Background: Clomiphene citrate has been proposed as pre-treatment for infertile men with non-obstructive, testicular azoospermia (NOA) before surgery for testicular sperm extraction (TESE), especially when serum testosterone is low.
Case presentation: Here, we report on a 33-year old azoospermic patient with a previous history of repeated "fresh" TESE and clomiphene citrate therapy (50 mg/day over 6 months) before undergoing microscopically assisted, bilateral testicular biopsy. Comprehensive histological and immunohistochemical work-up revealed a heterogeneous spermatogenic arrest at the level of spermatogonia or primary spermatocytes, with focally preserved spermatogenesis up to elongated spermatids in the right testis. In the left testis, the majority of tubules (> 70%) showed no tubular lumen or regular seminiferous epithelium but a great number of spermatogonia-like cells. These cells proved to be normally differentiated spermatogonia (positive for melanoma associated antigen 4 (MAGEA4), negative for placental alkaline phosphatase (PlAP)) with increased proliferative activity (positive for proliferating cell nuclear antigen (PCNA)) and a slightly higher rate of apoptotic cells. When compared to a tissue control with normal spermatogenesis, expression of sex hormone receptors androgen receptor (AR), estrogen receptor (ER) alpha, and G-protein coupled estrogen receptor 1 (GPER1) was not altered in patient samples. Sertoli cells appeared to be mature (positive for vimentin, negative for cytokeratin 18), whereas the expression of zona occludens protein 1 (ZO-1), claudin 11, and connexin 43 was absent or dislocated in the tubules with abundance of spermatogonia.
Conclusion: This result suggests that formation of the blood-testis barrier is disturbed in affected tubules. To our knowledge this is the first observation of excessive, non-malignant proliferation of spermatogonia in a NOA patient. Although underlying molecular mechanisms remain to be elucidated, we hypothesize that the unusual pathology was triggered by the high-dose clomiphene citrate treatment preceding testicular biopsy.
Contexte: Chez les hommes infertiles qui présentent une azoospermie non obstructive (NOA), le citrate de clomifène a été proposé comme pré-traitement avant la chirurgie pour extraction testiculaire de spermatozoïdes (TESE), surtout quand la testostérone sérique est basse.
Présentation du cas: Nous rendons compte, ici, d’un patient azoospermique de 33 ans avec antécédent de traitements répétés par TESE « frais » et par citrate de clomifène (50 mg/jour sur 6 mois) avant de subir une biopsie testiculaire bilatérale assistée microscopiquement.L’étude histologique et immunohistochimique a révélé un arrêt hétérogène de la spermatogénèse au stade de spermatogonies ou de spermatocytes primaires, avec des foyers de spermatogenèse préservée jusqu’au stade de spermatides allongées dans le testicule droit.Dans le testicule gauche, la majorité des tubules (>70%) ne présentaient ni lumière tubulaire ni épithélium séminifère régulier mais un grand nombre de cellules spermatogonies-like. Ces cellules se sont avérées être des spermatogonies normalement différenciées (positives pour l’antigène 4 associé au mélanome (MAGEA4), négatives pour la phosphatase alcaline placentaire (PlAP)) avec une activité proliférative accrue (positives pour l’antigène nucléaire de prolifération cellulaire (PCNA)) et un taux un peu plus élevé de cellules apoptotiques. Comparée à celle d’un tissu témoin avec spermatogenèse normale, l’expression des récepteurs aux hormones sexuelles, récepteur aux androgènes (AR), récepteur aux estrogènes (ER) alpha et récepteur 1 à la protéine G couplée aux estrogènes (GPER1), n’était pas modifiée dans les échantillons du patient. Les cellules de Sertoli semblaient matures (positives à la vimentine, négatives cytokératine 18), tandis que l’expression de la protéine 1 de la zone occludens (ZO-1), de la claudine 11, et de la connexine 43 était absente ou délocalisée dans les tubules présentant une abondance de spermatogonies.
Conclusion: Ces résultats suggèrent que la formation de la barrière hémato-testiculaire est perturbée dans les tubules affectés. À notre connaissance, il s’agit de la première observation d’une prolifération excessive et non maligne de spermatogonies chez un patient avec NOA. Bien que les mécanismes moléculaires sous-jacents restent à élucider, nous supposons que cette pathologie inhabituelle a été déclenchée par le traitement au citrate de clomifène à haute dose précédant la biopsie testiculaire.
Keywords: Azoospermia; Blood-testis barrier; Clomiphene citrate; Male infertility; Sertoli cell function; Spermatogonia.
© The Author(s) 2020.