INTRODUCCIÓN

La espermatogénesis es un proceso continuo que se inicia con la diferenciación de las células germinales primordiales (CGP), continúa con una etapa de proliferación celular hasta la pubertad, caracterizada por amplificación del número de células y pérdida normal por apoptosis (Bustos-Obregón et al., 1975). El proceso de espermatogénesis incorpora el concepto de clones celulares que evolucionan sincrónicamente debido a la presencia de puentes entre las células espermatogénicas observables hasta la etapa de espermátida pre espermiación (estadio VIII del ciclo) (^{Roosen-Runge, 1962}).

En la pubertad, las espermatogonias forman un sistema en renovación con segregación de un grupo de espermatogonias troncales Ap (en humano), a diferencia de los monos antropomorfos en que la célula troncal es Ad (p:pale y d:dark) en referencia al aspecto de la cromatina (Roosen-Runge; Bustos-Obregón et al.). La duración del proceso de espermatogénesis fue determinada en humanos por ^{Heller & Clermont (1964}), siendo la duración de la espermatogénesis completa de 74,5 días.

Algunas relaciones auto, para y yuxtacrinas indican la interdependencia de las células intersticiales (de Leydig) con las peritubulares y las células sustentaculares (de Sertoli), y consecuentemente con las células germinales asociadas a estas últimas. El concepto de microambiente permite distinguir dos áreas en el epitelio seminífero (compartimento basal y compartimento adluminal) separados por las uniones estrechas inter-sustentaculares (^{Steinberger & Steinberger, 1980}). Estas uniones se abren transitoriamente para permitir el paso hacia adluminal de las células germinales en su tránsito hacia el lumen. Se destaca la presencia de grandes espacios linfáticos, así como de capilares ubicados a cierta distancia de la membrana basal del epitelio con el compartimento intersticial (^{Dym & Fawcett, 1970}).

La lámina propia del túbulo seminífero humano normal es multilamelar (5-7 capas celulares), presentando células mioides cercanas a la membrana basal y células tipo fibroblastos en las capas periféricas adyacentes al endotelio de espacios linfáticos (^{Bustos-Obregón & Holstein, 1973}). ^{Davidoff et al. observaron en 1990} que las primeras tres a cuatro capas internas de miofibroblastos presentan reactividad positiva a desmina y vimentina. En cambio, las últimas capas son positivas sólo a vimentina y corresponden a fibroblastos.

En el carnero de una semana de edad, la lámina propia es multilamelar con células contráctiles diferenciadas, colágeno y microfibrillas. La lámina propia del carnero adulto tiene también apariencia multilamelar, células contráctiles con abundantes filamentos citoplasmáticos y aspecto estrellado, abundante colágeno y material microfibrilar (BustosObregón & Courot, 1974).

En el roedor Octodon degus la lámina propia presenta dependencia del fotoperiodo (^{Rojas et al., 1995}). Esta dependencia estaría relacionada con el aporte de andrógenos, el cual disminuye durante el período de reposo sexual. Las células mioides presentan forma aplanada durante el período de actividad sexual, y a través de un mecanismo paracrino modulan la función y diferenciación de las células sustentaculares (^{Skinner et al., 1988}).

A continuación, se darán a conocer ciertos aspectos en el desarrollo testicular de los mamíferos, tales como su estructura histológica y como los componentes celulares interactúan entre sí por medio de interacciones epiteliomensenquimáticas, inducido por la acción de morfógenos.

Testículo fetal. El testículo fetal se constituye mediante cuatro poblaciones celulares de distinto origen: células germinales primordiales, células del epitelio celómico, células provenientes de los conductos mesonéfricos y células mesenquimales del blastema gonadal (^{Rojas & Prieto, 2014}).

La diferenciación gonadal ocurre de forma temprana, marcado por la formación de cordones testiculares, siendo al día 13 post-fecundación en ratas. Dentro de 24 h, las células sustentaculares rodean a las células germinales, desarrollándose los cordones seminíferos rodeados por células mioides peritubulares (^{Huhtaniemi & Pelliniemi, 1992}). Las células intersticiales fetales se comienzan a diferenciar en el día 12,5 post-fecundación en ratones, día 13,5 en ratas y entre la 7º a 8º semana de desarrollo en humanos, las cuales se diferencian a partir de células mesenquimales intersticiales (^{Kuopio et al., 1989}). Se han identificado dos linajes progenitores como precursores de células intersticiales fetales: desde el epitelio celómico y desde células vasculares asociadas a lo largo del borde gonado-mesonéfrico (MerchantLarios et al., 1993; ^{DeFalco et al., 2011}). La actividad enzimática esteroidogénica se activa tras esta diferenciación, ocasionando la producción de testosterona al día 15,5 postfecundación en ratas (Huhtanienmi & Pelliniemi, 1992).

