Potential radioprotective effect of AT1 receptor antagonists against morphological and ultrastructural changes in the testes induced by ionizing radiation

Schwarz, Franciele Cristina; Mansano, Naira da Silva; Chies, Agnaldo Bruno; Viani, Gustavo Arruda; Spadella, Maria Angélica

Radiotherapy is a source of human exposure to ionizing radiation. This pure energy causes deleterious effects on tissues, which result from oxidative stress, a phenomenon in which there is the participation of the Renin-Angiotensin System (RAS). The male genital organs are extremely radiosensitive and the action of radiation in the testes can significantly affect spermatogenesis. In search of potential radioprotective for male genital system, this study investigated whether the AT1 receptor antagonists minimize radiation-induced damage to reproductive tissues, by decreasing oxidative stress.

Male Wistar rats were divided into six groups:

0 Gray (Gy) (control), 5 Gy (single dose in the scrotal area), telmisartan, losartan, 5Gy+telmisartan and 5Gy+losartan. The treatment started the day after irradiation with losartan 34 mg/kg (two times/day) and telmisartan 12 mg/kg (one time/day) during 60 days. For ultrastructural analysis, the testis fragments were fixed in 2 % glutaraldehyde and 4 % paraformaldehyde in 0.1 M phosphate buffer, pH 7.3. The material was postfixed for 2 h in 1 % osmium tetroxide. For collagen evaluation, the sections were stained with Picrosirius-red method. Serum testosterone was determined. The date showed the deleterious effects of gamma radiation on testicular ultrastructure. Rich accumulation of collagen fibers in the interstitium was observed in the irradiated groups, especially the irradiated and nontreated testes. No significant difference was detected in serum testosterone concentration among the studied experimental groups. Treatments with telmisartan and losartan influenced the onset of attenuation on ultrastructural damages arising from ionizing radiation. Although the data strongly suggest that AT1 receptor antagonists may promote radioprotection to the testes, further studies with a longer duration of treatment are required for these potentially positive effects to be maximized and, therefore, to better characterize radioprotection to reproductive parameters.

El tratamiento radioterápico es una fuente de exposición del ser humano a la radiación ionizante. Esta energía pura causa efectos deletéreos en los tejidos, debido al estrés oxidativo, fenómeno donde hay participación del Sistema Renina-Angiotensina. Los órganos genitales masculinos son extremadamente radiosensibles y la acción de la radiación en los testículos puede afectar significativamente la espermatogénesis. En la búsqueda de potenciales radioprotectores, este estudio ha investigado fármacos antagonistas del receptor AT1 que minimizan los daños radioinduzidos en los tejidos reproductivos, por medio de la disminución del estrés oxidativo.

Ratones Wistar machos fueron distribuidos en seis grupos:

grupo 0 Gray (Gy) (control), grupo 5 Gy (dosis única en el área escrotal), grupo telmisartán, grupo losartán, grupo 5Gy+telmisartán y grupo 5Gy+losartán. El tratamiento empezó en el día siguiente a la irradiación con losartán 34 mg/kg (2x/día) y telmisartán 12 mg/kg (1x/día), durante 60 días. Para el análisis ultraestructural, los testículos se fijaron en glutaraldehido (2 %) y paraformaldehido (4 %) con tampón de fosfato 0,1 M, pH 7,3. El material fue post-fijado en tetróxido de osmio (1 %). Para evaluar el colágeno fue utilizado el método Picrosirius Red. Fue determinada la concentración sérica de testosterona. Los datos mostraron los efectos deletéreos de los rayos gamma sobre la ultraestructura testicular. Fue observada una rica deposición de colágeno en el intersticio en los grupos irradiados, especialmente en el irradiado y no tratado. Entre los grupos, no se detectó ninguna diferencia significativa en la concentración sérica de testosterona. Los tratamientos con telmisartán y losartán influenciaron el comienzo de la atenuación de los cambios en la ultraestructura testicular de la radiación. A pesar de que los datos sugieren que los antagonistas del receptor AT1 pueden promover radioprotección a los testículos, estudios complementarios con una duración de tratamiento más extendida son necesarios para que los efectos potencialmente positivos sean maximizados y, por supuesto, puedan mejorar la caracterizacion de la radioprotección a los parámetros reproductivos.