Efeitos do estímulo agudo da foliculogênese com eCG e DHEA sobre morfologia ovariana e hormônios sexuais em ratas pré-púberes e revisão sistemática sobre modelos animais em PCOS

Abstract

Introdução/objetivos: A síndrome dos ovários policísticos (PCOS) é uma disfunção endócrina comum, afetando entre 9 a 18% das mulheres em idade reprodutiva. A etiologia de PCOS ainda não está bem definida, e por isso, as informações advindas de modelos experimentais podem ser úteis para elucidar os mecanismos do desenvolvimento inicial de PCOS. Ainda, considerando o fato dos androgênios poderem agir diretamente na foliculogênese em estágios pré-antrais e saber que o excesso de androgênio pode prejudicar este processo fisiológico, esta tese teve dois objetivos: 1) avaliar os níveis de hormônios sexuais e a morfologia ovariana em um modelo animal de ratas pré-púberes submetidas ao tratamento agudo de gonadotrofina coriônica equina (eCG) e desidroepiandrosterona (DHEA); 2) sumarizar em uma revisão sistemática os estudos que utilizaram roedores e primatas não humanos como modelo animal de PCOS, selecionando aqueles que apresentaram os dois desfechos reprodutivos: hiperandrogenismo e alterações na morfologia ovariana. Métodos: estudo 1: ratas Wistar pré-púberes foram distribuídas em 3 grupos experimentais: controle, eCG (dose única de injeção com 25UI de gonadotrofina coriônica equina) e eCG+DHEA (25UI de eCG + dose única de DHEA, 60 mg/kg). Foram realizadas dosagens hormonais de DHEA, testosterona e estradiol assim como morfologia e morfometria ovariana foram analisadas. Estudo 2: busca na base MEDLINE de estudos em inglês e espanhol publicados até outubro de 2016. Foram identificados 933 estudos, e 39 foram incluídos na revisão sistemática e estratificados em 3 classes de intervenção: indução por androgênios, por estrogênios e outras intervenções diferentes das hormonais. Resultados: estudo 1: o grupo eCG+DHEA apresentou níveis aumentados de estradiol e testosterona comparados ao controle (p<0,01) e altas concentrações de DHEA comparados ao grupo eCG e controle. O número e o diâmetro de folículos primários e secundários foi maior no grupo CG+DHEA em relação ao controle (p<0,05). O grupo eCG apresentou valores intermediários no tamanho e número de folículos primários e secundários. A quantidade de folículos antrais foi maior nos grupos eCG+DHEA e eCG comparados ao controle (p<0,05). O número de folículos primordiais, atrésicos e císticos, foi similar entre os grupos. Estudo 2: Dos 39 estudos selecionados, 1 estudo comparou a intervenção de androgênio com estrogênio, 18 utilizaram estimulação com androgênios, 9 utilizaram estrogênios ou drogas com ação estrogênica, incluindo disruptores endócrinos, e 12 utilizaram outras intervenções diferentes de hormônios sexuais. A maioria dos modelos apresentaram alterações na morfologia ovariana, principalmente o número de cistos e folículos antrais com diminuição na proporção dos corpos lúteos. Hiperandrogenismo foi promovido por indução de androgênios. Nos estudos com estrogênios não foi observada alteração nos níveis de androgênios. Conclusão: No estudo 1, a indução aguda por eCG + DHEA foi útil para investigar os eventos envolvidos no desenvolvimento folicular inicial sob condições de hiperandrogenismo, sendo uma ferramenta válida para o estudo de alterações no desenvolvimento folicular que podem ocasionar consequências prejudiciais com o passar dos anos, sendo um modelo em potencial de PCOS. No estudo 2, a intervenção com tratamento com androgênios, tanto no período pré- ou pós-natal, foi capaz de reproduzir características reprodutivas mais similares a encontradas em mulheres PCOS em primatas não humanos e roedores, respectivamente. Comparações entre as diferentes intervenções utilizadas nos modelos animais podem ser úteis para definir o momento específico em que os fenótipos reprodutivos semelhantes a PCOS surgem nos animais.

Background/Aims: Polycystic ovary syndrome (PCOS) is a common endocrine disorder, affecting 9–18% of women in reproductive age that causes hyperandrogenism and infertility due to dysfunctional follicular maturation and anovulation. The etiology of PCOS is still poorly known, and information from experimental animal models may help improve current understanding of the mechanisms of PCOS initiation and development. Added, androgens may directly modulate early ovarian follicular development in preantral stages. Indeed, androgen excess before puberty may disrupt this physiological process. Thus the aims of this tesis are: 1) investigation the dynamics of follicular morphology and circulating androgen and estradiol levels in prepubertal Wistar rats acutely exposed to androgens; 2) conduction a systematic review of currently available methods for simulation of PCOS in experimental models, focusing on two main endocrine traits: ovarian morphology changes and circulating levels of sex hormones and gonadotropins. Methods: study 1: Prepubertal female Wistar rats were distributed into three groups: control, equine chorionic gonadotropin (eCG) intervention and eCG plus dehydroepiandrosterone (DHEA) intervention (eCG + DHEA). Serum DHEA, testosterone and estradiol levels were determined, and ovarian morphology and morphometry were assessed. Study 2: we searched the MEDLINE database for articles in English or Spanish published until October 2016. Of 933 studies identified, 39 were included in the systematic review. They were stratified into 3 classes of intervention: androgen-induced stimulation, estrogens or drugs with estrogen action to induce PCOS-like models, and miscellaneous interventions. Results: study 1: The eCG +DHEA group presented increased serum estradiol and testosterone levels as compared with the control group (P<0.01), and higher serum DHEA concentration v. the eCG-only and control groups (P<0.01). In addition, the eCG +DHEA group had a higher number of, and larger-sized, primary and secondary follicles as compared with the control group (P<0.05). The eCG group presented intermediate values for number and size of primary and secondary follicles, without significant differences as compared with the other two groups. The number of antral follicles was higher in the eCG +DHEA and eCG groups v. controls (P<0.05). The number of primordial, atretic and cystic follicles were similar in all groups. Study 2: broad differences were found among the studies concerning hormonal interventions, animal species, and developmental stage at the time of the experiments, and most models resulted in ovarian morphology changes, mainly increases in the number of cystic and antral follicles and decreases in the corpus luteum. Hyperandrogenism was produced by using androgens and other drugs as the stimulatory agent. However, studies using drugs with estrogenic effect did not observe changes in circulating androgens. Conclusion: In the study 1, the experimental model using an acute eCG +DHEA intervention was useful to investigate events involved in initial follicular development under hyperandrogenic conditions, and could provide a reliable tool to study defective follicular development with possible deleterious reproductive consequences later in life, possibly being a PCOS experimental model. Study 2 demonstrated that medium- or long-term testosterone administration in the pre- and postnatal periods performed best for induction of a PCOS-like phenotype, in rhesus macaque and rat models respectively. In rats, postnatal exposure to androgens results in reprogramming of the hypothalamic-pituitary-ovarian-axis. Thus, comparisons between different intervention models may be useful to define the timing of reproductive PCOS phenotypes in experimental animal models.