Defining Reference Ranges for Serum Anti-Müllerian Hormone on a Large Cohort of Normozoospermic Adult Men Highlights New Potential Physiological Functions of AMH on FSH Secretion and Sperm Motility.

BACKGROUND: Few studies to date have attempted to measure serum anti-Müllerian hormone (AMH) levels in adult men, and solid references ranges have not yet been defined in a large cohort. OBJECTIVE: In this study, we aimed, first, to establish the reference ranges for serum AMH and AMH-to-total testosterone ratio (AMH/tT) in adult males. Second, we investigated the relationship between serum AMH and both reproductive hormones and semen parameters. METHODS: This single-center retrospective study included 578 normozoospermic adult men. Serum AMH concentrations were determined with an automated sandwich chemiluminescent immunoassay. RESULTS: The median serum AMH was 43.5 pmol/L. The 2.5th and 97.5th percentile values for serum AMH and AMH/tT were 16.4 and 90.3 pmol/L and 0.45 and 3.43, respectively. AMH was positively correlated with inhibin B and sperm concentration and negatively correlated with age, follicle-stimulating hormone (FSH), and progressive sperm motility. Interestingly, using immunofluorescence, we documented for the first time that AMH type II receptor (AMH-R2) is expressed in ejaculated human spermatozoa and gonadotrophic cells in the postmortem pituitary gland. CONCLUSIONS: We establish a new age-specific reference range for serum AMH and AMH/tT. Moreover, AMH-R2 expression in human spermatozoa and gonadotrophic cells, together with the relationship between serum AMH levels and sperm motility or mean FSH levels, highlight new potential functions of AMH in regulating sperm motility or FSH secretion in adult men.

Necrozoospermia: The tree that hides the forest.

BACKGROUND: Necrozoospermia is a condition found in 0.2%-0.4% of male infertility cases. The causes of necrozoospermia are multiple: they can be related to testicular and/or post-testicular damage. Additionally, these causes most often involve the production of reactive oxygen species (ROS) and/or sperm DNA fragmentation (SDF) which can reduce the chances of spontaneous pregnancy or affect the outcome of assisted reproductive technologies. OBJECTIVE: To focus on potential etiologies of necrozoospermia, its diagnosis and its therapeutic management especially before the employment of ICSI. METHODS: Authors searched PubMed/Medline, Web of Science, Cochrane Library, Google and Institutional websites for medical subheading terms and free text words referred to "necrozoospermia", "sperm vitality", "sperm viability", SDF and "ICSI". RESULTS: We identified 12 main etiologies of necrozoospermia responsible for either a decrease of sperm vitality, a mild, a moderate or a severe necrozoospermia. In case of a confirmed decreased vitality, a thorough check-up should be conducted and if available, etiological treatment should be proposed. Therapeutic management could also include repeated ejaculations, drug treatments, the use of ICSI with ejaculated or surgically extracted spermatozoa in case of a non-treatable necrozoospermia. DISCUSSION AND CONCLUSION: The potential causes of necrozoospermia should be investigated because many of them could be corrected, thus avoiding the use of ICSI. Moreover, if ICSI procedure remains necessary, the therapeutic management of necrozoospermia could also improve the chances of success by reducing oxidative stress and/or SDF.

Azoospermia and reciprocal translocations: should whole-exome sequencing be recommended?

