzymes, in a similar way as we described for nitric oxide, and ii) hCG stimulation results in the induction of an antioxidant enzymatic system (HO) acting as a cytoprotective mechanism in Leydig cells, as already demonstrated in the adrenal gland.Fil: Piotrkowski, Barbara. 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 Farmacia y Bioquímica; ArgentinaFil: Monzón, Casandra Margarita. 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: Pagotto, Romina María del Luján. 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: Reche, Cecilia. 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: Cymeryng, Cora Betriz. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Pignataro, Omar Pedro. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Bioquímica Humana; Argentina. 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

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

Regulação da função esteroidogênica em testículo e glândula adrenal

Si bien las hormonas hipofisarias LH y ACTH son los reguladores primarios de la esteroidogénesis tanto en células de Leydig (CL) como en la zona fasciculada (ZF) adrenal, respectivamente, evidencias crecientes indican que diversos factores, locales y externos, modulan sutilmente (regulación fina) la fisiología de las glándulas esteroidogénicas. El paso regulatorio de la esteroidogénesis es el transporte del colesterol a la membrana interna de la mitocondria para ser transformado a pregnenolona y la proteína StAR es muy importante en este proceso. La presencia de otras poblaciones en testículo (células de Sertoli, peritubulares, macrófagos y mastocitos) y en corteza adrenal (células endoteliales, macrófagos, mastocitos y células de la médula adrenal) llevó a enfocar el estudio hacia compuestos que son secretados por esos tipos celulares o incluso por las propias CL o ZF y que regulan las acciones respectivas de la LH y de la ACTH en forma autócrina y/o parácrina. Nuestro grupo de trabajo ha demostrado que factores tales como óxido nítrico (NO), monóxido de carbono (CO) e Histamina (HA) modulan los efectos de las hormonas adenohipofisarias mencionadas. En ambos órganos, los diversos factores pueden actuar a través de distintos (o similares) sistemas transductores, ya sea para activar o inhibir la síntesis de esteroides. Además de la conocida participación del AMPc, otros segundos mensajeros están involucrados en la respuesta biológica finalAlthough steroidogenesis in both Leydig (CL) and zona fasciculata (ZF) adrenal cells are under the primary control of pituitary hormones LH and ACTH, respectively, increasing evidence suggests that local or external factors modulate (fine tunning) the physiology of steroidogenic glands. The limiting step in the synthesis of all steroid hormones is the transport of the substrate-cholesterol-from the outer to the inner mitochondrial membrane, where it is converted into pregnenolone. The participation of StAR protein in the mechanism is very important in this process. The presence of other cell types in testis (Sertoli and peritubular cells, macrophages and mast cells) and in the adrenal cortex (endothelial cells, macrophages, mast cells and the near medullary cells) led to focus this study in factors secreted by these cell types or even the same Leydig or ZF cells that are able to modulate LH and ACTH actions in an autocrine or paracrine way. These studies have shown that the NO/NOS, HO/CO and histamine systems modulate the effect of the above mentioned pituitary hormones. These factors can act through similar or different signal transduction pathways to activate or inhibit steroid synthesis. In addition to the very well documented participation of cAMP in the mechanism of action of both hormones, other second messengers are also involved in the generation of the final biological effect.Embora os hormônios hipofisários LH e ACTH sejam os reguladores primários da esteroidogênese tanto em células de Leydig (CL) quanto na zona fasciculada (ZF) adrenal, respectivamente, evidências crescentes indicam que diversos fatores, locais e externos modulam sutilmente (regulação fina) a fisiologia das glândulas esteroidogênicas. O passo regulatório da esteroidogênese é o transporte do colesterol para a membrana interna da mitocôndria para ser transformado em pregnenolona e a proteína StAR é muito importante neste processo. A presença de outras populações em testículo (células de Sertoli, peritubulares, macrófagos e mastócitos) e em córtex adrenal (células endoteliais, macrófagos, mastócitos e células da medula adrenal) levou a focar o estudo em compostos que são secretados por esses tipos celulares ou inclusive pelas próprias CL ou ZF e que regulam as ações respectivas da LH e da ACTH em forma autócrina e/ou parácrina. Nosso grupo de trabalho tem demonstrado que fatores tais como óxido nítrico (NO), monóxido de carbono (CO) e Histamina (HA) modulam os efeitos dos hormônios adenohipofisários mencionados. Em ambos os órgãos, os diversos fatores podem atuar através de diferentes (ou similares) sistemas transdutores, seja para ativar ou inibir a síntese de esteroides. Além da conhecida participação do AMPc, outros segundos mensageiros estão envolvidos na resposta biológica finalFil: 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: Pagotto, Romina María del Luján. 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: Monzón, Casandra Margarita. 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: 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

