Involvement of the AMPK/mTOR pathway on fertility

Chez les mammifères, le métabolisme énergétique exerce une influence importante sur la fertilité. Chez la femelle comme chez le mâle, une chute ou un excès dans l’apport des besoins nutritionnels induisent des modulations des synthèses hormonales et de la production de gamètes viables. L’objectif de ce travail était 1) de définir le rôle de l’AMPK, AMP-activated protein kinase, un senseur cellulaire des réserves énergétiques de l’organisme, dans la reproduction mâle ; 2) d’étudier l’implication de mTORC1, mammalian target of rapamycin complex 1, un autre indicateur du métabolisme, dans les cellules du système nerveux central régulant la reproduction. Nous avons montré une baisse de la fertilité, associée à une hyperandrogénie Leydigienne et à un dysfonctionnement des spermatozoïdes chez des souris invalidées pour le gène de l’α1 AMPK. De plus, l’exposition in utero à la metformine, un activateur de l’AMPK, induit une baisse du volume testiculaire et de la concentration en testostérone à 17jpc. Enfin, l’inactivation du complexe mTORC1, par ARN interférent ciblant Raptor, dans les cellules bordant l’hypothalamus tend à augmenter la taille de portée, associée à une hausse de la FSH et de la folliculogenèse terminale.En conclusion, ce travail confirme le rôle de ces deux complexes protéiques (AMPK et mTORC1), senseurs énergétiques, dans la fonctionnalité de l’axe hypothalamo-hypophyso-gonadique.In mammals, the energy metabolism exerts a strong influence on fertility. In females as in males, either a drop or an excess of the nutritional supplies induce modulations of the hormonal synthesis as well as viable gametes production. Our objective was 1) to define the role of AMPK, the AMP-activated protein kinase, a cell sensor of the energy reserves, in male reproduction; 2) to study the involvement of mTORC1, the mammalian target of rapamycin complex 1, another indicator of metabolism, in the cells of the central nervous system that regulate fertility. We have shown a decrease of fertility, linked to a testicular hyperandrogenia and dysfunctional spermatozoa in α1AMPK deficient mice. Moreover, in utero exposure to an AMPK activator, the metformin, induced a decrease in testicular volume and testosterone concentration (17dpc). Finally, inactivation of mTORC1 by interferent RNA in the adjacents cells of the hypothalamus tends to increase litter size, linked to a rise of FSH and the terminal folliculogenesis. In conclusion, this study confirms the role of these two complexes, energetic sensors, on the functionality of the hypothalamo-pituitary-gonadal axi

mTORC1 et sirolimus : Un lien avec la fertilité

mTOR (mammalian target of rapamycin), a protein kinase highly conserved, is the catalytic subunit of two complexes, mTORC1 and mTORC2. These complexes are regulated by amino acids availability, by insulin and growth factors signaling pathways. Thus, mTORC1 and mTORC2 complexes are essential sensors of the cellular nutrient and energy levels in living organisms. mTORC1 is sensitive to rapamycin (also known as sirolimus), a drug prescribed in case of organ transplantation (kidney) due to its immunosuppressive and anti-proliferative properties. However, some studies have shown that the rapamycin treatment can induce fertility disorders. Thus, this article reviews the mTOR involvement in the male and female reproductive axis.La protéine mTOR (mammalian target of rapamycin) est une kinase très conservée au cours de l’évolution. Elle intègre plusieurs signaux liés à la disponibilité en acides aminés et à la voie de signalisation de l’insuline, à travers deux complexes multiprotéiques : mTORC1 et mTORC2. mTOR est donc sensible à la disponibilité en énergie (ATP) et en nutriments présents dans la cellule, ce qui confère aux complexes mTORC1 et mTORC2 un rôle de senseurs métaboliques importants des êtres vivants. Le complexe mTORC1 est sensible à un médicament, la rapamycine ou sirolimus, une molécule aux propriétés antiproliférative et immunosuppressive, prescrite à la suite de greffes d’organes. Toutefois, quelques études ont montré que ce traitement peut conduire à des effets secondaires sur la fertilité. Cette revue décrit les rôles potentiels de la protéine mTOR aux différents niveaux de l’axe reproducteur

Inactivation de la protéine Raptor dans une lignée de cellules de la granulosa humaine

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Effect of metformin on the fertilizing ability of mouse spermatozoa

Numerous antioxidants have been added to cryopreservation media with varied success. The biguanide, metformin, commonly used for the treatment of type II diabetes, possesses properties impacting metabolism control that have not been yet assessed in cryopreservation protocols. The aim of this experiment was to; (i) determine the effect of metformin on fresh spermatozoa properties; and (ii) to assess positive or negative effects of metformin in post-thaw function and fertilizing capacity of mouse spermatozoa when used in cryopreservation media. The experiments have shown that the presence of metformin in fresh semen did not induce negative effects on spermatozoa quality, except a slight reduction in sperm motility at 5000μM metformin. However, when metformin was included in a cryopreservation protocol, an improvement in the fertilization rate and a reduction in the percentage of abnormal zygotes after in vitro fertilization was observed. In conclusion, metformin did not affect sperm quality at low concentrations (50μM), but its presence in the cryopreservation media could represent a benefit to improve the quality of frozen semen

Administration de metformine au cours de la gestation : conséquences sur l'appareil reproducteur des souriceaux mâles

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Inactivation of raptor in a human granulosa cells line

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Involvement of AMPK in testicular function

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Metformin impairs chicken Sertoli cell proliferation in vitro and testis development in vivo

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L'AMPK, une protéine impliquée dans les interactions entre les cellules nourricières et les cellules germinales

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