morphoМорфологические ведомостиMorphological newsletter1812-31712686-8741Private Medical University REAVIZ10.20340/mv-mn.2022.30(2).573morpho-573Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯRESEARCH ARTICLESМОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ТКАНЕЙ ЯИЧЕК ПАЦИЕНТОВ С COVID-19MOLECULAR GENETIC CHANGES IN THE TESTIS TISSUES OF COVID-19 PATIENTShttps://orcid.org/0000-0001-8447-2600ДемяшкинГригорий АлександровичDemyashkinGrigory A.

кандидат медицинских наук, доцент кафедры патологической анатомии имени академика А.И. Струкова Первого Московского государственного медицинского университета имени И.М. Сеченова; ведущий научный сотрудник лаборатории патологической морфологии Национального медицинского исследовательского центра радиологии

Candidate of Medical Sciences, Associate Professor of the Academician Strukov Department of Pathology of the Sechenov First Moscow State Medical University; Leading Researcher at the Laboratory of Pathological Morphology of the National Medical Research Center for Radiology

dr.dga@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4548-5430БолдыревДмитрий ВладимировичBoldyrevDmitry V.

врач-патологоанатом

Pathologist

derfeelgood@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3763-7454ЩекинВладимир ИвановичShchekinVladimir I.

студент

Student

dr.shchekin@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1741-4229ЖигановаМарианна СергеевнаZhiganovaMarianna S.

студентка

Studentin

zhiganova.marianna@yandex.ruПервый Московский государственный медицинский университете имени И.М. Сеченова, Москва; Национальный медицинский исследовательский центр радиологии, ОбнинскРоссияSechenov First Moscow State Medical University, Moscow; National Medical Research Center of Radiology, ObninskRussian FederationГородская клиническая больница имени В.П. Демихова, Московский клинический центр инфекционных болезней «Вороновское», МоскваРоссияDemikhov City Clinical Hospital, Moscow Clinical Center for Infectious Diseases «Voronovskoe», MoscowRussian FederationПервый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова, МоскваРоссияSechenov First Moscow State Medical University, MoscowRussian Federation2022280320223021824Copyright © Демяшкин Г.А., Болдырев Д.В., Щекин В.И., Жиганова М.С., 20222022Демяшкин Г.А., Болдырев Д.В., Щекин В.И., Жиганова М.С.Demyashkin G.A., Boldyrev D.V., Shchekin V.I., Zhiganova M.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.morpholetter.com/jour/article/view/573

Несмотря на определенный прогресс в изучении влияния инфекции COVID-19 на человеческий организм, многие вопросы, связанные с возникающими патологическими процессами после перенесения заболевания, а также с развитием так называемого «постковидного» синдрома, остаются не разрешенными. Одним из таких вопросов является влияние SARS-CoV-2 на мужскую фертильность. Результаты проведенных ранее в данном направлении исследований противоречивы, в связи с чем на данный момент нет чётких доказательств непосредственного поражения мужских гонад коронавирусом. Таким образом, гипотеза о потенциальной таргетности яичек для SARS-CoV-2 нуждается в подтверждении. Цель исследования: оценка молекулярно-генетического профиля образцов препаратов тканей яичек у пациентов с COVID-19. Образцы тканей яичек пациентов с подтвержденным COVID-19 (n=96, возраст 25-91 год) были изучены методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени для определения экспрессии вирусной РНК SARS-CoV-2 и генов, кодирующих белковые комплексы АПФ-2 и фурина. Критериями исключения были: эпидемический паротит, бесплодие, сепсис, бактериальная инфекция, носительство ВИЧ, вирусов гепатита В и С, Эпштейна-Барра. Контрольную группу наблюдений (n=20) составили архивные парафиновые блоки аутопсийного материала нормальных яичек, полученные не позднее 6 часов после констатации биологической смерти, без макроскопических признаков наличия воспалительного и/или опухолевого процесса, все пациенты этой подгруппы были фертильны и ранее не подвергались воздействию токсинов или лекарственных препаратов. В результате исследования у пациентов, пораженных COVID-19, было зафиксировано наличие генетического материала коронавируса в яичках. Кроме того, в ткани яичек выявлена повышенная экспрессия АПФ-2 и фурина, что определяет благоприятные условия для поражения SARS-CoV-2. Таким образом, по результатам ПЦР-тестирования препаратов яичковых тканей на наличие РНК вируса SARS-CoV-2, оценки экспрессии АПФ-2 и фурина, можно с большой вероятностью утверждать о потенциальной таргетности мужских половых клеток, клеток Сертоли и Лейдига для него.