Proliferative effect of histamine on MA-10 Leydig tumor cells mediated through HRH2 activation, transient elevation in cAMP production, and increased extracellular signal-regulated kinase phosphorylation levels

Mast cells (MC) occur normally in the testis with a species specific distribution, yet their precise role remains unclear. Testicular MC express histidine decarboxylase (HDC), the unique enzyme responsible for histamine (HA) generation. Evidence to supports a role for HA as a local regulator of steroidogenesis via functional H1 and H2 receptor subtypes (HRH1 and HRH2, respectively) present in Leydig cells. Given that HA is a well-known modulator of physiological and pathological proliferation in many different cell types, we aimed in the present study to evaluate whether HA might contribute to the regulation of Leydig cell number as well as to the control of androgen production. Herein, we demonstrate, to our knowledge for the first time, that MA-10 Leydig tumor cells, but not normal immature Leydig cells (ILC), exhibit a proliferative response upon stimulation with HA that involves HRH2 activation, transient elevation of cAMP levels, and increased extracellular signal-regulated kinase (ERK) phosphorylation. Our results also reveal that MA-10 cells show significantly heightened HDC expression compared to normal ILC or whole-testicular lysate and that inhibition of HDC activity decreases MA-10 cell proliferation, suggesting a possible correlation between autocrine overproduction of HA and abnormally increased proliferation in Leydig cells. The facts that germ cells are also both source and target of HA and that multiple testicular cells are susceptible to HA action underline the importance of the present study, which we hope will serve as a first step for further research into regulation of non-MC-related HDC expression within the testis and its significance for testicular functionFil: Pagotto, Romina María del Luján. 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: Monzón, Casandra Margarita. 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: 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: 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

