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Several organ systems can be affected by psychostimulant toxicity. However, there is not sufficient evidence about the impact of psychostimulant intake on testicular physiology and catecholaminergic systems. The aim of the present study was to further explore potential toxic consequences of chronic exposure to cocaine, caffeine, and their combination on testicular physiology. Mice were injected with a 13-day chronic binge regimen of caffeine (3x5mg/kg), cocaine (3×10mg/kg), or combined administration. Mice treated with cocaine alone or combined with caffeine showed reduced volume of the seminiferous tubule associated to a reduction in the number of spermatogonia. Cocaine-only and combined treatments induced increased lipid peroxidation evaluated by TBARS assay and decreased glutathione peroxidase mRNA expression. Importantly, caffeine-cocaine combination potentiated the cocaine-induced germ cell loss, and induced pro-apoptotic BAX protein expression and diminished adenosine receptor A1 mRNA levels. We analyzed markers of dopaminergic function in the testis and detected the presence of tyrosine hydroxylase (TH) in the cytoplasm of androgen-producing Leydig cells, but also in meiotic germs cells within seminiferous tubules. Moreover, using transgenic BAC-Drd1a-tdTomato and D2R-eGFP mice, we report for the first time the presence of dopamine receptors (DRs) D1 and D2 in testicular mouse Leydig cells. Interestingly, the presence of DRD1 was also detected in the spermatogonia nearest the basal lamina of the seminiferous tubules, which did not show TH staining. We observed that psychostimulants induced downregulation of DRs mRNA expression and upregulation of TH protein expression in the testis. These findings suggest a potential role of the local dopaminergic system in psychostimulant-induced testicular pathology. Fil: Gonzalez, Candela Rocio. Universidad Maimónides. Area de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina Fil: Gonzalez, Betina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Farmacológicas (i); Argentina Fil: Matzkin, Maria Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental (i); Argentina Fil: Muñiz, Javier A.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Farmacológicas (i); Argentina Fil: Cadet, Jean Lud. National Institute on Drug Abuse ; Estados Unidos Fil: Garcia Rill, Edgar. University Of Arkansas For Medical Sciences; Estados Unidos Fil: Urbano Suarez, Francisco Jose. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina Fil: Vitullo, Alfredo Daniel. Universidad Maimónides. Area de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina Fil: Bisagno, Veronica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Farmacológicas (i); Argentina

Adult mice lacking functional GABA B receptors (GABA B1 KO) show altered Gnrh1 and Gad1 expressions in the preoptic area-anterior hypothalamus (POA-AH) and females display disruption of cyclicity and fertility. Here we addressed whether sexual differentiation of the brain and the proper wiring of the GnRH and kisspeptin systems were already disturbed in postnatal day 4 (PND4) GABA B1 KO mice. Methods: PND4 wild-type (WT) and GABA B1 KO mice of both sexes were sacrificed; tissues were collected to determine mRNA expression (qPCR), amino acids (HPLC), and hormones (RIA and/or IHC). Results: GnRH neuron number (IHC) did not differ among groups in olfactory bulbs or OVLT-POA. Gnrh1 mRNA (qPCR) in POA-AH was similar among groups. Gnrh1 mRNA in medial basal hypothalamus (MBH) was similar in WTs but was increased in GABA B1 KO females compared to GABA B1 KO males. Hypothalamic GnRH (RIA) was sexually different in WTs (males > females), but this sex difference was lost in GABA B1 KOs; the same pattern was observed when analyzing only the MBH, but not in the POA-AH. Arcuate nucleus Kiss1 mRNA (micropunch-qPCR) was higher in WT females than in WT males and GABA B1 KO females. Gad1 mRNA in MBH was increased in GABA B1 KO females compared to GABA B1 KO males. Serum LH and gonadal estradiol content were also increased in GABA B1 KOs. Conclusion: We demonstrate that GABA B Rs participate in the sexual differentiation of the ARC/MBH, because sex differences in several reproductive genes, such as Gad1 , Kiss1 and Gnrh1, are critically disturbed in GABA B1 KO mice at PND4, probably altering the organization and development of neural circuits governing the reproductive axis. Fil: Di Giorgio, Noelia Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental (i); Argentina Fil: Catalano, Paolo Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental (i); Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; Argentina Fil: Lopez, Paula Veronica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental (i); Argentina Fil: Gonzalez, Betina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental (i); Argentina Fil: Semaan, Sheila J.. University Of California At Davis; Estados Unidos Fil: Lopez, Gabriela Carina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas - Instituto Tecnológico Chascomús. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas (sede Chascomús); Argentina Fil: Kauffman, Alexander S.. University Of California At San Diego; Estados Unidos Fil: Rulli, Susana Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental (i); Argentina Fil: Somoza, Gustavo Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas - Instituto Tecnológico Chascomús. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas (sede Chascomús); Argentina Fil: Bettler, Bernhard. University of Basel; Suiza Fil: Libertun, Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental (i); Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina; Argentina Fil: Lux, Victoria Adela R.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental (i); Argentina

