Rolle der Androgen- und Östrogenregulation in der Pathogenese der experimentellen Autoimmun-Orchitis der Ratte

Abstract

Androgene und Östrogene scheinen immunmodulatorisch auf den Krankheitsverlauf der experimentellen Autoimmunorchitis (EAO) zu wirken. Insbesondere für Testosteron wurde eine protektive Wirkung nachgewiesen, denn eine Substitution von Testosteron, dessen Blutkonzentrationen bei EAO-Ratten reduziert sind, inhibierte die Krankheitsaktivität. Bislang ist jedoch ungeklärt, ob bei EAO entzündungsbedingte Veränderungen der testikulären Expression der Sexualhormonrezeptoren auftreten, welche ihrerseits die testikuläre Organfunktion und Entzündung beeinflussen könnten. Frühere Untersuchungen zeigten zudem eine Diskrepanz zwischen reduzierten systemischen Testosteronkonzentrationen und normwertigen lokalen Testosteron-konzentrationen bei EAO. Dabei ist ungeklärt, ob Testosteron im Rahmen der EAO einer vermehrten lokalen Konversion zu Östrogenen unterworfen ist. Die testikuläre Expression des Androgenrezeptors (AR), der Östrogenrezeptoren (ERα und ERβ) sowie des Enzyms Aromatase (ARO) wurde bei Ratten mit EAO im Vergleich zu unbehandelten Kontrollratten und Adjuvans-Kontrollen untersucht. Hierzu wurden die Proteinexpression und -lokalisation mittels Immunfluoreszenz (IF)-Färbung von testikulären Gewebeschnitten und die mRNA-Expression mittels quantitativer Real-Time Polymerase-Kettenreaktion (qRT-PCR) von Gewebehomogenaten bestimmt. Zudem wurden die mRNA-Expressionsniveaus des luteinisierenden Hormonrezeptors (LHR) und der Leydig-Zell-Funktionsmarker Steroidogenic Factor 1 (SF-1) und Steroidogenic acute regulatory Protein (StAR) erhoben. Mittels IF nachgewiesen wurde eine AR-Expression in Leydig-Zellen (LZ), Sertoli-Zellen (SZ) und peritubulären Zellen (PTZ), eine ERα-Expression in LZ, SZ, PTZ, Spermatogonien und frühen post-meiotischen Keimzellen, sowie eine ERβ-Expression ubiquitär in Zellen des Interstitiums und teilweise des Keimepithels. EAO-Ratten zeigten verglichen mit Kontrollen eine Reduktion des tubulären ERα-Signals, zu erklären durch den EAO-bedingten Keimzellverlust, und einen Expressionsnachweis von ERβ in den EAO-spezifischen Leukozytenzellnestern, ansonsten jedoch keine qualitativen Expressionsunterschiede für AR und ERβ. Die quantitative Bestimmung der mRNA-Expression mittels qRT-PCR ergab eine signifikante Reduktion der ERα- und LHR-Expression bei EAO-Ratten, während das Expressionsniveau des AR und der LZ-Funktionsmarker SF-1 und StAR unverändert blieb. Die Reduktion der ERα- und LHR-Expression bestätigte sich jeweils nach Normalisierung mit dem LZ-Funktionsmarker SF-1. Für ARO gelangen weder die spezifische Färbung mittels IF noch die reliable Quantifizierung mittels qRT-PCR. Während die Reduktion der ERα-Expression vorwiegend auf den EAO-bedingten Keimzellverlust zurückzuführen war, resultierte die reduzierte LHR-Expression bei EAO nicht aus einem LZ-Verlust, sondern deutete auf eine veränderte LZ-Funktion hin. Eine reduzierte Stimulierbarkeit der LZ durch das luteinisierende Hormon könnte eine Komponente der reduzierten systemischen Testosteronkonzentrationen bei EAO sein. Weitere Untersuchungen, insbesondere der ARO-Expression, sind notwendig, um eine eventuell vermehrte lokale Konversion von Testosteron zu Östrogenen bei EAO zu beurteilen. Zukünftige Arbeiten sollten quantitative Analysen der Proteinexpression für AR, Östrogenrezeptoren, LHR und ARO anstreben, idealerweise differenziert nach Zelltyp, und die in der vorliegenden Arbeit erhobenen Expressionsniveaus der Sexualhormonrezeptoren mit einer direkten Messung lokaler und systemischer Östrogenkonzentrationen bei EAO Ratten validieren.