BACKGROUND: Although chromosome rearrangements are responsible for spermatogenesis failure, their impact depends greatly on the chromosomes involved. At present, karyotyping and Y chromosome microdeletion screening are the first-line genetic tests for patients with non-obstructive azoospermia. Although it is generally acknowledged that X or Y chromosome rearrangements lead to meiotic arrest and thus rule out any chance of sperm retrieval after a testicular biopsy, we currently lack markers for the likelihood of testicular sperm extraction (TESE) in patients with other chromosome rearrangements. RESULTS: We investigated the use of a single nucleotide polymorphism comparative genome hybridization array (SNP-CGH) and whole-exome sequencing (WES) for two patients with non-obstructive azoospermia and testicular meiotic arrest, a reciprocal translocation: t(X;21) and t(20;22), and an unsuccessful TESE. No additional gene defects were identified for the t(X;21) carrier - suggesting that t(X;21) alone damages spermatogenesis. In contrast, the highly consanguineous t(20;22) carrier had two deleterious homozygous variants in the TMPRSS9 gene; these might have contributed to testicular meiotic arrest. Genetic defect was confirmed with Sanger sequencing and immunohistochemical assessments on testicular tissue sections. CONCLUSIONS: Firstly, TMPRSS9 gene defects might impact spermatogenesis. Secondly, as a function of the chromosome breakpoints for azoospermic patients with chromosome rearrangements, provision of the best possible genetic counselling means that genetic testing should not be limited to karyotyping. Given the risks associated with TESE, it is essential to perform WES - especially for consanguineous patients.

RéSUMé: CONTEXTE: Si les réarrangements chromosomiques sont connus pour être à l'origine d'une altération de la spermatogenèse, leur impact dépend fortement des chromosomes impliqués. À l'heure actuelle, la réalisation d'un caryotype et le dépistage des microdélétions du chromosome Y sont les tests génétiques réalisés en première intention chez les patients atteints d'azoospermie non obstructive. S'il est généralement admis que les réarrangements impliquant les chromosomes X ou Y entraînent un arrêt méiotique et réduisent fortement les chances de retrouver des spermatozoïdes après une biopsie testiculaire, nous manquons de marqueurs permettant de définir une probabilité d'extraction de spermatozoïdes testiculaires chez les patients présentant d'autres réarrangements chromosomiques. RéSULTATS: Nous avons utilisé l'hybridation génomique comparative sur puces (SNP-CGH) et le séquençage entier de l'exome (SEE) pour deux patients présentant une azoospermie non obstructive avec arrêt méiotique, une translocation réciproque: t(X;21) et t(20;22), et sans spermatozoïde retrouvé après biopsie testiculaire Aucune autre anomalie génétique n'a été identifiée chez le patient porteur de la t(X;21) - ce qui suggère que la translocation seule altére la spermatogenèse. En revanche, le patient porteur de la t(20;22), consanguin, présentait deux variants homozygotes délétères dans le gène TMPRSS9 qui pourraient contribuer à l'arrêt méiotique. Le variant génétique a été confirmé par séquençage Sanger et par immunohistochimie sur des coupes de tissu testiculaire. CONCLUSIONS: Premièrement, nous faisons l'hypothèse d'un impact du défaut du gène TMPRSS9 sur la spermatogenèse. De plus, en fonction des points de cassures chromosomiques pour les patients azoospermes ayant une translocation réciproque, nous suggérons de ne pas limiter les analyses génétiques à la réalisation d'un caryotype afin d'affiner le conseil génétique. Compte tenu des risques associés à la TESE, il est essentiel de réaliser un SEE en amont et en particulier pour les patients consanguins. MOTS CLéS: Arrêt méiotique, azoospermie non obstructive, translocation, séquençage de l'exome, TMPRSS9.

Contribution of serum anti-Müllerian hormone in the management of azoospermia and the prediction of testicular sperm retrieval outcomes: a study of 155 adult men.