Regulação da função esteroidogênica em testículo e glândula adrenal

Si bien las hormonas hipofisarias LH y ACTH son los reguladores primarios de la esteroidogénesis tanto en células de Leydig (CL) como en la zona fasciculada (ZF) adrenal, respectivamente, evidencias crecientes indican que diversos factores, locales y externos, modulan sutilmente (regulación fina) la fisiología de las glándulas esteroidogénicas. El paso regulatorio de la esteroidogénesis es el transporte del colesterol a la membrana interna de la mitocondria para ser transformado a pregnenolona y la proteína StAR es muy importante en este proceso. La presencia de otras poblaciones en testículo (células de Sertoli, peritubulares, macrófagos y mastocitos) y en corteza adrenal (células endoteliales, macrófagos, mastocitos y células de la médula adrenal) llevó a enfocar el estudio hacia compuestos que son secretados por esos tipos celulares o incluso por las propias CL o ZF y que regulan las acciones respectivas de la LH y de la ACTH en forma autócrina y/o parácrina. Nuestro grupo de trabajo ha demostrado que factores tales como óxido nítrico (NO), monóxido de carbono (CO) e Histamina (HA) modulan los efectos de las hormonas adenohipofisarias mencionadas. En ambos órganos, los diversos factores pueden actuar a través de distintos (o similares) sistemas transductores, ya sea para activar o inhibir la síntesis de esteroides. Además de la conocida participación del AMPc, otros segundos mensajeros están involucrados en la respuesta biológica finalAlthough steroidogenesis in both Leydig (CL) and zona fasciculata (ZF) adrenal cells are under the primary control of pituitary hormones LH and ACTH, respectively, increasing evidence suggests that local or external factors modulate (fine tunning) the physiology of steroidogenic glands. The limiting step in the synthesis of all steroid hormones is the transport of the substrate-cholesterol-from the outer to the inner mitochondrial membrane, where it is converted into pregnenolone. The participation of StAR protein in the mechanism is very important in this process. The presence of other cell types in testis (Sertoli and peritubular cells, macrophages and mast cells) and in the adrenal cortex (endothelial cells, macrophages, mast cells and the near medullary cells) led to focus this study in factors secreted by these cell types or even the same Leydig or ZF cells that are able to modulate LH and ACTH actions in an autocrine or paracrine way. These studies have shown that the NO/NOS, HO/CO and histamine systems modulate the effect of the above mentioned pituitary hormones. These factors can act through similar or different signal transduction pathways to activate or inhibit steroid synthesis. In addition to the very well documented participation of cAMP in the mechanism of action of both hormones, other second messengers are also involved in the generation of the final biological effect.Embora os hormônios hipofisários LH e ACTH sejam os reguladores primários da esteroidogênese tanto em células de Leydig (CL) quanto na zona fasciculada (ZF) adrenal, respectivamente, evidências crescentes indicam que diversos fatores, locais e externos modulam sutilmente (regulação fina) a fisiologia das glândulas esteroidogênicas. O passo regulatório da esteroidogênese é o transporte do colesterol para a membrana interna da mitocôndria para ser transformado em pregnenolona e a proteína StAR é muito importante neste processo. A presença de outras populações em testículo (células de Sertoli, peritubulares, macrófagos e mastócitos) e em córtex adrenal (células endoteliais, macrófagos, mastócitos e células da medula adrenal) levou a focar o estudo em compostos que são secretados por esses tipos celulares ou inclusive pelas próprias CL ou ZF e que regulam as ações respectivas da LH e da ACTH em forma autócrina e/ou parácrina. Nosso grupo de trabalho tem demonstrado que fatores tais como óxido nítrico (NO), monóxido de carbono (CO) e Histamina (HA) modulam os efeitos dos hormônios adenohipofisários mencionados. Em ambos os órgãos, os diversos fatores podem atuar através de diferentes (ou similares) sistemas transdutores, seja para ativar ou inibir a síntese de esteroides. Além da conhecida participação do AMPc, outros segundos mensageiros estão envolvidos na resposta biológica finalFil: 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: Pagotto, Romina María del Luján. 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: Monzón, Casandra Margarita. 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: 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

Heme oxygenase-1 arrests Leydig cells functions and impairs their regulation by histamine

Testicular Leydig cells (LC)aremodulated by several pathways, one of them being the histaminergic system. Heme oxygenase-1 (HO-1), whose upregulationcomprises the primary response to oxidative noxae, has a central homeostatic role and might dysregulate LC functions when induced.In this report, we aimed to determinehow hemin,anHO-1 inducer, affects LC proliferativecapacity and whether HO-1 effects on LC functions are reversible. It was also evaluatedifHO-1 interacts in any waywith histamine, affecting its regulatory action over LC. MA-10 and R2C cell lines and immature rat LC were used as models. Firstly, we show that after a 24-h incubation with 25 µmol/L hemin, LC proliferation is reversibly impaired by cell cycle arrest in G2/M phase, with no evidence of apoptosis induction. Even though progesterone production is abrogated after a 48-h exposure to 25 µmol/L hemin, steroidogenesis canbe restored to control levelsin a time-dependent manner if the inducer is removed from the medium.Regarding HO-1 and histamine interaction, it is shown that heminabrogateshistamine biphasic effect on steroidogenesis and proliferation.Working with histamine receptors agonists, we elucidated that HO-1 induction affects the regulation by receptor types 1, 2 and 4.In summary, HO-1 induction arrests LC functions, inhibiting steroid production and cell cycle progression. Despite their reversibility, HO-1 actions might negatively influencecritical phasesof LC development anddifferentiation affecting their function as well as other androgen-dependent organs. What?s more, we have described a hitherto unknown interaction between HO-1 induction and histamine effects.Fil: 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: 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: Monzón, Casandra Margarita. 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: Correa Torrado, María Florencia. 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: Pagotto, Romina María del Luján. Instituto Pasteur de Montevideo; UruguayFil: 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: 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: Pignataro, Omar Pedro. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. 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: Pereyra, Elba Nora. 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: 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