Therapeutic potential of testosterone on sperm parameters and chromatin status in fresh and thawed normo and asthenozoospermic samples / Potencial terapéutico de la testosterona sobre los parámetros espermáticos y el estado de la cromatina en muestras frescas y descongeladas de normo y astenozoospermia

Background: Hormonal changes alter the physiological level of ROS and cause oxidative stress in the cell. As estimated, hormonal deficiencies, environmental and ideological factors make up about 25% of male infertility. Pathogenic reactive oxygen species (ROS) is a chief cause of unexplained infertility. Limited studies exist on the effects of testosterone on human sperm culture. Therefore, in the current study, the effect of different doses of testosterone on sperm parameters and chromatin quality was investigated. Materials and methods: Semen samples from 15 normospermic and 15 asthenospermic patients were prepared by swim up method, and then were divided into four groups by exposing to different concentrations of testosterone (1, 10, and 100nM) for 45min. Samples without any intervention were considered as control group. All samples were washed twice. Sperm parameters and chromatin protamination were assessed in each group and the remains were frozen. After two weeks, all tests were repeated for sperm thawed. Also, the MSOM technique was used to determine the sperm morphology of class 1. Results: Although sperm parameters were not show any significant differences in normospermic and asthenospermic samples exposed to different concentrations of testosterone before and after freezing, chromatin protamination was significantly decreased in the normospermic samples exposed to 10nM of testosterone before freezing (p<0.006), as well as 1 and 10nM of testosterone after freezing compared to control samples (p=0.001 and p=0.0009, respectively). (AU)

Antecedentes: Los cambios hormonales alteran el nivel fisiológico de las especies reactivas de oxígeno (reactive oxygen species [ROS]) patógenas y provocan estrés oxidativo en la célula. Según estimaciones, las deficiencias hormonales, los factores ambientales y los ideológicos constituyen alrededor del 25% de la infertilidad masculina. Las ROS son una causa principal de infertilidad inexplicable. Existen estudios limitados sobre los efectos de la testosterona en el cultivo de esperma humano. Por lo tanto, en el estudio actual se ha investigado el efecto de diferentes dosis de testosterona sobre los parámetros del esperma y la calidad de la cromatina. Materiales y métodos: Se prepararon muestras de semen de 15 pacientes normospérmicos y 15 astenospérmicos mediante el método swim up, y luego se dividieron en cuatro grupos exponiéndolos a diferentes concentraciones de testosterona (1, 10 y 100nM) durante 45min. Las muestras sin ninguna intervención se consideraron como grupo control. Todas las muestras se lavaron dos veces. En cada grupo se evaluaron los parámetros espermáticos y la protaminación de la cromatina, y los restos se congelaron. Dos semanas después se repitieron todas las pruebas de esperma descongelado. Asimismo, se utilizó la técnica MSOM para determinar la morfología espermática de clase 1. Resultados: Aunque los parámetros espermáticos no mostraron diferencias significativas en las muestras normospérmicas y astenospérmicas expuestas a diferentes concentraciones de testosterona antes y después de la congelación, la protaminación de la cromatina disminuyó significativamente en las muestras normospérmicas expuestas a 10nM de testosterona antes de la congelación (p<0,006), así como a 1 y 10nM de testosterona después de la congelación, en comparación con las muestras de control (p=0,001 y p=0,0009, respectivamente). (AU)

The contributing factors of resistance or sensitivity to epigenetic drugs in the treatment of AML

Drug resistance is the drug-effectiveness reduction in treatment and is a serious problem in oncology and infections. In oncology, drug resistance is a complicated process resulting from enhancing the function of a pump that transports drugs out of tumor cells, or acquiring mutations in drug target. Surprisingly, most drugs are very effective in the early stages, but the response to the drug wears off over time and resistance eventually develops. Drug resistance is caused by genetic and epigenetic changes that affect cancer cells and the tumor environment. The study of inherited changes in the phenotype without changes in the DNA sequence is called epigenetics. Because of reversible changes in epigenetics, they are an attractive target for therapy. Some of these epigenetic drugs are effective in treating cancers like acute myeloid leukemia (AML), which is characterized by the accumulation and proliferation of immature hematopoietic cells in the blood and bone marrow. In this article, we outlined the various contributing factors involved in resistance or sensitivity to epigenetic drugs in the treatment of AML.

