Gonadotoxic therapies including radiotherapy and chemotherapy used to treat cancers are extremely damaging to germinal epithelium inducing transient or permanent azoospermia. Spermatogonial stem cells (SSCs) are the foundation of spermatogenesis. They represent the basis of a male fertility restoration strategy after treatment. This work presented herein addressed two critical aspects in this strategy; markers to identify and isolate human SSCs, and the kinetics of SSC recovery after chemotherapy. In chapter 2, the expression of various rodent SSC markers by undifferentiated human spermatogonia, which include SSCs, was examined by immunohistochemistry, and CD9 expression was detected in the basal compartment of human seminiferous tubules. After immunological sorting, human CD9 positive male gem cells showed 3 to 4-folds enrichment when transplanted into immune-deficient nude mice testes, confirming that CD9 is expressed on human putative human SSCs and can be used to enrich for this population. In chapter 3, I studied the contribution of SSC recovery to fertility recovery after chemotherapy in a mouse model, and provided functional evidence that the restoration kinetics of male fertility follows those of the SSC population after damage. I also addressed the question whether there is a critical SSC number to confer fertility and suggested a 30% of original SSC population as a threshold of the SSC population size required for the onset of male fertility restoration. Though the study did not identify a faithful physiological parameter related to male reproduction (sperm count, testis weight, testosterone level, Glial cell-derived neurotropic factor (GDNF) transcripts level in testes), which would allow for monitoring the degree of SSC recovery in a non-invasive manner, yet it paved the way for future efforts to predict the timing of male fertility restoration after chemotherapy. In conclusion, this work identified a new marker for human putative SSCs and proved it to be effective to enrich for this cell population. In addition, it provided functional evidence that restoration of male fertility results from that of SSC and identified for the first time a threshold level of SSC population size permitting recovery. / Les thérapies gonadotoxiques y compris la radiothérapie et de la chimiothérapie utilisées pour traiter les cancers sont extrêmement dommageable pour l' épithélium germinal, induisant l'azoospermie transitoire ou permanente. Les cellules souches germinales (CSG) sont à la base de la spermatogenèse. Elles représentent la base d'une stratégie de restauration de la fertilité masculine après traitement. Ce travail a porté sur deux aspects essentiels de cette stratégie; identifier des marqueurs pour isoler les CSG humains, et étudier la cinétique de la récupération des CSG après une chimiothérapie. Dans le chapitre 2, l'expression de différents marqueurs des CSG de rongeurs a été examinée dans les CSG humaine par immunohistochimie, et l'expression de CD9 a été détectée dans le compartiment basal des tubes séminifères de l'homme. Après un triage cellulaire immunologique, les cellules CD9 positives ont montré un enrichissement de trois à quatre lorsqu'elles sont transplantées dans les testicules des souris nude immunodéficientes, confirmant que CD9 est exprimé sur les CSG mâles et peut être utilisé pour enrichir cette population.Dans le chapitre 3, j'ai étudié la corrélation entre la cinétique de récupération des CSG et la restauration de la fertilité après une chimiothérapie chez un modèle de souris, et fourni une preuve fonctionnelle que la restauration de la fertilité masculine est parallèle à celui de la population CGS après l'insulte. J'ai également abordé la question de savoir si il y a un nombre critique de CSG pour récupérer la fertilité. Mes résultats suggèrent que 30% de la population d'origine CSG doit être seuil pour supporter la restauration de la fertilité masculine. Bien que l'étude n'a pas identifié un paramètre physiologique mesurable indicateur de la capacité reproductive des mâles pour l'apparition de la restauration de la fertilité masculine (nombre de spermatozoïdes, poids des testicules, niveau de testostérone, niveau de transcription du facteur neurotrope dérivé des cellules gliales (GDNF) dans les testicules), qui permettrait de surveiller le degré de récupération de la CSG, mais il a ouvert la voie à de futurs efforts. En conclusion, ce travail a identifié un nouveau marqueur des CSG humaines et il s'est avéré être efficace pour enrichir cette population cellulaire. En outre, il a fourni des preuves que la restauration fonctionnelle de la fertilité masculine est le résultat de la récupération des CSG, et a identifié pour la première fois un seuil de taille de la population CSG permettant la récupération de fertilité masculine.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.119489 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Zohni, Khaled |
| Contributors | Makoto Nagano (Supervisor1), Peter Chan (Supervisor2) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Medicine) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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