Aim
Testicular torsion is an urological emergency. Even with early treatment, oxidative stress due to reperfusion after detorsion increases germ cell apoptosis in testis and causes loss of spermatogenetic functions to varying degrees. Although many pharmacological agents have been tried to prevent reperfusion injury, they have not been reflected in clinical practice. Recently, it has been reported that exosomes are effective in preventing ischemia-reperfusion injury in different experimental models. However, the effects of exosomes may differ according to the source. The aim of our study is to investigate whether exosomes obtained from rat adipose stem cells have an effect on preventing ischemia-reperfusion injury after experimental testicular torsion-detorsion.
Methods
In the study, rat adipogenic mesenchymal stem cells were used. Cells were cultured and characterized (CD44-CD90 positive; CD34-CD45 negative). Exosome was obtained with the MiRCURY Exosome Kit (Qiagen,76743). 21 prepubertal wistar albino male rats were divided equally into 3 groups. Ischemia-Reperfusion model was formed by 720 degrees torsion of the left testis for 4 hours then reperfusion for 4 hours after detorsion. In the sham group, only left orchiectomy was performed. After detorsion, in the control group 100µL of cell culture medium, in the treatment group 100µL of exosome was administered from 4 points of the testicular parenchyma. After reperfusion left orchiectomy was performed. Testes were evaluated histologically. The percentage of apoptotic cells was determined by the TUNEL method. Johnsen score used in the evaluation of spermatogenesis. The difference between the groups was evaluated with the Kruskal-Wallis test and p<0,05 was considered significant.
Results
Tunica albuginea was preserved in all specimens. Seminiferous tubule structures were deteriorated in the control group. Sham and treatment group had normal histological appearance. The Johnsen scores of sham, control, treatment groups were 8.64, 7.71, 8.57 respectively. Apoptotic activities of sham, control, treatment groups were 11.28%, 60.85% and 17.71% respectively. In both evaluations, the difference between the control group and the other groups was significant.
Conclusion
Our study has shown that exosomes obtained from adipose stem cells are effective in preventing ischemia-reperfusion injury that occurs in testicular torsion-detorsion. In the next study, it is planned to investigate through which pathways this effect occurs.
Keywords: Testis, torsion, detorsion, reperfusion, exosome
Amaç
Testis torsiyonu, organ kaybı ile sonuçlanabilen acil ürolojik bir durumdur. Erken tanı ve tedavi yapılsa bile detorsiyon sonrası reperfüzyona bağlı oksidatif stresin testiste germ hücre apoptozisini artırdığı ve değişik derecelerde spermatogenetik fonksiyonların kaybına neden olduğu bilinmektedir. Reperfüzyon hasarını önlemede pek çok farmakolojik ajan denense de henüz klinik uygulamaya yansımamıştır. Son zamanlarda farklı deneysel modellerde eksozomların iskemi-reperfüzyon hasarını önlemede etkili olduğu bildirilmektedir. Ancak eksozomların etkileri, elde edildiği kaynağa göre de farklılıklar gösterebilmektedir. Çalışmamızın amacı, sıçan adipoz kök hücrelerden elde edilen eksozomların deneysel torsiyon-detorsiyon sonrası gelişen iskemi-reperfüzyon hasarını önlemede bir etkisi olup olmadığını araştırmaktır.
Yöntem
Çalışmada sıçan adipojenik mezenkimal kök hücreleri kullanıldı. Hücreler kültürize edilip karakterizasyonu belirlendi (CD44, CD90 pozitif; CD34, CD45 negatif). Eksozom eldesi MiRCURY Exosome Kiti (Qiagen,76743) ile sağlandı. 21 adet prepubertal wistar albino cinsi erkek sıçan, 7’şerli 3 gruba ayrıldı. İskemi/Reperfüzyon modeli; sol testisin 4 saat süreyle 720 derece torsiyonu ardından detorsiyon sonrası 4 saat süreyle reperfüzyona bırakılması ile oluşturuldu. Sham grubunda testis parankimine yönelik işlem yapılmadan sol orşiektomi uygulandı. Detorsiyondan hemen sonra testis parankiminin 4 ayrı noktasından kontrol grubunda 100µL hücre kültür vasatı; tedavi grubunda 100µL eksozom uygulandı. 4 saatlik reperfüzyon sonrası sol orşiektomi uygulandı. Testisler histolojik olarak değerlendirildi. TUNEL yöntemi ile apoptotik hücrelerin yüzdesi saptandı. Johnsen skoru ile ile spermatogenez değerlendirildi. Gruplar arasındaki fark Kruskal-wallis testi ile değerlendirilip p<0,05 anlamlı kabul edildi.
Bulgular
Tüm örneklerde testislerin tunika albugineası korunmuştu. Seminifer tubül yapılarının, kontrol grubunda yer yer bozulduğu; sham ve tedavi grubunda normal histolojik görünümde olduğu gözlendi. Johnsen skoru sham, kontrol ve tedavi grubunda sırasıyla 8,64; 7,71 ve 8,57 saptandı. Kontrol grubuyla diğer gruplar arasındaki fark anlamlıydı. Apoptotik aktivite sham, kontrol ve tedavi grubunda sırasıyla %11,28; %60,85 ve %17,71 saptandı. Kontrol grubuyla diğer gruplar arasındaki fark anlamlıydı.
Sonuç
Çalışmamız, adipoz kök hücrelerden elde edilen eksozomların, testis torsiyon-detorsiyon sonrası oluşan iskemi-reperfüzyon hasarını önlemede etkili olduğunu göstermiştir. Bir sonraki çalışmada, oluşan bu etkinin hangi yolaklar üzerinden gerçekleştiğinin araştırılması planlanmıştır.
Anahtar Kelimeler: Testis, torsiyon, detorsiyon, reperfüzyon, eksozom