Impact of thiodicarb in spermatogenesis murine Leydig cells: an in vitro study

Abstract

Male infertility constitutes a growing health issue affecting approximately 6% of adult males, contributing to up to 50% of infertility cases. While a notable portion of male infertility remains unexplained, underscoring the need for comprehensive investigations, there is a myriad of factors known to contribute to male infertility, encompassing genetic conditions, congenital anomalies, endocrine disorders, obstructive causes, infections, vascular issues, neoplastic conditions, lifestyle, and environmental factors. Carbamates, a group of compounds including thiodicarb, have been placed among those environmental factors, exhibiting adverse effects on male fertility by altering Leydig cell and spermatozoa functions. Several studies have also illustrated substantial testicular tissue alterations following exposure to carbamates, further emphasizing their reproductive toxicity. This study investigates the impact of thiodicarb, a carbamate compound with potentially significant effects on male fertility, focusing on its impact on Leydig cell function and androgen production. We employ BLTK-1 Leydig cells as our model to investigate this eventual link. Initially, we examined the repercussions of increasing thiodicarb concentrations (up to 500 μM) on cellular proliferation and viability. Our findings showed that higher thiodicarb concentrations, particularly at 500 μM, elicit cytotoxic effects, leading to decreased Leydig cell proliferation and viability. We then explored whether thiodicarb triggers cell death in Leydig cells, revealing an elevated caspase 3 activity, showing its potential as an apoptosis inducer for this cellular system. Intriguingly, the mechanism through which thiodicarb promotes apoptosis appears to deviate from the BAX/BCL-2 pathway associated with intrinsic apoptosis. Remarkably, the exposure of Leydig cells to thiodicarb at a concentration of 500 μM results in a significant reduction in androgen production, a key function of these cells. These findings underscore the imperative need for further in-depth research to unravel the reproductive toxicity of thiodicarb and its far-reaching implications for male fertility, public health, and regulatory guidelines governing the use of such carbamate compounds in various applications and industries. Additionally, understanding the intricate cellular pathways impacted by thiodicarb will pave the way for targeted interventions and the development of preventive measures to mitigate its potential deleterious effects on male reproductive health.

A infertilidade masculina constitui um problema de saúde crescente que afeta aproximadamente 6% dos homens adultos, contribuindo para até 50% dos casos de infertilidade. Enquanto uma parte significativa da infertilidade masculina permanece inexplicada, destacando a necessidade de investigações abrangentes, existem inúmeros fatores conhecidos por contribuir para a infertilidade masculina, incluindo condições genéticas, anomalias congénitas, distúrbios endócrinos, causas obstrutivas, infeções, problemas vasculares, condições neoplásicas, fatores ambientais, e estilo de vida. Os carbamatos, um grupo de compostos que inclui o tiodicarbe, foram identificados entre esses fatores ambientais, exibindo efeitos adversos na fertilidade masculina ao alterar as funções das células de Leydig e dos espermatozoides. Vários estudos também demonstraram alterações substanciais nos tecidos testiculares após a exposição aos carbamatos, enfatizando ainda mais sua toxicidade reprodutiva. Este estudo investiga o impacto do tiodicarbe, um composto com potenciais efeitos significativos na fertilidade masculina, com foco na sua influência na função das células de Leydig e na produção de androgénios. Utilizámos as células de Leydig BLTK-1 como nosso modelo para investigar essa possível ligação. Inicialmente, examinamos as repercussões do aumento das concentrações de tiodicarbe (até 500 μM) na proliferação celular e na viabilidade. Resultados mostraram que concentrações mais altas de tiodicarbe, especialmente a 500 μM, provocam efeitos citotóxicos, levando à diminuição da proliferação e da viabilidade das células de Leydig. Em seguida, exploramos se o tiodicarbe desencadeia a morte celular nas células de Leydig, revelando uma atividade elevada da caspase 3, mostrando seu potencial como indutor de apoptose para este sistema celular. Curiosamente, o mecanismo pelo qual o tiodicarbe promove a apoptose parece se desviar da via BAX/BCL-2 associada à apoptose intrínseca. Notavelmente, a exposição das células de Leydig ao tiodicarbe a uma concentração de 500 μM resulta numa redução significativa na produção de androgénios, uma função fundamental dessas células. Essas descobertas destacam a necessidade imperativa de pesquisas mais aprofundadas para desvendar a toxicidade reprodutiva do tiodicarbe e suas amplas implicações para a fertilidade masculina, saúde pública e diretrizes regulatórias que governam o uso de tais compostos de carbamato em diversas aplicações e indústrias. Além disso, compreender as intrincadas vias celulares afetadas pelo tiodicarbe abrirá caminho para intervenções direcionadas e o desenvolvimento de medidas preventivas para mitigar os seus potenciais efeitos deletérios na saúde reprodutiva masculina.