BACKGROUND: Testicular sperm extraction (TESE) is the method of choice for recovering spermatozoa in patients with azoospermia. However, the lack of reliable biomarkers makes it impossible to predict sperm retrieval outcomes at TESE. To date, little attention has been given to anti-Müllerian hormone (AMH) serum levels in adult men with altered spermatogenesis. In this study we aimed to investigate whether serum concentrations of AMH and the AMH to total testosterone ratio (AMH/T) might be predictive factors for sperm retrieval outcomes during TESE in a cohort of 155 adult Caucasian men with azoospermia. RESULTS: AMH serum levels were significantly lower in nonobstructive azoospermia (NOA) that was unexplained, cryptorchidism-related, cytotoxic and genetic (medians [pmol/l] = 30.1; 21.8; 26.7; 7.3; and p = 0.02; 0.001; 0.04; <0.0001, respectively]) compared with obstructive azoospermia (OA) (median = 44.8 pmol/l). Lowest values were observed in cases of genetic NOA (p < 0.0001, compared with unexplained NOA) and especially in individuals with non-mosaic Klinefelter syndrome (median = 2.3 pmol/l, p <0.0001). Medians of AMH/T values were significantly lower in genetic NOA compared to unexplained, cryptorchidism-related NOA as well as OA. Only serum concentrations of AMH differed significantly between positive and negative groups in men with non-mosaic Klinefelter syndrome. The optimal cut-off of serum AMH was set at 2.5 pmol/l. The sensitivity, specificity, positive predictive value, negative predictive value and accuracy of this cut-off to predict negative outcomes of SR were 100 %, 76.9 %, 66.6 %, 100 and 84.2 %, respectively. CONCLUSIONS: Serum AMH levels, but not AMH/T values, are a good marker for Sertoli and germ cell population dysfunction in adult Caucasian men with non-mosaic Klinefelter syndrome and could help us to predict negative outcomes of SR at TESE with 100 % sensitivity when serum levels of AMH are below 2.5 pmol/l.

RéSUMé: INTRODUCTION: L'extraction chirurgicale de spermatozoïdes testiculaires (ECST) est la méthode qui permet d'offrir aux hommes ayant une azoospermie des chances de paternité via l'assistance médicale à la procréation. Cependant, le manque de biomarqueurs fiables rend impossible de prédire les résultats de l'ECST. À ce jour, peu d'attention a été accordée aux valeurs sériques d'hormone anti-müllérienne (AMH) chez les hommes adultes ayant une spermatogenèse altérée. Dans cette étude, nous avons cherché à déterminer si les concentrations sériques d'AMH et le rapport AMH sur testostérone totale (AMH/T) pouvaient être des facteurs prédictifs des résultats de l'ECST dans une cohorte de 155 hommes adultes caucasiens ayant une azoospermie. RéSULTATS: Les concentrations sériques d'AMH étaient significativement plus faibles dans l'azoospermie non-obstructive (ANO) non inexpliquée, ANO associée à un antécédent de cryptorchidie, ANO d'origine cytotoxique et génétique (médianes [pmol/l] = 30,1; 21,8; 26,7; 7,3; et p = 0,02; 0,001; 0,04; <0,0001, respectivement) comparativement au groupe contrôle d'azoospermie obstructive (AO) (médiane = 44,8 pmol/l). Les plus faibles valeurs ont été observées dans le groupe d'ANO d'origine génétique (p = 0,0001, par rapport à l'ANO non inexpliquée) et particulièrement chez les individus avec un syndrome de Klinefelter (médiane = 2,3 pmol/l, p <0,0001). Seules les concentrations sériques d'AMH différaient significativement entre les individus avec résultats positifs et négatifs d'extraction de spermatozoïdes chez les hommes atteints d'un syndrome de Klinefelter non mosaïque. Un seuil optimal du taux sérique d'AMH a été fixé à 2,5 pmol/l. La sensibilité, la spécificité, la valeur prédictive positive, la valeur prédictive négative et l'exactitude de ce seuil pour prédire un résultat négatif étaient de 100 %, 76,9 %, 66,6 %, 100 % et 84,2 %, respectivement. CONCLUSIONS: Seules les concentrations sérique d'AMH, et non pas le rapport AMH/T, sont un bon marqueur du dysfonctionnement des cellules de Sertoli ainsi que des cellules germinales chez les hommes adultes caucasiens atteints du syndrome de Klinefelter non mosaïque. Elles peuvent prédire un résultat négatif du prélèvement de spermatozoïdes lors de l'ECST avec une sensibilité de 100 % lorsque les niveaux sériques sont inférieurs à 2,5 pmol/l.