La epigenética. Sus mecanismos y significado en la regulación génica / Epigenetics. Mechanism and significance in gene regulation

La epigenética trata del estudio de las modificaciones estructurales en las regiones del genoma, por metilación del ADN o de las histonas cromosómicas, u otros mecanismos que afectan a la expresión de los genes sin alterar la composición de bases del ADN. La diferenciación celular, que se establece en el desarrollo embrionario a partir del estado de blastocisto, es la consecuencia de una reprogramación celular diferencial, basada en modificaciones epigenéticas programadas, que establecen diferencias en el epigenoma de cada célula y tejido. Los genomas maternos y paternos de los gametos tienen diferencias de impresión genómicas debido a la metilación del ADN u otras modificaciones epigenéticas establecidas en las células germinales durante la gametogénesis. También pueden producirse modificaciones epigenéticas no programadas bajo la influencia de factores ambientales no controlados, que pueden dar lugar a alteraciones de la salud. Sin embargo, todas las modificaciones epigenéticas se borran tras la fecundación y las que afectasen al tejido germinal del embrión o el feto durante su desarrollo no se heredan más allá de la segunda generación -la F2. La epigenética no debe considerarse un nuevo tipo de herencia con consecuencias transgeneracionales, sino como un conjunto de mecanismos relacionados con la regulación genética

Epigenetics deals with the study of structural modifications in the regions of the genome, by methylation of DNA or chromosomal histones, or other mechanisms that affect the expression of genes without altering the base composition of DNA. Cell differentiation, which is established in embryonic development from blastocyst status, is the consequence of differential cell reprogramming, based on programmed epigenetic modifications, which establish differences in the epigenome of cells and tissues. Maternal and paternal genomes of the gametes have genomic imprinting differences due to DNA methylation or other epigenetic modifications established in the germinal cells during gametogenesis. Maternal and paternal parental genomes present differences of genomic imprinting, which are established by DNA methylation or other epìgenetic modifications during embryonic development, in the primordial germ cells. Unscheduled epigenetic modifications may also occur under the influence of uncontrolled environmental factors, which can lead to health disturbances. However, all epigenetic modifications are erased after fertilization and those affecting the germ line of the embryo or fetus during their development are not inherited be-yond the second generation, -F2-. Epigenetics should not be considered a new type of inheritance with transgenerational consequences, but as a set of mechanisms related to genetic regulation

La epigenética en el tratamiento del dolor / Epigenetics in the treatment of pain

Introducción: La epigenética se refiere a los cambios en el ADN e histonas que no implican alteraciones en la secuencia de nucleótidos y modifican la estructura y condensación de la cromatina, afectando de esta manera la expresión génica y el fenotipo. Las modificaciones epigenéticas son metilación del ADN y modificaciones de histonas. Objetivo: Realizar una revisión de la literatura sobre la importancia de la epigenética en la fisiopatología y el tratamiento del dolor. Materiales y métodos: se hizo una revisión de la bibliografía sobre el concepto de epigenética, sus bases biológicas, impacto sobre el dolor y su relación con posibles tratamientos. Resultados: Los mecanismos epigenéticos han cobrado cada vez más importancia debido a la creciente asociación con enfermedades complejas y comunes, así como por su influencia en el dolor y sus posibles tratamientos. Conclusiones: La epigenética tiene una clara relación en el dolor, en sus bases fisiopatológicas y posibles tratamientos

