Hum. Reprod. Advance Access published online on August 3, 2010
Human Reproduction, doi:10.1093/humrep/deq183
© The Author 2010. Published by Oxford University Press on behalf of the European Society of Human Reproduction and Embryology.
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.5), which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
Xenografting of human fetal testis tissue: a new approach to study fetal testis development and germ cell differentiation
Rod T. Mitchell1, Philippa T.K. Saunders1, Andrew J. Childs1, Claire Cassidy-Kojima1, Richard A. Anderson2, W. Hamish B. Wallace3, Chris J.H. Kelnar3 and Richard M. Sharpe1,*
1 MRC Human Reproductive Sciences Unit, Centre for Reproductive Biology, The Queen's Medical Research Institute, University of Edinburgh, 47 Little France Crescent, Edinburgh EH16 4TJ, UK 2 Division of Reproductive and Developmental Sciences, Centre for Reproductive Biology, The Queen's Medical Research Institute, University of Edinburgh, 47 Little France Crescent, Edinburgh EH16 4TJ, UK 3 Edinburgh Royal Hospital for Sick Children, 9 Sciennes Road, Edinburgh EH9 1LF, UK
* Correspondence address. E-mail: r.sharpe@hrsu.mrc.ac.uk
BACKGROUND: Abnormal fetal testis development can result in disorders of sex development (DSDs) and predispose to later testicular dysgenesis syndrome (TDS) disorders such as testicular germ cell tumours. Studies of human fetal testis development are hampered by the lack of appropriate model, and intervention systems. We hypothesized that human fetal testis xenografts can recapitulate normal development.
METHODS: Human fetal testes (at 9 weeks, n = 4 and 14–18 weeks gestation, n = 6) were xenografted into male nude mice for 6 weeks, with or without hCG treatment of the host, and evaluated for normal cellular development and function using immunohistochemistry, triple immunofluorescence and testosterone assay. The differentiation and proliferation status of germ cells within xenografts was quantified and compared with age-matched controls.
RESULTS: Xenografts showed >75% survival with normal morphology. In the first-trimester xenografts seminiferous cord formation was initiated and in first- and second-trimester grafts normal functional development of Sertoli, Leydig and peritubular myoid cells was demonstrated using cell-specific protein markers. Grafts produced testosterone when hosts were treated with hCG (P = 0.004 versus control). Proliferation of germ cells and differentiation from gonocytes (OCT4+) into pre-spermatogonia (VASA+) occurred in grafts and quantification showed this progressed comparably with age-matched ungrafted controls.
CONCLUSIONS: Human fetal testis tissue xenografts demonstrate normal structure, function and development after xenografting, including normal germ cell differentiation. This provides an in vivo system to study normal human fetal testis development and its susceptibility to disruption by exogenous factors (e.g. environmental chemicals). This should provide mechanistic insight into the fetal origins of DSDs and TDS disorders.
Key words: fetal testis/disorders of sexual differentiation/testicular dysgenesis syndrome/xenografts/fetal germ cell differentiation
Submitted on December 16, 2009; resubmitted on June 10, 2010; accepted on June 14, 2010
ONCOLOGÍA
Desarrollan un modelo para investigar el origen del cáncer de testículo en humanos
JANO.es · 05 Agosto 2010 09:40
El avance ha permitido analizar el desarrollo de los testículos durante la gestación para averiguar qué papel juega en la formación de estos tumores.
Investigadores del Consejo de Investigación Médica de Reino Unido han elaborado un modelo científico para estudiar el desarrollo de los testículos durante el período de gestación, lo que les permitirá estudiar por primera vez el origen del cáncer testicular de células germinales y la implicación de los factores ambientales en la formación de estos tumores.
El cáncer testicular de células germinales es el más común en adultos jóvenes de entre 20 y 30 años y, según explican estos expertos en la revista Human Reproduction, el desarrollo fetal juega un papel importante en la aparición de estos tumores.
Sin embargo, el hecho de que este tipo de cáncer no se haya detectado en ratones hacía imposible utilizar estos animales para tratar de comprender su desarrollo e identificar las causas que lo originaban.
Por ello, un equipo de investigadores dirigidos por el profesor de la Universidad de Edimburgo, Escocia, Richard Sharpe consiguió la autorización para tomar muestras de tejido testicular de fetos -de entre 9 y 18 semanas de gestación- procedentes de abortos y ser analizadas aparte.
Estudio en un modelo animal
Puesto que no se pueden estudiar en un tubo de ensayo ya que no se desarrollan con normalidad, injertaron este tejido bajo la piel de unos ratones previamente modificados genéticamente para que su sistema inmune no reaccionase frente a ellos.
Así, explica Sharpe, "consiguieron que el injerto testicular creciese y se desarrollase con normalidad en un período de seis semanas, también las células germinales".
A partir de este modelo, que ha demostrado ser "viable" para estudiar los factores que inciden en el cáncer testicular, este grupo de científicos está investigando qué papel puede jugar la exposición a factores ambientales cuando el feto está todavía en el útero de la madre.
Igualmente, confían en que en el futuro pueda servir para estudiar trastornos en el desarrollo sexual que surjan de anomalías testiculares, como el síndrome de Frasier o el de Denys-Drash.
Human Reproduction, doi:10.1093/humrep/deq183
http://humrep.oxfordjournals.org/cgi/content/abstract/deq183v1?maxtoshow=&hits=10&RESULTFORMAT=&fulltext=sharpe&searchid=1&FIRSTINDEX=0&resourcetype=HWCIT
Consejo de Investigación Médica Reino Unido
http://www.mrc.ac.uk/index.htm
Human Reproduction
http://humrep.oxfordjournals.org/
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