Masculinización por temperatura en peces: interrelación entre glucocorticoides y andrógenos.

JUAN I. FERNANDINO; RICARDO S. HATTORI; CARLOS A. STRÜSSMANN; GUSTAVO M. SOMOZA

Casilda

Congreso; XIV Congreso y XXXII Reunión Anual de la Sociedad de Biología de Rosario.; 2012

Sociedad de biología de Rosario

El sexo en los vertebrados se determina generalmente por dos mecanismos: la determinación sexualgenética (GSD) y la ambiental (ESD). En especies con GSD el sexo está programado en elmomento de la fertilización y sigue las acciones de gen(es) específico(s) que normalmente seencuentra en los cromosomas sexuales; mientras que en ESD el sexo está determinado por factoresambientales. Dentro de estos últimos el que más ha sido estudiado es la temperatura, y el proceso esconocido como determinación sexual dependiente de la temperatura (TSD). En este mecanismo elsexo fenotípico es direccionado por la temperatura durante un período sensible y crítico en eldesarrollo temprano.Para el estudio de estos mecanismos, los peces Aterinópsidos proporcionar un material excelentepara estudiar las interacciones y evolución de los mecanismos de GSD/TSD ya que los miembros deesta familia presentan desde un TSD "puro" a un modelo clásico de GSD (XX-XY). Por ejemplo, enel último año hemos encontrado una duplicación del gen codificante para la hormona anti-Mülleriana (AMH) implicada en el desarrollo testicular del pejerrey patagónico (Odontestheshatcheri). Este gen, al que denominamos AMHY, se encuentra sólo en individuos XY, se expresaantes que su gen parálogo, el AMH autosómico (6 días vs 12 semanas después de la fertilización) yse expresa en las células de Sertoli durante la diferenciación testicular. Por otra parte, el knockdownde AMHY en embriones XY dio lugar al desarrollo de ovarios. Estos resultados son laevidencia de una duplicación y neo-funcionalización de AMH en vertebrados sugiriendo queAMHY puede ser el gen maestro de la determinación del sexo en esta especie. Además, esta seríauna instancia única debido a que posiblemente una hormona, un miembro de la súper-familia deTGF-β, y no un factor de trascripción, cumple ese rol.Por otro lado, el pejerrey bonaerense O.bonariensis, presenta un fuerte TSD donde puedenobtenerse planteles de todas hembras o de todos machos cuando las larvas son mantenidas a bajas(17ºC) o altas (29ºC) temperaturas respectivamente. Es importante señalar que AMHY se haencontrado también en O. bonariensis. A pesar de que aún su papel en esta especie es desconocido,soporta la idea de que la existencia del TSD en una especie particular no significa la ausencia deGSD. Continuando con el TSD, además de obtener 100% de machos en larvas mantenidas a altastemperaturas se observan alteraciones en la forma del cuerpo, reducción de la actividad natatoria yde alimentación, cambios en el patrón de pigmentación, pérdida de peso y degeneración progresivade células germinales. Estas evidencias sugirieron que las larvas se encontrarían cerca del límitetolerable para esta especie y por lo tanto estarían bajo un estrés. Dentro de este contexto serealizaron estudios para evaluar la asociación entre las altas temperaturas y el cortisol (la hormonadel estrés en vertebrados) durante la diferenciación gonadal del pejerrey. Se demostró que losniveles de cortisol durante el período crítico de determinación sexual se correlacionaronpositivamente con la temperatura a la que se encontraban expuestas las larvas. Además, las larvascriadas a temperaturas intermedias (MixPT), donde se obtiene una relación sexual 1:1,suplementando el alimento con cortisol o dexametasona (un agonista del cortisol), mostraron unsesgo significativo hacia machos. Además, los altos niveles de cortisol en larvas se correlacionaroncon los del principal andrógeno bioactivo en peces, 11-cetotestosterona (11-KT). Los niveles altosde 11-KT durante este período crítico son importantes ya que este andrógeno posiblemente sea elefector masculinizante. Si bien ahora existía una correlación entre la vía de glucocorticoides (GCs)y andrógenos, no se había identificado hasta el momento un factor que las relacionara.Es bien conocido que las enzimas implicadas en la síntesis y metabolismo de esteroides sonimportantes para la regulación tejido-específica de su acción. En particular, la 11-βhydroxyesteroide deshidrogenasa 2 (11β-HSD2) desempeña un papel clave en la síntesis deandrógenos 11-oxigenados (11-KT) y el metabolismo de los GCs, convirtiendo el cortisol encortisona, una forma inactiva incapaz de unirse al receptor (GR). A fin de clarificar la relación entreel estrés y la masculinización, se analizó la expresión de hsd11b2, receptores de glucocorticoides yde andrógenos durante el período crítico de determinación sexual. También se analizaron los efectosdel tratamiento con cortisol en larvas criadas a MixPT y en explantos testiculares de adultosincubados in vitro. Tanto los tratamientos térmicos como farmacológicos produjeron aumentossignificativos en la expresión hsd11b2. Además, los explantos testiculares incubados en presenciade cortisol mostraron aumentos de 11-KT en el medio de incubación. Esta estimulación fueinhibida por el cotratamiento con un antagonista del receptor de glucocorticoides, RU486. Tomadosen conjunto estos resultados sugieren que el cortisol promueve la producción de 11-KT a altastemperaturas durante masculinización inducida por la modulación de la expresión hsd11b2direccionando la morfogénesis testicular.El hecho de que la determinación sexual en pejerreyes muestra una marcada sensibilidad a latemperatura y/o una influencia genética, así como la gran cantidad de información sobre el sistemaendocrino, morfológico, y los mecanismos moleculares implicados en el proceso dedeterminación/diferenciación sexual gonadal, hacen de esta familia modelos excelente para estudiarla fisiología en la canalización del desarrollo gonadal así como la relación entre el medio ambientey los factores genotípicos. Más estudios sobre estos procesos podrían contribuir significativamentea la clarificación del complejo destino gonadal en peces, y posiblemente en otros vertebrados.