Introduction: Epigenetics refers to changes in DNA and histones that do not involve alterations in the nucleotide sequence and modify the structure and condensation of the chromatin, thus affecting gene expression and phenotype. Epigenetic modifications are DNA methylation and histone modifications. Objective: To carry out a review of the literature on the importance of Epigenetics in the pathophysiology and treatment of pain. Materials and methods: A review of the literature on the concept of epigenetics, its biological bases, the impact on pain and its relation to possible treatments. Results: Epigenetic mechanisms have become increasingly important due to the growing association with complex and common diseases, as well as their influence on pain and its possible treatments. Conclusions: Epigenetics has a clear relationship in pain, its pathophysiological bases and possible treatments

Envejecimiento y reprogramación epigenética / No disponible

La epigenética del envejecimiento es un campo emergente extraordinariamente prometedor. Las vías epigenéticas, la metilación del DNA y la modificación de las histonas, determinan el desarrollo normal y cambian con la edad. Alguna de las alteraciones epigenéticas descritas en el envejecimiento, como la hipermetilación en promotores específicos y la disminución de la metilación global del DNA están también asociadas al desarrollo tumoral. Los cambios epigenéticos que ocurren durante el desarrollo y la vejez pueden ser estocásticos o depender del ambiente. El desafío futuro es estudiar los mecanismos moleculares que originan las variaciones epigenéticas dependientes de la edad y cómo esos cambios afectan al fenotipo en la edad avanzada (AU)

Epigenetics of aging is an emerging field that promises exciting revelations in the near future. Epigenetic pathways, including DNA methylation and histone modification, are determinants of normal development and can change during aging. Some of the epigenetic alterations described during aging, as hypermethylation at specific promoters and decrease of global DNA methylation, are also associated with tumor development. The epigenetic changes occurring during development and aging can be stochastic or depend on environmental factors. Future challenges in the field involve the determination of the precise molecular mechanisms that create age-dependent epigenetic variation and how these epigenetic changes affect the aging phenotype (AU)

Incorporación del test de dispersión de la cromatina espermática al laboratorio andrológico / Incorporation of the sperm chromatin dispersion test to the andrological laboratory

Objetivo. Desarrollar y poner a punto la técnica de dispersión de la cromatina espermática (SCD) para evaluar el grado de fragmentación del ADN en semen. Materiales y métodos. Se incluyeron 57 pacientes normozoospérmicos (OMS 2010), los cuales fueron invitados a participar del estudio luego de firmar los consentimientos correspondientes. Se evaluó el grado de fragmentación mediante técnica de SCD, de manera objetiva y subjetiva, en muestras sometidas a estrés oxidativo con H2O2 y seleccionadas mediante swim up o gradiente de densidad, así como congeladas y descongeladas. Resultados. La evaluación objetiva demuestra que la menor fragmentación se asociaría a un mayor tamaño del halo por definición, aunque se observa un aumento (p<0,05) en el tamaño del núcleo. El tratamiento oxidante (>100μM de H2O2) aumenta el índice de fragmentación de forma dosis-dependiente sin afectar la viabilidad ni la motilidad espermática. Las técnicas de selección de espermatozoides mótiles evaluadas (swim up o gradiente de densidad) disminuyen el índice de fragmentación, aunque se observa cierta susceptibilidad individual. La congelación directa a -20°C permite diferir la realización del test, independientemente del tipo de muestra. Conclusión. La evaluación subjetiva de la técnica SCD es suficiente para su uso en el laboratorio clínico, siempre que se evalúe la relación halo/núcleo para la clasificación. La utilización del tratamiento oxidante permite introducir un control positivo de daño para la puesta a punto de la técnica. La selección espermática mediante técnicas de uso habitual en reproducción asistida disminuye el índice de fragmentación, observándose cierta susceptibilidad individual. La técnica SCD puede ser diferida mediante congelamiento de la muestra, lo que permite un ahorro de insumos, reactivos y tiempo de procesamiento (AU)