Nuestro grupo de investigación está enfocado en estudiar los efectos gonadales y extra-gonadales que ejerce la hormona gonadotrofina coriónica humana (hCG) sobre la función endocrina y reproductiva, particularmente en condiciones de secreción desregulada y persistente. La tecnología transgénica ha resultado ser una herramienta fundamental a la hora de proveer nuevas evidencias sobre el rol de las gonadotrofinas en la patofisiología reproductiva. En este sentido, los ratones transgénicos hipersecretores de hCG han resultado un excelente modelo para llevar a cabo dichas investigaciones. Hemos realizado estudios de caracterización del modelo, que nos ha permitido tener un profundo conocimiento del mismo e identificar un gran número de anomalías en distintos niveles de regulación endocrina, que serán el foco de atención en futuras investigaciones. Las mismas tienen un considerable potencial en el campo de la biomedicina, ya que ayudarán a identificar los mecanismos regulatorios afectados por un estímulo disruptivo como puede ser una hipersecreción hormonal, y permitirán la exploración de nuevas estrategias terapéuticas que interfieran en las patologías endocrinas asociadas. Nuestras investigaciones sobre el modelo de hipersecreción crónica de hCG en ratones muestran claramente que niveles elevados y persistentes de esta hormona promueven múltiples anomalías endocrinas que están acompañadas de tumores gonadales y extra-gonadales. This investigation is focused in studying the gonadal and extra-gonadal effects that the human chorionic gonadotropin hormone (hCG) exerts on endocrine and reproductive functions, particularly under deregulated and persistent secretion conditions. Transgenic technology has turned out to be a fundamental tool when providing new evidences on the role of gonadotropins in reproductive physiopathology. In this sense, transgenic mice hCG hypersecretion has been an excellent model to perform these investigations. Characterization studies of the model have been developed to identify a great number of anomalies in different levels of endocrine regulation, which will be the center of attention in subsequent investigations. These have a considerable potential in the field of biomedicine and will help to identify the regulatory mechanisms affected by a disruptive stimulus, such as hormonal hypersecretion, and will enable the exploration of new therapeutic strategies to interfere with endocrine pathologies. Our investigations on the model of chronic hypersecretion of hCG in mice show clearly that high and persistent levels of this hormone promote manifold endocrine anomalies that are accompanied by gonadal and extra-gonadal tumors Nosso grupo de pesquisa está focado em estudar os efeitos gonadais e extra-gonadais que exerce o hormônio gonadotrofina coriônica humana (hCG) sobre a função endócrina e reprodutiva, particularmente em condições de secreção desregulada e persistente. A tecnologia transgênica tem resultado ser uma ferramenta fundamental na hora de fornecer novas evidências sobre o papel das gonadotrofinas na patofisiologia reprodutiva. Nesse sentido, os camundongos transgênicos hipersecretores de hCG têm resultado um excelente modelo para levar a cabo tais pesquisas. Temos realizado estudos de caracterização do modelo, que nos têm permitido ter um profundo conhecimento do mesmo e identificar um grande número de anomalias em diferentes níveis de regulação endócrina, que serão o foco de atenção em futuras pesquisas. As mesmas têm um considerável potencial no campo da biomedicina, visto que ajudarão a identificar os mecanismos regulatórios afetados por um estímulo disruptivo como pode ser uma hipersecreção hormonal, e permitirão a exploração de novas estratégias terapêuticas que interfiram nas patologias endócrinas associadas. Nossas pesquisas sobre o modelo de hipersecreção crônica de hCG em camundongos mostram claramente que níveis elevados e persistentes deste hormônio promovem múltiplas anomalias endócrinas que estão acompanhadas de tumores gonadais e extra-gonadais. Fil: Rulli, Susana Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina Fil: Ratner, Laura Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina Fil: Stevens, Guillermina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina Fil: Gonzalez, Betina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina Fil: Calandra, Ricardo Saul. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina

En los mamíferos, la función reproductiva está finamente controlada por el eje hipotálamo-hipófiso-gonadal (HHG). Durante la vida perinatal ocurren mecanismos mediados por esteroides gonadales que ejercen una impronta sobre el funcionamiento de la unidad hipotálamo-hipofisaria, estableciéndose diferencias sexuales en los circuitos que controlan la reproducción en machos y hembras. En la etapa perinatal masculina, la producción testicular de testosterona aumenta drásticamente, y esta hormona ejerce un modelado a nivel central induciendo el desarrollo de estructuras neuronales masculinas y apagando las femeninas, programando de este modo el funcionamiento del eje HHG masculino. En el presente estudio, se analizó el funcionamiento de la unidad hipotálamo-hipofisaria en ratones machos transgénicos que sobreexpresan las subunidades α y β de la gonadotrofina coriónica humana (hCG). Esta hormona se comporta como un superagonista de la hormona luteinizante (LH), uniéndose al mismo receptor. Los machos transgénicos presentan un hiperandrogenismo crónico debido a la constante estimulación de hCG sobre la producción de andrógenos testiculares. Con el fin de evaluar el rol de los andrógenos sobre el fenotipo transgénico, los