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http://hdl.handle.net/1843/38272| Type: | Tese |
| Title: | Identificação e avaliação morfofuncional das espermatogônias-tronco do homem |
| Other Titles: | Identification and morphofunctional evaluation of human spermatogonial stem cells |
| Authors: | André Lucas Caldeira Brant de Oliveira |
| First Advisor: | Hélio Chiarini Garcia |
| First Co-advisor: | Fernanda Radicchi Campos Lobato de Almeida |
| First Referee: | Sérgio Luis Pinto da Matta |
| Second Referee: | Marcos de Lucca Moreira Gomes |
| Third Referee: | Elizete Rizzo Bazzoli |
| metadata.dc.contributor.referee4: | Guilherme Mattos Jardim Costa |
| Abstract: | A produção de espermatozoides no homem é dependente de uma população de células-tronco conhecida como espermatogônias-tronco (SSC) - células germinativas diploides que constituem a fonte da espermatogênese. Por consequência, o estudo da natureza das SSCs é de extrema relevância, pois qualquer alteração em seu comportamento pode provocar alterações em parâmetros da fertilidade masculina. Atualmente, as espermatogônias humanas são morfofuncionalmente divididas em: indiferenciadas do tipo Aescura (com a presença e ausência de vacúolo nuclear; AeVac e AeNoVac, respectivamente) e Aclara; e diferenciada do tipo B. Apesar desta classificação, há escassas informações sobre a associação dos fenótipos espermatogoniais com expressão gênica, proliferação celular e dinâmica de desenvolvimento. Esta carência de dados não é somente devido à heterogeneidade biológica das espermatogônias, mas também devido à dificuldade de obtenção, processamento e análise de amostras testiculares, o que obstaculiza o desenvolvimento de estudos que possam reconhecer a morfologia e comportamento das espermatogônias, principalmente das SSCs. Obtendo testículos de sete pacientes férteis, o presente trabalho teve como objetivo investigar o comportamento das espermatogônias indiferenciadas do homem, in vivo, no que diz respeito à associação dos fenótipos com a dinâmica populacional, proliferação e morte celular, posicionamento em nicho, expressão de marcadores específicos bem como de sua capacidade de colonização. Para tal, inicialmente realizou-se análises histomorfométricas e de imunomarcação para avaliação da expressão de marcadores espermatogoniais. Posteriormente, foram realizadas análises funcionais através de xenotransplante de pools selecionados de espermatogônias humanas, com potencial de células-tronco, para camundongos imunodeficientes inférteis. Demonstrou-se, de forma inédita em humanos, (a) que a variação morfológica da espermatogônia Aescura com vacúolo nuclear (AeVac) corresponde a menor população espermatogonial (10%), (b) que são relativamente quiescentes, uma vez que apenas 10% delas estão em atividade mitótica, (c) além de estarem posicionadas mais próximas da vasculatura do que as demais espermatogônias, quando em estado G0. Além disso, (d) as AeVac apresentam marcadores de espermatogônias que a caracterizam como indiferenciadas primitivas: 100% UTF1+, sendo que as quiescentes o expressam em alta intensidade, 95% sãoTSPAN33+, 88% GFRA1+ e nenhuma expressa c-KIT. Em termos funcionais, mostrou-se que espermatogônias indiferenciadas com baixa atividade mitótica, como as TSPAN33+ (20% MCM7+; abrangendo 94% das AeVac) possuem baixo potencial para colonizar e proliferar-se após xenotransplante para camundongos inférteis. Em conjunto, os achados aqui apresentados evidenciam a AeVac como sendo a espermatogônia indiferenciada de reserva do testículo humano e que espermatogônias com estas características primitivas são ineficazes no que diz respeito à capacidade de colonizar um ambiente testicular permissivo, após xenotransplante para camundongos imunodeficientes inférteis. Dessa forma, clarificaram-se aspectos relacionados à biologia das espermatogônias indiferenciadas, o que será de extrema importância para estudos futuros, principalmente aqueles relacionados a investigações clínicas como terapias baseadas em espermatogônias-tronco |
| Abstract: | Sperm production in humans is dependent on a population of diploid spermatogonial stem cells (SSCs) that are the foundation of the spermatogenic process. Therefore, studying SSC behavior is extremely relevant, since any alteration in its biology may cause fertility impairments. Currently, human spermatogonia are morphofunctionally divided into: undifferentiated Adark (with and without nuclear vacuole, AdVac and AdNoVac, respectively) and Apale; and differentiating type B spermatogonia. Despite that, there is a lack of information regarding the association of spermatogonial phenotype and gene expression, mitotic activity, and developmental dynamics. This issue is due to not only the biological heterogeneity of spermatogonia, but also the difficulty in obtaining, human testicular samples, which hinders the development of studies that could recognize their morphology and behavior, especially in terms of SSCs. By obtaining testis samples from seven fertile human donors, the present study aimed to investigate the undifferentiated spermatogonial behavior, in vivo, concerning the association of its phenotype with kinetic, cell proliferation and apoptosis, niche, expression of spermatogonial markers as well as colonizing activity. To this end, histomorphometric and immunostaining assays were initially performed to evaluate the expression of spermatogonial markers. Subsequently, functional analyses were carried out through xenotransplantation of sorted spermatogonial stem cell suspensions to infertile immunodeficient mice. Herein it was demonstrated for the first time in humans that (a) AdVac spermatogonia corresponds to the smallest population (10%) of the testis, (b) which are relatively quiescent cells (10% in mitotic activity), (c) and being positioned nearby blood vessels while in G0 state. In addition, (d) AdVac express spermatogonial markers in a primitive undifferentiated way: 100% UTF1+, with the quiescent ones expressing it in a high manner; 95% TSPAN33+; 88% GFRA1+; and without expressing c-KIT. Regarding SSC behavior, it was shown that undifferentiated spermatogonia with low mitotic activity, such as the TSPAN33+, (20% MCM7+, and covering 94% of AdVac) have low potential to colonize and proliferating after xenotransplantation to infertile mice. Taken together, the present study presents AdVac as the reserve undifferentiated spermatogonia of the human testis and that primitive undifferentiated spermatogonia are ineffective to colonize a permissive testicular environment after xenotransplantation. Thus, herein it was clarified aspects related to the human undifferentiated spermatogonial biology, which will be extremely important for future studies, especially those related to clinical investigations such as spermatogonial stem cell-based therapies. |
| Subject: | Biologia celular Espermatogênese Espermatogônias Transplante heterólogo |
| language: | por |
| metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| metadata.dc.publisher.department: | ICB - DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA |
| metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular |
| Rights: | Acesso Aberto |
| metadata.dc.rights.uri: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/ |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/38272 |
| Issue Date: | 5-Apr-2021 |
| Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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