Objective. To develop the sperm chromatin dispersion test (SCD) for evaluating the DNA fragmentation in semen. Materials and methods. 57 normozoospermic (WHO 2010) patients were invited to participate in the study after signing the consents. DNA fragmentation was evaluated by SCD, objectively and subjectively, after oxidative stress with H2O2 and also in motile selected samples (swim up or density gradient), as well as in frozen and thawed samples. Results. The objective assessment showed that minor fragmentation is associated to a larger halo size by definition, but also a significant increase in the size of the nucleus is observed. Oxidizing treatment (>100μM of H2O2) increases the fragmentation index in a dose-depend way without affecting sperm viability and motility. Different techniques of motile sperm selection (swim up or density gradients) decrease the fragmentation index with an individual susceptibility. Regardless of the sample (semen, suspension or post swim up direct freezing to -20°C allows to delay the test. Conclusion. Subjective evaluation of the SCD test is sufficient for the clinical laboratory, evaluating the relation halo/nucleoid for the classification. To set up the SCD a dose-response curve with oxidizing treatment is required as a positive control of damage. The use of sperm selection methods used in assisted reproduction, decreases the fragmentation index, however individual susceptibility was observed. The SCD could be delayed by freezing the sample which allows saving of reagents and processing time (AU)

La apoptosis: un tema de interés para el laboratorio clínico / Apoptosis: a topic of interest for the clinical laboratory

No disponible

Generación de diversidad de los receptores de antígeno en linfocitos: validación del «modelo de accesibilidad» en el control de la recombinación V(D)J / Generation of lymphocyte antigen receptor diversity: Validation of the “accessibility model” in controlling V(D)J recombination

La recombinación V(D)J consiste en el ensamblaje de los segmentos génicos presentes en los genes de las cadenas variables de los receptores de antígeno para generar la diversidad del reconocimiento antigénico en linfocitos. El conocimiento de su regulación en condiciones normales es esencial para entender los casos en que este proceso se desregula, dando lugar a transformaciones leucémicas. La recombinación V(D)J se inicia por acción de una endonucleasa específica presente exclusivamente en linfocitos inmaduros. Según el «modelo de accesibilidad» propuesto hace más de 25 años, la recombinación V(D)J está regulada a través del control de la accesibilidad de esta endonucleasa a sus sitios de corte en el ADN, de acuerdo con unos programas de diferenciación celular muy definidos. En esta revisión se resumen los hallazgos descubiertos en este campo en los últimos años, tales como el importante papel que tiene la conformación génica y la posición de estos genes en el núcleo celular, así como aquellos que muy recientemente han permitido la validación definitiva del «modelo de accesibilidad» (AU)

V(D)J recombination is the assembly of gene segments at the antigen receptor loci in order to generate antigen receptor diversity in T and B lymphocytes. Detailed knowledge of how V(D)J recombination is normally regulated during lymphocyte development is essential to understand the cases of dysregulation of this process that result in leukemic transformation. V(D)J recombination is triggered by action of a specific endonuclease which is exclusively expressed in immature lymphocytes. According to the “accessibility model” proposed more than 25 years ago, DNA cleavage by this endonuclease is very strictly controlled during cell differentiation by regulating its accessibility to chromatin. This review summarizes the advances in the field over the last few years, including the important role of the genomic conformation and position of the antigen receptor loci within the nucleus, as well as those that have recently culminated with the validation of the “accessibility model” to control this process (AU)

Epigenética y cáncer colorrectal / Epigenetics and colorectal cancer

Los mecanismos epigenéticos fisiológicos que pueden modificar la estructura de la cromatina comprenden la metilación del ADN, las modificaciones de las histonas y las modificaciones en el RNA. Se ha llevado a cabo una revisión bibliográfica en PubMed acerca de la evidencia publicada sobre la relación existente entre la epigenética y el cáncer colorrectal. La literatura científica pone de manifiesto que en el origen de la enfermedad neoplásica las alteraciones epigenéticas pueden ser tan importantes como las modificaciones genéticas, contribuyendo ambas a la progresión y desarrollo de la enfermedad neoplásica (AU)

The epigenetic and physiological mechanisms that alter the structure of chromatin include the methylation of DNA, changes in the histones, and changes in RNA. A literature review has been carried out using PubMed on the evidence published on the association between epigenetics and colorectal cancer. The scientific literature shows that epigenetic changes, such as genetic modifications may be very significant in the origin of neoplastic disease, contributing both to the development and progression of the disease (AU)