Si se considera en conjunto a la lámina propia (peritúbulo), el intersticio con las células intersticiales que rodean al cordón testicular como mesénquima y a las células sustentaculares que forman la pared del cordón como tejido epitelial, se puede sugerir que el desarrollo del testículo fetal se basa en interacciones epitelio-mesenquimáticas.

Al observar un corte transversal de un testículo fetal inicial, se puede apreciar que está constituido por cordones testiculares sin lumen y un intersticio formado por células intersticiales y vasos sanguíneos. En el cordón testicular se pueden reconocer gonocitos, espermatogonias fetales y células sustentaculares. Además, se puede reconocer un compartimento peritubular (lámina propia) rodeando cada cordón y aislando a los gonocitos y espermatogonias de los efectos de la sustancia inductora de meiosis (Fig. 1).

Fig. 1 Corte histológico de testículo fetal de ratón Mus musculus de 17 días post-fecundación teñido con Hematoxilina-Eosina. (S) Células sustentaculares (de Sertoli), (L) células intersticiales (de Leydig), (P) células peritubulares, (G) gonocitos, (VS) vaso sanguíneo. Barra 20 µm. 

La morfogénesis del túbulo seminífero depende de interacciones entre sustentocitos (células de Sertoli) y células peritubulares. Las células sustentaculares proveen soporte estructural y nutricional para el desarrollo de la línea germinal. Las células peritubulares son mesenquimales y forman la pared externa del túbulo seminífero. Las células sustentaculares están separadas de las peritubulares por una membrana basal que corresponde a matriz extracelular producida cooperativamente por células sustentaculares (de Sertoli) y peritubulares (^{El Ramy et al., 2005}).

Desarrollo de las Células Sustentaculares (de Sertoli). Son capaces de regular, a través de interacciones paracrinas y yuxcrinas, la producción espermática, diferenciación y función de las células mioides e intersticiales. Son fundamentales en la diferenciación testicular (^{Palmer & Burgoyne, 1991}). Al secretar la hormona antimulleriana (AMH), ellas impiden el desarrollo del conducto paramesonéfrico en el feto macho. Además, inducen la diferenciación de la población de células intersticiales y actúan manteniendo los gonocitos y las espermatogonias tempranas. La proliferación de las células sustentaculares ocurre solamente durante la vida fetal y prepuberal (^{Griswold & Behringer, 2009}). Su actividad es controlada por la hormona folículoestimulante (FSH), la cual indirectamente influye en la producción de andrógenos por las células intersticiales (^{Nascimento et al., 2016}). Una respuesta a FSH es la producción de inhibina, la cual modifica la producción de testoterona en las células intersticiales. Por otro lado, la activina actúa como antagonista de la inhibina y es capaz de inhibir la producción de testosterona por las células intersticiales, cuando los niveles FSH son bajos (^{Barakat et al., 2008}).

Existen otros factores de crecimiento producidos por las células sustentaculares involucrados en interacciones paracrinas con las células intersticiales, tales como factor de crecimiento símil de insulina 1 (IGF1), factor de crecimiento fibroblástico (FGF) y factor de crecimiento transformante alfa (TGFA), los que aumentan, mientras que el factor de crecimiento transformante beta (TGFB) disminuye (^{Griffeth et al., 2013}; ^{Jiang et al., 2013}; ^{Young et al., 2015}). IGF1 aumenta la disponibilidad de colesterol para la esteroidogénesis y la actividad de las enzimas esteroidogénicas (Griffeth et al., 2014). También se ha visto una mayor expresión de STAR asociada a la producción de progesterona en respuesta a la estimulación de células intersticiales de mLTC-1 con factores paracrinos a las células sustentaculares como IGF1, FGF y TGFA (^{Hu et al., 2010}). A su vez, son capaces de sintetizar estrógenos a partir de andrógenos a través del sistema aromatasa, influyendo negativamente en la esteroidogénesis intersticial (^{Li et al., 2015}) (Fig. 2).

Fig. 2 Corte histológico de testículo fetal de ratón Mus musculus de 17 días post-fecundación teñido con Hematoxilina-Eosina. (S) Células sustentaculares (de Sertoli), (L) células intersticiales (de Leydig), (G) gonocitos. Flechas indican interacciones paracrinas entre las células sustentaculares con las células intersticiales, señalando IGF1, FGF y TGFA. Barra 20 µm. 

