Repositorio
Institucional

Villegas, Juana V.

Uribe, Pamela

Cabrillana, Maria E.

Fornes, Miguel W.

Treulen, Favian

Boguen, Rodrigo

Isachenko, Vladimir

Isachenkob, Evgenia

Sanchez, Raul

Nitrosative stress in human spermatozoa causes cell death characterized by induction of mitochondrial permeability transition-driven necrosis

WOLTERS KLUWER MEDKNOW PUBLICATIONS

ASIAN JOURNAL OF ANDROLOGY

en

Peroxynitrite is a highly reactive nitrogen species and a potent inducer of apoptosis and necrosis in somatic cells. Peroxynitrite-induced nitrosative stress has emerged as a major cause of impaired sperm function, however, its ability to trigger cell death has not been described in human spermatozoa. The objective here was to characterize biochemical and morphological features of cell death induced by peroxynitrite-mediated nitrosative stress in human spermatozoa. For this, spermatozoa were incubated with and without (untreated control) 3-morpholinosydnonimine (SIN-1), in order to generate peroxynitrite. Sperm viability, mitochondrial permeability transition (MPT), externalization of phosphatidylserine, DNA oxidation and fragmentation, caspase activation, tyrosine nitration, and sperm ultrastructure were analyzed. The results showed that at 24 h of incubation with SIN-1, the sperm viability was significantly reduced compared to untreated control (P<0.001). Furthermore, the MPT was induced (P<0.01) and increment in DNA oxidation (P<0.01), DNA fragmentation (P<0.01), tyrosine nitration (P<0.0001) and ultrastructural damage were observed when compared to untreated control. Caspase activation was not evidenced, and although phosphatidylserine externalization increased compared to untreated control (P<0.001), this process was observed in <10% of the cells and the gradual loss of viability was not characterized by an important increase in this parameter. In conclusion, peroxynitrite-mediated nitrosative stress induces the regulated variant of cell death known as MPT-driven necrosis in human spermatozoa. This study provides a new insight into the pathophysiology of nitrosative stress in human spermatozoa and opens up a new focus for developing specific therapeutic strategies to better preserve sperm viability or to avoid cell death.

El peroxinitrito es una especie de nitrógeno altamente reactiva y un potente inductor de apoptosis y necrosis en células somáticas. El estrés nitrosativo inducido por peroxinitrito ha emergido como una causa importante de la función espermática deteriorada, sin embargo, su capacidad para desencadenar la muerte celular no se ha descrito en espermatozoides humanos. El objetivo aquí fue caracterizar las características bioquímicas y morfológicas de la muerte celular inducida por estrés nitrosativo mediado por peroxinitrito en espermatozoides humanos. Para esto, los espermatozoides se incubaron con y sin (control sin tratamiento) 3-morfolinosidnonimina (SIN-1), con el fin de generar peroxinitrito. Se analizaron la viabilidad espermática, la transición de permeabilidad mitocondrial (MPT), la externalización de fosfatidilserina, la oxidación y fragmentación del ADN, la activación de caspasas, la nitración de tirosina y la ultraestructura espermática. Los resultados mostraron que a las 24 h de incubación con SIN-1, la viabilidad espermática se redujo significativamente en comparación con el control no tratado (P<0,001). Además, se indujo el MPT (P<0,01) y se observó un incremento en la oxidación del ADN (P<0,01), la fragmentación del ADN (P<0,01), la nitración de tirosina (P<0,0001) y el daño ultraestructural en comparación con el control no tratado. No se evidenció la activación de la caspasa, y aunque la externalización de la fosfatidilserina aumentó en comparación con el control no tratado (P<0,001), este proceso se observó en <10% de las células y la pérdida gradual de viabilidad no se caracterizó por un aumento importante de este parámetro. En conclusión, el estrés nitrosativo mediado por peroxinitrito induce la variante regulada de muerte celular conocida como necrosis impulsada por MPT en espermatozoides humanos. Este estudio proporciona una nueva perspectiva sobre la fisiopatología del estrés nitrosativo en los espermatozoides humanos y abre un nuevo enfoque para desarrollar estrategias terapéuticas específicas para preservar mejor la viabilidad de los espermatozoides o evitar la muerte celular.

Artículo original

Este trabajo fue apoyado por el Fondo Nacional de Ciencia y Tecnología (Número de subvención 1130888 a RS), la Universidad de La Frontera (Número de subvención DI17-0035 a JVV), CONICYT, Chile, PAI/Fondo de Inserción en la Academia, Convocatoria 2016 (Número de subvención PA179160030 a PU), y una beca del Servicio Alemán de Intercambio Académico, DAAD, Alemania (a JVV).

This work was supported by the National Fund of Science and Technology (Grant number 1130888 to RS), the University of La Frontera (Grant number DI17-0035 to JVV), the CONICYT, Chile, PAI/Fund for Insertion in the Academy, Call 2016 (Grant number PA179160030 to PU), and a scholarship from the German Academic Exchange Service, DAAD, Germany (to JVV).

10.4103/aja.aja_29_18

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necrosis

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estrés nitrosativo

estrés oxidativo

peroxinitrito

muerte de espermatozoides

Andrology# Urology & Nephrology

necrosis

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sperm cell death

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estrés nitrosativo

estrés oxidativo

peroxinitrito

muerte de espermatozoides

Biología Reproductiva

Biología Molecular

Fisiología

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acceso abierto

acceso abierto

WOS:000449167200013

Nitrosative stress in human spermatozoa causes cell death characterized by induction of mitochondrial permeability transition-driven necrosis

Artículo original

WOLTERS KLUWER MEDKNOW PUBLICATIONS

ASIAN JOURNAL OF ANDROLOGY

Andrología

Urología y Nefrología

1008-682X

en

UFRO DI17-0035

ANID CONICYT

PAI/Fund for Insertion in the Academy PA179160030

German Academic Exchange Service, DAAD, Germany

This work was supported by the National Fund of Science and Technology (Grant number 1130888 to RS), the University of La Frontera (Grant number DI17-0035 to JVV), the CONICYT, Chile, PAI/Fund for Insertion in the Academy, Call 2016 (Grant number PA179160030 to PU), and a scholarship from the German Academic Exchange Service, DAAD, Germany (to JVV).

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UFRO DI17-0035#ANID CONICYT# PAI/Fund for Insertion in the Academy PA179160030#German Academic Exchange Service, DAAD, Germany