Las células madre, piedra angular de rejuvenecimiento. Aclarando conceptos / Stem cells, corners stone of rejuvenescence. Clarifying concepts

Las células madre tienen tres características comunes: la autorrenovación, la indiferenciación y la derivación a cualquier célula madura, éstas son el patrimonio (en el caso de las célula madre adultas) con el que cuenta un individuo para regenerar las células senescentes a lo largo de la vida. Las células madre pueden regenerar tejidos en individuos compatibles de la misma especie. El termino célula madre en tecnología cosmética hace referencia principalmente a sustancias extraídas de células madre de origen vegetal, ricas en polifenoles tales como el resveratrol, y luteolina o péptidos capaces de activar los genes de las sirtuinas NAD dependientes, que producen de acetilación del ADN que permiten la compactación de la cromatina (AU)

Stem cells has three common characteristics: self-renewal, differentiation and derivation of any mature cell, these are the assets (in the case of adult stem cell) with which an individual has to regenerate senescent cells along life. Stem cells can regenerate tissue compatible individuals of the same species. In Cosmetic technology the term stem cell refers mainly to stem cells extracted from substances of vegetable origin, rich in polyphenols such as resveratrol, and luteolin or peptides able to activate the genes of the NAD-dependent sirtuins, which produce deacetylation that allow the compaction of chromatin (AU)

Estructura y función del ADN y de los genes II. Tipos de alteraciones de la función del gen por procesos epigenéticos / Structure and function of DNA and of the genes II. Types of alterations of the gene function through epigenetic processes

El tipo de cambios en la función del gen que vamos a resumir en este artículo, no se deben a alteraciones en la estructura del ADN, en ninguno de sus niveles de resolución (mutaciones, pérdidas y ganancias de material, tanto invisibles como visibles por citogenética). Son cambios producidos por procesos epigenéticos, que sin alterar la estructura de la molécula de ADN, si alteran su función (AU)

The type of changes in the gene function we are going to summarize in this article are not due to alterations in DNA structure, in any of their resolution levels (mutations, material loss and gains, both invisible and visible by cytogenetic). They are changes produced by epigenetic processes, which although they do not alter the DNA molecular structure, they do alter its function (AU)

Influencia de la impronta genómica masculina en la reproducción / Influence of the male genomic imprinting on the reproduction

Objetivo: La impronta genómica es la modificación epigenética que ocurre de manera diferencial tanto en genes específicos del oocito como del espermatozoide de acuerdo con su origen paterno o materno, permitiendo así una expresión monoalélica. En esta revisión se realiza un análisis crítico de la información relacionada con el papel que tiene la impronta masculina sobre el éxito reproductivo. Metodología: Se hizo una búsqueda bibliográfica sobre algunos de los componentes que regulan la impronta geonómica masculina y el posible papel sobre los eventos reproductivos como la espermatogénesis y el desarrollo placentario y embrionario. Resultados: Este análisis de la literatura permitió valorar que los cambios estructurales, genéticos y epigenéticos que ocurren durante la formación del gameto masculino, pueden tener repercusiones en el desarrollo embrionario, principalmente en la formación de tejidos extraembrionarios como la placenta. Conclusión: Las alteraciones en los mecanismos moleculares implicados en el proceso de metilación del ADN durante la espermatogénesis, pueden generar errores en el patrón normal de expresión requerido para el adecuado desarrollo de los componentes feto-placentarios (AU)

Objective: Genomic imprinting is the epigenetic change that occurred differentially in the specific genes in spermatozoa and oocyte according to their paternal or maternal origin, thus allowing a monoallelic expression. This review is a critical analysis of the published information relating to the role of the male imprinting on the successful reproduction. Methods: We performed a literature search on some of the components that regulate the male genomic imprinting and the possible role on reproductive events such as spermatogenesis, and placental and embryo development. Results: The literature analysis allowed us to appreciate structural, genetic and epigenetic changes occurring during the formation of the male gamete that could have an impact on embryo development, mainly in the formation of extraembryonic tissues as the placenta. Conclusion: Alterations in the molecular mechanisms involved in the sperm DNA methylation during the spermatogenesis, could induce alterations in the normal pattern of expression required in the fetal-placental components development (AU)