En la etapa post-natal, se describe que la depleción de las células sustentaculares se relaciona con una disminución del número de células intersticiales adultas, siendo en definitiva importantes para la regulación del desarrollo y función de las células intersticiales (^{Smith et al., 2015}).

Desarrollo de las Células Peritubulares. Los túbulos seminíferos se encuentran rodeados de células mioides, consideradas como células musculares lisas organizadas en multicapas, las que son capaces de diferenciarse en respuesta a una mayor producción de andrógenos durante el inicio de la pubertad. Su función es dar soporte estructural y contribuir a la contracción de los túbulos seminíferos (^{Palombi et al., 1992}). Se estima que estas células provienen de las células mesenquimales derivadas de la región intermedia entre mesonefros y cresta gonadal, contribuyendo a la formación de fibronectina en la lámina basal en los cordones testiculares en desarrollo, estabilizándolos (^{Mackay & Smith, 2007}).

Se dice que estas células tienen un efecto paracrino sobre las células intersticiales, ya que pueden producir IGF1, TGFA y TGFB, siendo el segundo estimulante y el último inhibidor de la esteroidogénesis de las células intersticiales (^{Chen & Liu, 2016}; ^{Potter & De Falco, 2017}). También se describe que P-Mod-S interviene en este tipo de regulación, ya que modula la función y diferenciación de células sustentaculares, pero también responden a los andrógenos producidos por células intersticiales (^{Skinner et al., 1988}, 1989) (Fig. 3).

Fig. 3 Corte histológico de testículo fetal de ratón Mus musculus de 17 días post-fecundación teñido con Hematoxilina-Eosina. (S) Células sustentaculares (de Sertoli), (L) células intersticiales (de Leydig), (P) células peritubulares, (G) gonocitos. Flechas indican efecto paracrino sobre las células intersticiales al producir IGF1, TGFA y TGFB. También señalan interacción yuxtacrina con las células sustentaculares a través de P-Mod-S. Barra 20 µm. 

Desarrollo de las Células Intersticiales. Las células intersticiales (de Leydig), son aquellas células que se ubican en el compartimiento intersticial y son capaces de producir testosterona y el factor símil de insulina (INSL3), los cuales se encuentra encargados de la diferenciación sexual masculino, siendo este último capaz de regular la supervivencia de las células germinales en la vida adulta (^{Adham et al., 2000}).

Se pueden encontrar tres poblaciones de células intersticiales en los mamíferos: células intersticiales fetales, neonatales y adultas. Se diferencian entre sí por su morfología, capacidad de síntesis de andrógenos, respuesta a gonadotrofinas y factores de crecimiento (^{O'Shaughnessy et al., 2005}; ^{Barsoum et al., 2013}; ^{Wen et al., 2014}; ^{Shima et al., 2015}; ^{Tremblay, 2015}; ^{Inoue et al., 2016}).

En relación a su morfología, las células intersticiales fetales son redondas a ovaladas, con abudantes gotas lipídicas, agrupándose en racimos o clasters y rodeados por una membrana basal con matriz extracelular conformada por colágeno y laminina (Kuopio et al.). En cambio, las células adultas son más grandes, tienen un núcleo redondo y denso, se disponen en grupos sin estar reodeados de lámina basal y posee una gran capacidad de síntesis de testosterona (^{Tran et al., 2006}). Ambos tipos celulares poseen la capacidad de expresar hidroxiesteroide deshidrogenasa (HSD3B1) y recepor de hormona luteinizante/gonadotrofino coriónica (LHR/LHCGR), evidenciándose desde el día 15,5 post-fecundación en ratas (^{Hazra et al., 2013}).

Las células intersticiales se desarrollan en el compartimiento intersticial a partir de las células mesenquimales provenientes del epitelio celómico y mesonefros, aunque ciertos estudios plantean que tendrían un origen a partir de células de la cresta neural debido a similitudes que poseen con las células de la médula adrenal (^{O'Shaughnessy et al., 2006}; ^{Huber, 2006}; Griswold & Behringer). Su función es la producción de andrógenos claves en la masculinización fetal y también son capaces de inducir el descenso testicular hacia el escroto (^{Klonisch et al., 2004}; O'Shaughnessy et al., 2006). Ya en la etapa post-natal, pueden interactuar con macrófagos intersticiales y células mioides del peritúbulo, promoviendo su desarrollo y diferenciación (Hazra et al.).

También se puede encontrar una población transitoria de células intersticiales neonatales, las cuales alcanzan un máximo entre los 2 a 4 meses de vida (^{Codesal et al., 1990}; ^{Haider, 2004}), el cual coincide con la actividad transitoria del eje hipotálamo-hipófis-gónada (^{Bay & Andersson, 2011}). Estas células intersticiales neonatales declinan al año de vida (^{Faria et al., 2003}). La síntesis de testosterona de parte de estas células se asociaría al desarrollo del sistema nervioso central, como el hipotálamo (^{O'Shaughnessy et al., 2000}).

