Effets génomiques et non génomiques de l'estradiol et des xenoestrogènes et leurs mécanismes d'action dans les cellulaires testiculaires de zebrafish et de rat

Nongenomic and genomic effects of estradiol and xenoestrogens and their mechanisms of action in zebrafish and rat testicular cells

• Auteur / Autrice : Hemily Batista da Silva
• Direction : Christelle Delalande-Lecapitaine
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moleculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 30/05/2022
• Etablissement(s) : Normandie en cotutelle avec Universidade federal de Santa Catarina (Brésil)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Oestrogènes, reproduction, cancer (Caen ; 1998-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Caen Normandie (1971-....)
• Jury : Président / Présidente : Rozangela Curi Pedrosa
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christelle Delalande-Lecapitaine, Carlos pedro Fontes, Marco G. Alves, Eloisa Da Silveira Loss, Fátima Regina Mena Barreto Silva
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Carlos pedro Fontes, Marco G. Alves

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spermatogenèse

Récepteurs

Estrogènes

Métabolisme énergétique

Calcium

Bisphénol A

Mots clés libres

Récepteurs aux oestrogènes

Bisphenol A

Energy metabolism

Estrogen receptors

Spermatogenesis

Résumé

Le bon fonctionnement de la spermatogenèse est lié au fonctionnement des cellules de Sertoli, car elles sont chargées de fournir le soutien physique, nutritionnel et énergétique aux cellules germinales. Cependant, les animaux aquatiques et terrestres sont susceptibles d'être exposés au xénoestrogène bisphénol A (BPA), qui affecte négativement les systèmes reproducteur et endocrinien, et par conséquent, la fertilité mâle. Par conséquent, notre objectif a été d'étudier les effets et le mécanisme d'action du BPA et/ou du 17β-estradiol (E2) sur la signalisation calcique, le métabolisme énergétique testiculaire et la spermatogenèse chez le zebrafish adulte et/ou chez le rat immature. Ainsi, nous avons étudié les effets non-génomiques et génomiques du BPA (10 pM et 10 μM) sur la signalisation calcique, métabolisme énergétique testiculaire et la spermatogenèse chez le zebrafish (Danio rerio) après des expositions in vitro et/ou in vivo à court et moyen terme. De plus, nous avons étudié les effets génomiques in vitro de l'E2 et du BPA (10 pM, 1 nM et 1 μM) sur le métabolisme énergétique après des expositions à court terme d'explants de testicule de rats Wistar immatures de 20 jours post-partum. Par conséquent, nos résultats ont montré que l’incubation des testicules de zebrafish au BPA a augmenté l'influx calcique et la surcharge cytosolique de Ca2+ impliquant une crosstalk entre les voies de signalisation non-génomiques et génomiques. De plus, notre étude a mis en évidence à travers différentes approches méthodologiques que des expositions in vitro et in vivo au BPA ont provoqué des changements au métabolisme testiculaire des glucides et des dommages à la spermatogenèse chez le zebrafish par ses effets non-génomiques et génomiques dépendants ou pas des ESR α/β. De plus, des expositions in vitro à l'E2 et au BPA ont provoqué des changements au métabolisme énergétique, et le BPA semble avoir le même mécanisme d'action que l'E2 dans l'induction indépendante de l'ESRα/β de l'expression des gènes associés au métabolisme des glucides.

The correct performance of spermatogenesis is linked to the functioning of Sertoli cells, as they are responsible for providing physical, nutritional and energy support to the germ cells. However, aquatic and terrestrial animals are susceptible to exposure to the xenoestrogen bisphenol A (BPA), which negatively affect the endocrine and reproductive systems, and therefore male fertility. Therefore, our objective was to investigate the effects and mechanism of action of BPA and/or 17β-estradiol (E2) on calcium (Ca2+) signaling, testicular energy metabolism and spermatogenesis in adult zebrafish and/or immature rats. Thus, we studied non-genomic and genomic effects of BPA (10 pM and 10 μM) on Ca2+ signaling, testicular energy metabolism and spermatogenesis in zebrafish (Danio rerio) after short- and medium-term in vitro and/or in vivo exposures. Furthermore, we studied the in vitro genomic effects of E2 and BPA (10 pM, 1 nM and 1 μM) on testicular energy metabolism after short-term exposure of testis explants from 20-day-old immature rats (Wistar). The acute in vitro exposure of zebrafish testes to BPA increased the Ca2+ influx and cytosolic Ca2+ overload involving crosstalk between non-genomic and genomic signaling pathways. In addition, our study evidenced through different methodological approaches that in vitro and in vivo exposures to BPA triggered changes on testicular carbohydrate metabolism and damage to spermatogenesis in zebrafish through its nongenomic and genomic effects dependent or not on ESR α/β in fish. In addition, in vitro exposures to E2 and BPA induced changes on energy metabolism, and BPA appears to have the same mechanism of action as E2 in the ESRα/β- independent induction of the expression of genes associated to carbohydrate metabolism.