Despite some progress in studying the impact of COVID-19 infection on the human body, many issues related to emerging pathological processes after the transfer of the disease, as well as the development of the so-called «post-COVID» syndrome, remain unresolved. One such issue is the impact of SARS-CoV-2 on male fertility. The results of previous studies in this direction are contradictory, and therefore at the moment there is no clear evidence of direct damage to male gonads by coronavirus. Thus, the hypothesis of potential testicular targeting for SARS-CoV-2 needs to be confirmed. The aim of the study was to assess the molecular genetic profile of samples of testicular tissue preparations from patients with COVID-19. Testicular tissue samples from patients with confirmed COVID-19 (n=96, age 25-91 years) were studied by real-time polymerase chain reaction to determine the expression of SARS-CoV-2 viral RNA and genes encoding protein complexes of ACE- 2 and Furin. The exclusion criteria were: mumps, infertility, sepsis, bacterial infection, carriage of HIV, hepatitis B and C, Epstein-Barr. The control of observations (n=20) consisted of archival paraffin blocks of autopsy material of normal testicles, obtained no later than 6 hours after the declaration of biological death, without macroscopic signs of the presence of an inflammatory and / or tumor process, all patients of this subgroup were fertile and had not previously been exposed to toxins or drugs. As a result of the study, in patients affected by COVID-19, the presence of the genetic material of the coronavirus in the testicles was recorded. In addition, an increased expression of ACE-2 and Furin was found in the testicular tissue, which determines favorable conditions for SARS-CoV-2 damage. Thus, based on the results of PCR testing of testicular tissue preparations for the presence of SARS-CoV-2 virus RNA, assessment of the expression of ACE-2 and Furin, it is possible to assert with a high probability the potential targeting him on male germ cells, Sertoli and Leydig cells.