Las poblaciones de células intersticiales en el humano tienen un patrón de diferenciación trifásico. Las células fetales alcanzan un máximo alrededor de las 14 a 18 semanas de desarrollo. Posteriormente, cerca de los 3 meses post-natal existe otra proliferación de células neonatales, y finalmente la población adulta y definitiva durante la pubertad (Codesal et al.; Haider; ^{O'Shaughnessy & Fowler, 2014}).

Morfógenos en la diferenciación testicular y transición epitelio-mesenquimática. La diferenciación de las células intersticiales (de Leydig) es regulada por el morfógeno Desert Hedgehog (DHH), secretado por las células sustentaculares (^{Pierucci-Alves et al., 2001}), aunque también están involucrados el factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGFA) y el gen Homeobox Arx (Griswold & Behringer). A su vez, las células intersticiales fetales poseen receptores Patched1 (PTCH1) para DHH y PDGFRA para PDGFA, y responden produciendo activina A, el cual actúa como un regulador paracrino de la proliferación de los sustentocitos y de la expansión del cordón testicular (^{Archambeault & Yao, 2010}).

En cuanto al gen Homeobox Arx, se dice que tiene una acción indirecta en la diferenciación de las células intersticiales, ya que tiene una expresión más elevada en las células mioides. Se ha visto que en ratones knockout a Arx, las células intersticiales no se desarrollan (^{Miyabayashi et al., 2013}).

Existe evidencia que embriones que no expresan DHH en las células sustentaculares presentan una población reducida de células intersticiales fetales, con la consecuente producción insuficiente de andrógenos, ocasionando en el descenso testicular, atrofia genital y desarrollo de genitalia externa ambigua (^{Bitgood et al., 1996}; ^{Clark et al., 2000}; Pierucci-Alves et al.). Tras la unión al receptor PTCH1 en las células intersticiales fetales, DHH induce respuestas intracelulares por medio de factores de transcripción GLI1 y GLI2 (^{Szczepny et al., 2006}; ^{Sahin et al., 2014}). Posteriormente, tanto DHH y PDGFA se ven implicadas en el desarrollo de las células intersticiales adultas (Bitgood et al.; Chen & Liu).

Por otra parte, ^{Colvin et al. (2001}) sugieren que el Factor de Crecimiento Fibroblástico 9 (FGF9) estaría involucrado en las interacciones entre las células sustentaculares fetales y el mesonefros adyacente del cual provienen las células peritubulares (^{Buehr et al., 1993}). En ratas, FGF2 y FGF9 actúan como morfógenos encargados de regular las interacciones epitelio-mesenquimáticas de células sustentaculares y peritubulares durante la formación de los cordones testiculares y regulan selectivamente los patrones de expresión de proteinasas específicas e inhibidores, afectando además la remodelación de la membrana basal (El Ramy et al.) (Fig. 4).

La acción de estos morfógenos está también involucrada en la reestructuración de testículos prepuberales, debido a que se forman uniones estrechas entre células sustentaculares vecinas, formando la barrera hemato testicular, y los cordones llegan a formar un lumen central pasando a transformarse en túbulos seminíferos. Esta barrera se encuentra ausente previo a la pubertad, pero se establece antes del inicio de la espermatogénesis como aislamiento inmunológico de las células germinales que se encuentran en meiosis y espermátidas en proceso de maduración, como también ayuda a la matención de una composición diferente en el compartimiento tubular del intersticial (^{Cheng & Mruck, 2012}).

Fig. 4 Corte histológico de testículo fetal de ratón Mus musculus de 17 días post-fecundación teñido con Hematoxilina-Eosina. (S) Células sustentaculares (de Sertoli), (L) células intersticiales (de Leydig), (P) células peritubulares, (G) gonocitos. Flechas indican regulación morfogenética de DHH, PDGFA, activina A, FGF2 y FGF9. Barra 20 µm. 

CONCLUSIONES

Para el desarrollo testicular normal es necesaria la interacción entre las distintas poblaciones de células. Esta interacción mediada por diversos factores de crecimiento capaces de actuar como morfógenos, es de carácter paracrino y yuxtacrino, siendo clave en la diferenciación de las distintas poblaciones celulares testiculares: células sustentaculares, peritubulares e intersticiales. Estos morfógenos son capaces de inducir transiciones epitelio-mesenquimáticas para la diferenciación y formación de la gónada masculina.