L’enzima 11-beta-idrossisteroide deidrogenasi di tipo 2 e il suo ruolo nella riproduzione dello zebrafish

In zebrafish, as in human, the 11β-hydroxysteroid dehydrogenase type 2 (Hsd11b2) enzyme plays a key role in the regulation of cortisol levels, since it converts this steroid hormone to cortisone, its inactive form. Moreover, in zebrafish the Hsd11b2 enzyme enables the synthesis of 11-ketotestosterone, the main active androgen in teleosts. The study of the hsd11b2 zebrafish mutant line confirmed these functions but also highlighted how the absence of this enzyme affects the reproductive capabilities of adults, especially the males. The main goal of my thesis was to delve into the role of Hsd11b2 enzyme in zebrafish reproduction. For this reason we analysed the changes in testis morphology, performed reproduction tests and analysed the sperm, produced by mutant individuals, from a quantitative and qualitative (viability and motility) point of view. Transcriptomic analysis of male’s mutant testis showed, in addition to expected changes in the expression of steroidogenesis related genes, a slight but significant downregulation of many genes involved in axoneme structure and microtubule organization. We finally analized some of the altered genes in the cyp11c1 mutant line, that lacks the enzyme that catalyzes the final step in cortisol synthesis, to better understand the role of this hormone in the reproductive functions.

Nello zebrafish, come nell’uomo, l’enzima 11β-idrossisteroide deidrogenasi di tipo 2 (Hsd11b2), riveste un ruolo chiave nella regolazione dei livelli di cortisolo in quanto trasforma questo steroide nella sua forma inattiva, il cortisone. Inoltre, nello zebrafish, consente la sintesi di 11-ketotestosterone, l’androgeno più attivo nei teleostei. Lo studio della linea mutante di zebrafish per il gene hsd11b2, codificante questo enzima, ha confermato queste funzioni ma ha anche messo in evidenza come l’assenza di questa proteina influisca sulle capacità riproduttive degli individui adulti, soprattutto dei maschi. L’obiettivo principale della mia tesi è stato quello di approfondire il ruolo di questo enzima in ambito riproduttivo. Abbiamo quindi analizzato possibili alterazioni morfologiche a carico del testicolo, condotto prove di riproduzione e misurato dal punto di vista quantitativo e qualitativo (vitalità e motilità) lo sperma prodotto dagli individui mutanti. L’analisi del trascrittoma del testicolo dei pesci mutanti ha evidenziato, oltre agli attesi cambiamenti nell’espressione di geni della steroidogenesi, anche una non elevata ma significativa down-regolazione di molti geni coinvolti nella struttura dell’assonema e nell’organizzazione dei microtubuli. Infine abbiamo analizzato alcuni dei geni alterati anche nella linea mutante per il gene cyp11c1 che codifica per l’enzima che catalizza la tappa finale della sintesi del cortisolo, in modo da meglio evidenziare il ruolo di questo ormone nel processo riproduttivo.