A histological and molecular study of the effects of fine inhalable particulate matter of the city of Sao Paulo on mice testes

A poluição atmosférica de centros urbanizados e industrializados é associada a diversos efeitos nocivos, incluindo alterações na fertilidade masculina. A toxicidade da poluição atmosférica da cidade de São Paulo já foi demonstrada em estudos experimentais e especula-se que seus efeitos sejam mediados por estresse oxidativo, porém, os mecanismos envolvidos ainda não são totalmente conhecidos. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos da exposição à poluição atmosférica da cidade de São Paulo sobre os testículos de camundongos. Para isso, os animais foram expostos à fração da poluição atmosférica mais implicada em danos à saúde, o material particulado inalável fino, que é uma complexa mistura de substâncias com 2,5 ?m ou menos de diâmetro aerodinâmico (MP2,5). Um grupo de camundongos foi exposto ao MP2,5 durante o período gestacional e após o nascimento, no período entre o pós-desmame e a idade adulta (grupo pré-natal e pós-desmame - GPNPD); um segundo grupo de camundongos foi exposto ao MP2,5 apenas durante o período gestacional (grupo pré-natal - GPN); o terceiro grupo foi exposto ao MP2,5 apenas após o nascimento, depois do desmame até a idade adulta (grupo pós-desmame - GPD); e o quarto grupo foi o controle (GC), formado por camundongos que foram expostos ao ar filtrado, tanto durante o período gestacional quanto após o nascimento até a idade adulta. Os efeitos do MP2,5 foram avaliados nos testículos de animais adultos, com 90 dias de vida. Técnicas estereológicas foram aplicadas para analisar aspectos estruturais do testículo e o escore de Johnsen foi utilizado para avaliar qualitativamente a espermatogênese. A expressão gênica foi realizada pela técnica de microarranjos de DNA. Na comparação com o GC, os animais do GPNPD apresentaram peso e volume dos testículos, área de superfície dos túbulos seminíferos, volume do epitélio seminífero e peso dos epidídimos maiores, bem como menor qualidade da espermatogênese, com p < 0,05 em todos esses parâmetros. O GPD teve comportamento semelhante, porém, apenas o volume do epitélio seminífero e a qualidade da espermatogênese diferiram significativamente do GC. O volume do epitélio seminífero do GPN foi menor que o do GC e esse foi o único parâmetro com diferença estatística em relação ao GC. A análise de expressão gênica evidenciou alteração de expressão de genes envolvidos na espermatogênese e na esteroidogênese, além de vários outros genes envolvidos nas vias de resposta imune, estresse oxidativo, dano de DNA e apoptose. Os resultados deste estudo mostraram que a exposição ao MP2,5 da cidade de São Paulo foi capaz de causar alterações nas funções testiculares de camundongosAir pollution in industrial and urban centers is related to negative effects in living organisms, including alterations in male fertility. Experimental studies had already showed toxicity aspects related to the air pollution of the city of Sao Paulo. The hypothesis surrounding its toxicity is based on oxidative stress, but the mechanisms are not yet completed understood. The objective of this study was to evaluate the effects of the exposure to air pollution of the city of Sao Paulo on mice testes. To do so, animals were exposed to the most deleterious fraction of the air pollution, the fine inhalable particulate matter, which consists of a complex mixture of particles sized 2,5 ?m or less of aerodynamic diameter (PM2,5). A group of mice was exposed to PM2,5 during gestational period and after birth, from the weaning day until adulthood (pré-natal and post-weaning group - PNPWG); another group was exposed to PM2,5 during gestational period only (pré-natal group - PNG); a third group was exposed to PM2,5 after birth, from the weaning day until adulthood only (post-weaning group - PWG); and finally, a fourth group of mice was exposed to filtered air during gestational period and from post-weaning day until adulthood (control group - CG). The analyses were performed on testes from adult animals. Stereological techniques were used to analyze structures of the testes and Johnsen\'s score to evaluate spermatogenesis in a qualitative way. DNA microarray were used to evaluate gene expression. Significant differences (p < 0,05) between the PNPWG and the CG were found for testis weight and volume, surface area of the seminiferous tubules, volume of the seminiferous epithelium and epididymis weight. For all these parameters the mean values of the PNPWG were higher. The quality of spermatogenesis in the PNPWG was also significant differently from CG, showing a worse quality of spermatogenesis. The PWG had similar results, however the only parameters with significant difference from the CG were the volume of the seminiferous epithelium and the quality of spermatogenesis. The volume of the seminiferous epithelium from the PNG showed significant lower mean compared to the CG. The gene expression analysis showed differential expression of genes related to spermatogenesis and steroidogenesis. Also, altered expression was found for genes related to oxidative stress, immune response, DNA damage and apoptosis ways. The results of the present study showed that the exposition to the PM2,5 of the city of Sao Paulo was capable of elicit testes alterations in mic