яичкиSARS-CoV-2АПФ-2фуринфертильностьtesticlesSARS-CoV-2ACE-2FurinfertilityReferencesKogan EA, Berezovsky YuS, Protsenko DD i dr. Patologicheskaya anatomiya infectsii vyzvannoy SARS-CoV-2. Sudebnaya Meditsina. 2020;6(2):8–30. In Russian. DOI: 10.19048/2411-8729-2020-6-2-8-30Kogan EA, Berezovsky YuS, Protsenko DD i dr. Patologicheskaya anatomiya infectsii vyzvannoy SARS-CoV-2. Sudebnaya Meditsina. 2020;6(2):8–30. In Russian. DOI: 10.19048/2411-8729-2020-6-2-8-30Hoffmann M, Kleine-Weber H, Schroeder S. SARS-CoV-2 cell entry depends on ACE2 and TMPRSS2 and is blocked by a clinically prov-en protease inhibitor. Cell. 2020;181:271–280Hoffmann M, Kleine-Weber H, Schroeder S. SARS-CoV-2 cell entry depends on ACE2 and TMPRSS2 and is blocked by a clinically proven protease inhibitor. Cell. 2020;181:271–280Douglas GC, O'Bryan MK, Hedger MP et al. The novel angiotensin-converting enzyme (ACE) homolog, ACE2, is selectively expressed by adult Leydig cells of the testis. Endocrinology. 2004 Oct;145(10):4703-4711Douglas GC, O'Bryan MK, Hedger MP et al. The novel angiotensin-converting enzyme (ACE) homolog, ACE2, is selectively expressed by adult Leydig cells of the testis. Endocrinology. 2004 Oct;145(10):4703-4711Fan C, Li K, Ding Y, Lu LW, Wang J. ACE2 expression in kidney and testis may cause kidney and testis damage after 2019-nCoV infec-tion. MedRxiv. 2020. DOI: 10.1101/2020.02.12.20022418Fan C, Li K, Ding Y, Lu LW, Wang J. ACE2 expression in kidney and testis may cause kidney and testis damage after 2019-nCoV infection. MedRxiv. 2020. DOI: 10.1101/2020.02.12.20022418Li MY, Li L, Zhang Y, Wang XS. Expression of the SARS-CoV-2 cell receptor gene ACE2 in a wide variety of human tissues. Infect Dis Poverty. 2020;9(1):45. DOI: 10.1186/s40249-020-00662-xLi MY, Li L, Zhang Y, Wang XS. Expression of the SARS-CoV-2 cell receptor gene ACE2 in a wide variety of human tissues. Infect Dis Poverty. 2020;9(1):45. DOI: 10.1186/s40249-020-00662-xVerma S, Saksena S, Sadri-Ardekani H. ACE2 Receptor Expression in Testes: Implications in COVID-19 Pathogenesis. Biol Reprod. 2020; ioaa080. DOI: 10.1093/biolre/ioaa080Verma S, Saksena S, Sadri-Ardekani H. ACE2 Receptor Expression in Testes: Implications in COVID-19 Pathogenesis. Biol Reprod. 2020; ioaa080. DOI: 10.1093/biolre/ioaa080Wang Z, Xu X. scRNA-seq profiling of human testes reveals the presence of the ACE2 receptor, a target for SARS-CoV-2 infection in spermatogonia, Leydig and Sertoli cells. Cells. 2020;9:920Wang Z, Xu X. scRNA-seq profiling of human testes reveals the presence of the ACE2 receptor, a target for SARS-CoV-2 infection in spermatogonia, Leydig and Sertoli cells. Cells. 2020;9:920Yang M, Chen S, Huang B, et al. Pathological Findings in the Testes of COVID-19 Patients: Clinical Implications. Eur Urol Focus. 2020;S2405-4569(20):30144-30149. DOI: 10.1016/j.euf.2020.05.009Yang M, Chen S, Huang B, et al. Pathological Findings in the Testes of COVID-19 Patients: Clinical Implications. Eur Urol Focus. 2020;S2405-4569(20):30144-30149. DOI: 10.1016/j.euf.2020.05.009Pan F, Xiao X, Guo J et al. No evidence of SARS-CoV-2 in semen of males recovering from COVID-19. Fertil Steril. In press. DOI: 10.1016/j.fertnstert.2020.04.024Pan F, Xiao X, Guo J et al. No evidence of SARS-CoV-2 in semen of males recovering from COVID-19. Fertil Steril. In press. DOI: 10.1016/j.fertnstert.2020.04.024Song C, Wang Y, Li W, Hu B, Chen G, Xia P, Wang W, Li C, Diao F, Hu Z, Yang X, Yao B et al. Absence of 2019 novel coronavirus in semen and testes of COVID-19 patients. Biol Reprod. 2020. DOI: 10.1093/biolre/ioaa050Song C, Wang Y, Li W, Hu B, Chen G, Xia P, Wang W, Li C, Diao F, Hu Z, Yang X, Yao B et al. Absence of 2019 novel coronavirus in semen and testes of COVID-19 patients. Biol Reprod. 2020. DOI: 10.1093/biolre/ioaa050Younis JS, Abassi Z, Skorecki K. Is there an impact of the COVID-19 pandemic on male fertility? The ACE2 connection. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2020;318(6):E878-E880. DOI: 10.1152/ajpendo.00183.2020Younis JS, Abassi Z, Skorecki K. Is there an impact of the COVID-19 pandemic on male fertility? The ACE2 connection. