Huntingtonova nemoc (HN) je autozomálně dominantně dědičné neurodegenerativní onemocnění charakterizované motorickým deficitem, poruchami chování a kognitivních funkcí. Postihuje především mozek, přičemž změny související s HN byly nalezeny rovněž i v periferních tkáních. Některé z nich mohou být způsobeny přímou expresí mutovaného huntingtinu, jehož nejvyšší koncentrace byly nalezeny v mozku a varlatech pacientů s HN. V roce 2009 jsme vytvořili miniprasečí model HN (TgHD) exprimující N‑terminální (548aa) část lidského mutovaného huntingtinu kódujícího 124 CAG/CAA repetic. Na základě předchozích experimentů byla u TgHD kanců od 13. měsíce věku zjištěna zhoršená schopnost reprodukce a snížený počet spermií v ejakulátu. Cílem této studie bylo prokázat změny ve varlatech 24 měsíčních transgenních kanců (F2 generace in vivo) pomocí neinvazivní metody 31P magnetické rezonanční spektroskopie a provést imunohistochemickou analýzu TgHD spermií odebraných z F1 a F3 generace před projevením se klinických příznaků HN. Na základě vyšetření magnetickou rezonancí bylo zjištěno signifikantní snížení relativní koncentrace fosfodiesterů v testikulárním parenchymu TgHD kanců v porovnání s netransgenními jedinci (WT) stejné věkové kategorie. Rovněž imunohistochemická analýza spermií odebraných z TgHD a WT kanců odhalila výrazné anti‑polyQ specifické (klon 3B5H10) stejně tak i signifikantně zvýšené anti‑huntingtin (klon EPR5526) barvení v bičících transgenních spermiích v porovnání s netransgenními spermiemi. Na základě našich výsledků lze usuzovat, že lidský mutovaný huntingtin má negativní vliv na metabolizmus varlat a způsobuje zvýšený výskyt abnormalit spermií. Klíčová slova: Huntingtonova nemoc – varlata – spermie – miniprase – magnetická rezonanční spektroskopie Autoři deklarují, že v souvislosti s předmětem studie nemají žádné komerční zájmy. Redakční rada potvrzuje, že rukopis práce splnil ICMJE kritéria pro publikace zasílané do biomedicínských časopisů.

Huntington's disease (HD) is an inherited autosomal neurodegenerative disorder characterized by motor dysfunctions, behavioral and cognitive disturbances. It affects predominantly the brain, however, changes were found also in peripheral tissues. Some of these changes can result from direct expression of mutant huntingtin; its highest levels have been found in the brain and testes. In 2009 we established a minipig model of HD (TgHD) expressing N‑terminal (548aa) part of human mutated huntingtin encoded 124 CAG/CAA repeats. Previous research has revealed the presence of reduced fertility and fewer spermatozoa per ejaculate in TgHD boars started at 13 months of age. The aim of this study was to determine changes in the testes of 24 months old transgenic boars (F2 generation in vivo) using non‑invasive methodology of 31P magnetic resonance (MR) spectroscopy as well as to perform imunohistochemical analysis of TgHD sperm collected fromform F1 and F3 generation before HD onset. The results have shown significant reduction of relative phosphodiester concentration in testicular parenchyma of TgHD boars compared to wild type (WT) ones of the same ages. Moreover immunohistochemical analysis of sperm collected from TgHD and WT have revealed exclusive anti‑polyQ specific (clone 3B5H10) as well as significantly increased anti‑huntingtin (clone EPR5526) staining in transgenic spermatozoa tails in comparison with WT counterparts. Thus, our results are suggestive of the negative impact of human mutated huntingtin on testes metabolism as well as sperm abnormalities.

Department of NMR Spectroscopy and Mass Spectroscopy Faculty of Chemical and Food Technology Slovak University of Technology Bratislava Slovak Republic

Institute of Animal Physiology and Genetics AS CR v v i Libechov Czech Republic

MR Unit Department of Diagnostic and Interventional Radiology Institute for Clinical and Experimental Medicine Prague Czech Republic

31P MR spektroskopie varlat a imunohistochemická analýza spermií transgenních kanců nesoucích N‑terminální část lidského mutovaného huntingtinu