Introducción:

SARS-CoV-2 (coronavirus 2 del síndrome respiratorio agudo severo), un nuevo coronavirus reportado a fines de diciembre de 2019 en Wuhan, China, se ha extendido por todo el mundo con más de 1,000,000 de casos de enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19) reportados.

Los nuevos desarrollos en virología molecular e inmunobiología del SARS-CoV-2 mejoran nuestra comprensión sobre la prevención, el manejo y los posibles efectos a largo plazo de COVID-19. Aunque la transmisión viral ocurre predominantemente a través de gotitas respiratorias, el SARS-CoV-2 se ha aislado en muestras de sangre y heces de pacientes con COVID-19, lo que plantea preguntas sobre la eliminación viral en otros fluidos corporales, incluido el semen, así como modos alternativos de transmisión.

Similar al SARS-CoV 2002, la entrada viral en las células objetivo por el SARS-CoV-2 probablemente está mediada por la interacción entre la proteína de la espiga viral (S) y la enzima convertidora de angiotensina celular 2 (ACE2). ACE2 se expresa en múltiples sistemas de órganos, incluidas las células alveolares tipo II de los pulmones, intestino, corazón, riñón y testículos.

La serina proteasa transmembrana 2 (TMPRSS2) parece cebar la proteína S para mejorar la entrada viral mediada por ACE2. Curiosamente, la expresión de TMPRSS2 se identifica en las células epiteliales prostáticas, con una expresión aberrante asociada con la tumorigénesis. 

El tracto reproductor masculino y el testículo pueden estar involucrados después de algunas infecciones virales sistémicas (por ejemplo, orquitis por paperas). El privilegio inmune testicular normalmente protege las células germinales inmunogénicas de la respuesta del huésped. Sin embargo, ciertos virus pueden atravesar la barrera de los testículos sanguíneos, ingresar a las células del tracto reproductor masculino y provocar una respuesta inmune dentro del testículo.

La evidencia sobre la siembra viral y la entrada viral en las células del tracto reproductor masculino después de la infección por SARS-CoV-2 no se conoce bien.

Nuestros objetivos fueron:

1) Describir la detección de SARS-CoV-2 en el semen de pacientes que se recuperan de COVID-19.

2) Determinar el perfil de expresión de ACE2 y TMPRSS2 dentro del testículo humano, proporcionando así información mecanicista sobre la entrada viral y la detección temprana impacto en la función reproductiva masculina.

Resultados:

Seis pacientes (19%) demostraron molestias escrotales relacionadas con la orquitis viral en el momento de la confirmación de COVID-19. El SARS-CoV-2 no se detectó en el semen después de una mediana de 31 días (RIC: 29-36 días) desde el diagnóstico de COVID-19.

El análisis de transcriptoma unicelular demuestra una expresión escasa de ACE2 y TMPRSS2, casi sin superposición de la expresión génica.

En general, los pacientes de la cohorte demostraron síntomas leves a moderados de COVID-19 en el momento de la confirmación de la enfermedad.

La mediana del tiempo de la recolección de una muestra de semen de un diagnóstico confirmatorio de COVID-19 fue de 31 días (RIC: 29-36 días).

El SARS-CoV-2 no se detectó en ninguna muestra de semen eyaculado después de una mediana de 31 días.

Discusión:

En nuestro estudio, no detectamos el SARS-CoV-2 dentro del semen de hombres chinos adultos que se recuperan de COVID-19.

El 19% de los pacientes de nuestra cohorte presentaban molestias escrotales en el momento de la confirmación de COVID-19, aunque la importancia de esto sigue sin estar clara. Además, en nuestro conjunto de datos scRNA-seq de células testiculares humanas en la Universidad de Utah, ACE2 y TMPRSS2 se expresan escasamente en los testículos humanos, casi sin expresión de genes superpuestos.

El privilegio inmunitario testicular protege a las células germinales inmunogénicas de una respuesta del huésped y una respuesta inflamatoria sistémica puede alterar este entorno.

Muchos virus como las paperas, el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), el virus del herpes humano, el ébola y el zika pueden detectarse en el semen humano después de la infección y pueden causar orquitis. Estos virus, a través de enfermedades febriles, pueden tener un impacto negativo en la función reproductiva masculina y la espermatogénesis.

 Antes de nuestro análisis, el impacto del SARS-CoV-2 en la función reproductora masculina era en gran medida desconocido. Anteriormente, Xu et al. reportó patología testicular después de la autopsia de seis hombres que murieron por complicaciones del SARS-CoV. Los autores encontraron una destrucción generalizada de las células germinales y los espermatozoides, en un contexto de infiltrado inflamatorio complejo. Aunque no pudieron aislar una firma genómica del propio SARS-CoV, postularon que el SARS-CoV causaba orquitis y deterioro reproductivo. ACE2, un receptor probable para la entrada viral por SARS-CoV-2, se ha localizado previamente en células humanas de Leydig y Sertoli.

Nuestros datos de transcriptoma unicelular sugieren que la expresión de ARN de ACE2 ocurre a niveles bajos. Por lo tanto, es poco probable que ocurra la entrada viral mediada por ACE2 del SARS-CoV-2 en las células huésped diana dentro del testículo humano. Se justifica la investigación de mecanismos biológicos alternativos para la alteración del microambiente testicular por SARS-CoV-2.

Existen ciertas limitaciones para este estudio.

Primero, nuestros resultados se ven afectados por el pequeño tamaño de la muestra y el sesgo de selección, ya que los hombres con COVID-19 en este estudio tienen más probabilidades de haber demostrado síntomas más leves. Investigaciones previas han sugerido que mayores cargas virales están asociadas con síntomas más graves de la enfermedad, y es plausible que no se logre la viremia o cierto umbral viral para cruzar la barrera de los testículos sanguíneos.

Segundo, dadas las preocupaciones de seguridad con respecto a la transmisión viral de las muestras de semen, no se realizaron análisis completos de semen. Solo pudimos obtener una sola muestra de semen para los fines de este estudio, y solo tres pacientes proporcionaron una muestra dentro de los 14 días de su diagnóstico de COVID-19. Esto limita nuestra capacidad de proporcionar datos sobre la posible eliminación viral temprana en el semen.

Tercero, no todos los pacientes de nuestra cohorte se sometieron a un examen genitourinario completo, lo que limitó las interpretaciones sobre la incidencia de hallazgos escrotales consistentes con la orquitis durante la infección aguda por SARS-CoV-2.

Cuarto, no pudimos evaluar los perfiles hormonales en nuestra cohorte, incluida la testosterona total, la hormona luteinizante y la hormona folículo estimulante, lo que podría proporcionar una evaluación de la función testicular.

Estos datos preliminares no pueden caracterizar el impacto a largo plazo de COVID-19 en la fertilidad y la función endocrina testicular. Finalmente, solo examinamos la expresión de ACE2 y TMPRSS2 a nivel de expresión de ARN.

Entendemos que la expresión génica no siempre refleja la abundancia de proteínas, y no podemos concluir explícitamente que estas proteínas están ausentes. Se indica un estudio adicional de la distribución y las funciones de ACE2 y TMPRSS2 en la regulación de la infección por SARS-CoV-2 en los testículos.