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2020;318(6):E878-E880. DOI: 10.1152/ajpendo.00183.2020Li D, Jin M, Bao P, Zhao W, & Zhang S. Clinical characteristics and results of semen tests among men with coronavirus disease 2019. JAMA Network Open. 2020;3(5):e208292. DOI: 10.1001/jamanetworkopen.2020.8292Li D, Jin M, Bao P, Zhao W, & Zhang S. Clinical characteristics and results of semen tests among men with coronavirus disease 2019. JAMA Network Open. 2020;3(5):e208292. DOI: 10.1001/jamanetworkopen.2020.8292Schindell BG, Webb AL, Kindrachuk J. Persistence and Sexual Transmission of Filoviruses. Viruses. 2018;10(12):683. DOI: 10.3390/v10120683Schindell BG, Webb AL, Kindrachuk J. Persistence and Sexual Transmission of Filoviruses. Viruses. 2018;10(12):683. DOI: 10.3390/v10120683Wu H, Jiang X, Gao Y et al. Mumps virus infection disrupts blood-testis barrier through the induction of TNF-α in Sertoli cells. FASEB J. 2019;33(11):12528-12540. DOI: 10.1096/fj.201901089RWu H, Jiang X, Gao Y et al. Mumps virus infection disrupts blood-testis barrier through the induction of TNF-α in Sertoli cells. FASEB J. 2019;33(11):12528-12540. DOI: 10.1096/fj.201901089RSiemann DN, Strange, DP, Maharaj PN et al. Zika Virus Infects Human Sertoli Cells and Modulates the Integrity of the In Vitro Blood-Testis Barrier Model. Journal of Virology. 2017;91(22). DOI: 10.1128/jvi.00623-17Siemann DN, Strange, DP, Maharaj PN et al. Zika Virus Infects Human Sertoli Cells and Modulates the Integrity of the In Vitro Blood-Testis Barrier Model. Journal of Virology. 2017;91(22). DOI: 10.1128/jvi.00623-17Deen GF, Broutet N, Xu W et al. Ebola RNA Persistence in Semen of Ebola Virus Disease Survivors - Final Report. N Engl J Med. 2017; 377(15):1428-1437. DOI: 10.1056/NEJMoa1511410Deen GF, Broutet N, Xu W et al. Ebola RNA Persistence in Semen of Ebola Virus Disease Survivors - Final Report. N Engl J Med. 2017; 377(15):1428-1437. DOI: 10.1056/NEJMoa1511410Gorchakov R, Berry RM, Patel SM et al. Optimizing PCR Detection of Zika Virus from Various Body Fluids. Am J Trop Med Hyg. 2019; 100(2):427-433. DOI: 10.4269/ajtmh.18-0755Gorchakov R, Berry RM, Patel SM et al. Optimizing PCR Detection of Zika Virus from Various Body Fluids. Am J Trop Med Hyg. 2019; 100(2):427-433. DOI: 10.4269/ajtmh.18-0755Govero J, Esakky P, Scheaffer SM et al. Zika virus infection damages the testes in mice. Nature. 2016; 540(7633):438-442. DOI:10.1038/nature20556Govero J, Esakky P, Scheaffer SM et al. Zika virus infection damages the testes in mice. Nature. 2016; 540(7633):438-442. DOI:10.1038/nature20556Matusali G, Houzet L, Satie AP et al. Zika virus infects human testicular tissue and germ cells. J Clin Invest. 2018;128(10):4697-4710. DOI: 10.1172/JCI121735Matusali G, Houzet L, Satie AP et al. Zika virus infects human testicular tissue and germ cells. J Clin Invest. 2018;128(10):4697-4710. DOI: 10.1172/JCI121735Clarke NE, Turner AJ. Angiotensin-converting enzyme 2: the first decade. Int J Hypertens 2012: 3073(15). DOI: 10.1155/2012/307315Clarke NE, Turner AJ. Angiotensin-converting enzyme 2: the first decade. Int J Hypertens 2012: 3073(15). DOI: 10.1155/2012/307315Donoghue M, Hsieh F, Baronas E et al. A novel angiotensin‐converting enzyme‐related carboxypeptidase (ACE2) converts angiotensin I to angiotensin 1‐9. Circ Res. 2000; 87:E1‐E9.Donoghue M, Hsieh F, Baronas E et al. A novel angiotensin‐converting enzyme‐related carboxypeptidase (ACE2) converts angiotensin I to angiotensin 1‐9. Circ Res. 2000; 87:E1‐E9.Warner FJ, Lew RA, Smith AI et al. Angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2), but not ACE, is preferentially localized to the apical surface of polarized kidney cells. J Biol Chem. 2005;280:39353–39362. DOI: 10.1074/jbc.M508914200Warner FJ, Lew RA, Smith AI et al. Angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2), but not ACE, is preferentially localized to the apical surface of polarized kidney cells. J Biol Chem. 2005;280:39353–39362. DOI: 10.1074/jbc.M508914200

The authors declare that there are no conflicts of interest present.