Gene expression regulation and cancer

Gene expression is mostly controlled at the level of the transcription initiation. The transcription control regions of protein-encoding genes include: the core promoter, where RNA polymerase II binds, the proximal and distal promoter, responsible for gene expression regulation, and the enhancers and silencers. Chromatin represents an additional level of regulation of gene expression. The switching between inactive and active chromatin is closely related to the activity of histone-modifying enzymes and chromatin-remodelling complexes. Transcriptional activation of a gene requires the binding of specific transcription factors to regulatory DNA elements, the opening of the chromatin, the binding of Mediator, and the assembly of the preinitiation complex with RNA polymerase and RNA synthesis initiation. Transcription factors ultimately transduce the proliferation signals elicited by growth factors. Moreover, many human oncogenes encode for transcription factors, and some of them are prevalent in particular neoplasias (e.g., MYC, MLL, PML-RARa). Also, some of the most prominent tumor suppressors (e.g. p53) are transcription factors (AU)

ASCUS sobre células metaplásicas Significado pronóstico de los cambios citológicos / ASCUS-metaplasic cells. Prognostic significance of celular changes

La predicción de la evolución del ASCUS sigue siendo un tema controvertido. En un intento de hallar aspectos citológicos que permitan predecir dicha evolución hemos evaluado 5 detalles citológicos en células escamosas inmaduras con características de ASCUS sugestivo de lesión escamosa de alto grado. Ninguno de los detalles evaluados ha mostrado valor predictivo respecto a la evolución de la lesión

Follow-up of patients diagnosed as having ASCUS have no predictable morphological data. We have evaluated 5 aspects of ASCUS affecting immature squamous cells to find out whether these details have predictive value. None of these data have statistical significance related to follow-up of the patients examined

Posible rol de los macrófagos en fluido seminal / The possible macrophage role in seminal fluid

Este trabajo se realizó para estudiar el rol de los macrófagos en semen y su asociación con: el porcentaje de espermatozoides con DNA nativo, morfología espermática y presencia de anticuerpos antiespermáticos (AAE).Se utilizó muestras de semen de 31 pacientes y se evaluaron según los criterios de la Organización Mundial de la Salud. La cromatina nuclear se estudió con Naranja de Acridina, fluorocromo que discrimina el DNA nativo, color verde, del DNA desnaturalizado, color anaranjado. La concentración de macrófagos se determinó utilizando Rojo Neutro para teñir las células fagocíticas y cámara de Neubauer para contar. La presencia de AAE se investigó mediante reacción de aglutinación mixta.Se encontró asociación entre la presencia de AAE y concentración de macrófagos (p<0,05). Hubo correlación significativa entre presencia de macrófagos y espermatozoides con DNA desnaturalizado (p<0,05).Pero no hubo asociación significativa entre concentración de macrófagos y morfología espermática (p:0,414).Concluimos que existe un fuerte indicio de que los macrófagos presentes en plasma seminal participan en el mecanismo fagocítico contribuyendo a la calidad seminal, facilitando la fertilización (AU)

Un comentario sobre el premio de Fisiología y Medicina / 2001 Nobels: a glance over the Medicine or physiology prize

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Ciliate cryptobiosis: a microbial strategy against environmental starvation

This review outlines the main features of ciliate resting-cyst formation or encystment. It represents a strategy against several environmental stresses (such as starvation), which involves a highly gene-regulated cell differentiation process and originates a more resistant, differentiated form or resting cyst. This process is mainly characterized by drastic cytoplasmic dehydration that induces a general metabolic rate decrease, intense autophagic activity, the formation of a permeable cyst wall protecting the cell against the adverse environmental conditions, and a gene-silencing mechanism after opening the specific encystment genes (AU)

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