machos fueron sometidos a un tratamiento antiandrogénico desde las etapas perinatal e infantil, analizando el efecto en la prepubertad y adultez. Nuestros resultados muestran una ventana crítica entre el día gestacional 18 y el día posnatal 14, donde los andrógenos crónicamente elevados inducen una activación prematura del hipotálamo y un silenciamiento concomitante de la producción de gonadotrofinas hipofisarias. Estos estudios revelan nuevos roles de los andrógenos y/o sus metabolitos producidos localmente en la (des)regulación de la unidad hipotálamo-hipofisaria masculina. In mammals the reproductive function is controlled by the hypothalamic-pituitary-gonadal (HPG) axis. During perinatal life, mechanisms mediated by gonadal steroids occur, which exert an imprinting on the hypothalamic-pituitary unit, establishing sexual differences in the circuits that control reproduction in males and females. During the perinatal stage in males, the testicular production of testosterone increases drastically, and this hormone exerts such a modeling at the central level that induces the development of masculine neuronal structures and shutting down the feminine, thus programming the male reproductive axis. In the present study we analyzed the function of the hypothalamic-pituitary unit of transgenic male mice that overexpress both α- and β- subunits of human chorionic gonadotropin (hCG). This hormone is a super-agonist of the luteinizing hormone (LH) and binds to the same cognate receptor. Transgenic males present with chronic hyperandrogenism due to the constant hCG stimulation on the testicular androgen production. To evaluate the role of androgens on the transgenic phenotype, males were subjected to antiandrogen treatment from perinatal and infantile life, and analyzed at prepuberty and adulthood. Our results show that, in male mice, there is a critical window of time between gestational day 18 and postnatal day 14, when chronically elevated androgens induce a premature activation of the hypothalamus and a concomitant silencing of the pituitary gonadotropin production. These findings reveal new roles for androgens and/or their locally-produced metabolites on the developmental programming of the male hypothalamic-pituitary axis (dys)regulation. Fil: Gonzalez, Betina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental (i); Argentina Fil: Ratner, Laura Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental (i); Argentina Fil: Rulli, Susana Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental (i); Argentina

En esta Tesis Doctoral se estudiaron distintos aspectos de la regulación del eje hipotálamo-hipófiso-gonadal (HHG) en un modelo de ratones transgénicos que produce niveles elevados de la hormona gonadotrofina coriónica humana (hCG) y desarrolla tumores gonadales (ratones hCGDE+). Se partió de la hipótesis que los elevados niveles de esteroides sexuales inducidos por la hipersecreción de hCG desde edades tempranas del desarrollo, actuarían sobre el eje HHG alterando la síntesis y secreción de hormonas y factores claves en la función reproductiva, participando directa o indirectamente en el inicio y progresión de los tumores gonadales que presentan estos ratones. En una primera etapa se caracterizó en profundidad el fenotipo de machos y hembras hCGDE+, estudiando parámetros morfológicos, bioquímicos y moleculares de la función gonadal e hipotálamo- hipofisaria. Se observaron marcadas diferencias sexuales en el modelo, donde los machos transgénicos resultaron severamente comprometidos a nivel de la regulación de la unidad hipotálamo-hipofisaria desde edades tempranas del desarrollo, mientras que las hembras mostraron alteraciones gonadales que condujeron al desarrollo de teratomas ováricos al inicio de la edad reproductiva. En una segunda etapa se aplicaron tratamientos antihormonales y gonadectomía, siendo nuestro particular interés estudiar el rol de los esteroides sexuales en el fenotipo de los machos y hembras hCGDE+. Los resultados obtenidos ponen de manifiesto que la hipersecreción de hCG, a través de la estimulación de la esteroidogénesis gonadal, altera la funcionalidad del eje reproductivo y participa en el desarrollo de patologías gonadales. In the present Doctoral Thesis, several aspects of the hypothalamic-pituitary-gonadal (HPG) axis were evaluated in a transgenic mouse model that produces elevated levels of human chorionic gonadotropin (hCG) and develops gonadal tumours (hCGDE+ mice). We hypothesized that the elevated levels of sex steroids induced by hCG hypersecretion from early development, would act on the HPG axis by altering the synthesis and secretion of key hormones and factors involved in the reproductive function, thus participating either directly or indirectly in the onset and progression of the gonadal tumours. First, we characterized in deep the male and female phenotype of hCGDE+ mice, through morphological, biochemical and molecular studies of the gonadal and hypothalamic-pituitary function. Sex differences were observed in this model, where transgenic males were severely compromised at the hypothalamic- pituitary unit regulation, whereas transgenic females showed gonadal alterations that derived in the development of ovarian teratomas at the beginning of the reproductive age. Further in this study, we carried out antihormonal treatments and gonadectomy, being our particular interest to study the role of sex steroids in the hCGDE+ male and female phenotype. Our results demonstrate that hCG hypersecretion, through the stimulation of gonadal steroidogenesis, alters the reproductive axis function and participates in the development of gonadal pathologies. Fil: Gonzalez, Betina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.