New insights into the morphological and hormonal characteristics of spermatogenic arrest.

The reported sperm retrieval rate (SRR) in patients with nonobstructive azoospermia (NOA) due to spermatogenic arrest (SA) is highly variable in the literature. This discrepancy could be explained by the heterogeneity of testicular tissues. Surprisingly, even though inhibin B levels reflect directly Sertoli cell function; no studies have evaluated this parameter in SA. We aimed to clarify the morphological and biological profile in 158 men with SA. From the total population, patients whose seminiferous tubules diameter was below 165 µm have higher SRR (46.9% vs. 27.4%, p < 0.05), lower inhibin levels and a higher frequency of nonuniform SA (71.9% vs. 38.7%, p < 0.001). On multivariate analysis, patients with late SA and a history of cryptorchidism were positively associated with successful sperm extraction. Patients with successful SRR and uniform SA exhibited inhibin levels twofold lower than those with failed TESE (45 pg/ml vs. 95 pg/ml, p < 0.05), whereas FSH levels were similar in the two groups. In this study, we showed for the first time that the mean diameter of the seminiferous tubules may be of value in the diagnosis of SA. Our results suggest that inhibin levels could be useful in the management of NOA with SA, along with FSH levels and testicular volume.

Beneficial effects of varicocele embolization on semen parameters.

BACKGROUND: The value of varicocele repair and the latter's impact on semen parameters are still subject to debate. METHODS: We analyse changes over time in initially abnormal sperm parameters and serum concentrations of testosterone, FSH and inhibin B after embolization treatment of males with high-grade varicocele. From 2007 to 2012, we recruited 47 male infertile patients with clinically visible left varicocele in the resting patient and at least one abnormal semen parameter. Sperm parameters and serum levels of total testosterone, FSH and inhibin B were measured prior to retrograde embolization (M0) and then 3 (M3) and 6 (M6) months afterwards. RESULTS: At M0, the median sperm concentration was 5.78 [0.84-37.70] × 10(6)/ejaculate. The mean ± SD sperm progressive motility, vitality and percentage of normal sperm were respectively, 21.83 ± 16.48%, 61.88 ± 15.98% and 12.88 ± 7.15%. The corresponding values at M3 were significantly higher (38.75 [3.96-95] × 10(6)/ejaculate, 29.32 ± 14.21%, 69.14 ± 14.86% and 19.03 ± 11.02%, respectively). The mean percentage of spermatozoa with a thin head was significantly lower at M6 (6.35 ± 5.29%) than at M0 (14.03 ± 13.09%). The mean serum testosterone, FSH and inhibin B levels did not change significantly over time. CONCLUSIONS: Embolization treatment in men with clinically visible left varicocele, abnormal sperm parameters and documented infertility is associated with a significant improvement in semen parameters including sperm head morphology.

INTRODUCTION: L'intérêt du traitement de la varicocèle clinique et son impact sur les paramètres spermatiques sont de nos jours toujours débattus. MÉTHODES: Nous avons analysé l'évolution dans le temps des paramètres spermatiques et les concentrations sériques de testostérone, FSH et inhibine B d'hommes infertiles ayant une varicocèle de haut grade traitée par embolisation rétrograde. De 2007 à 2012, 47 patients ayant une varicocèle clinique de grade 3 et au moins un paramètre de sperme anormal ont été recrutés. Les paramètres spermatiques et les taux de testostérone totale, de FSH et d'inhibine B sérique ont été mesurés avant embolisation (M0) et 3 (M3) et 6 (M6) mois après embolisation. RÉSULTATS: La numération spermatique médiane initiale de la population était de 5,78 [0,84-37,70] × 106 /éjaculat. Les moyennes ± déviation standard de la mobilité progressive, la vitalité et le pourcentage de spermatozoïdes normaux étaient respectivement de 21,83 ± 16,48%, 61,88 ± 15,98% et 12,88 ± 7,15%. A M3, les valeurs étaient significativement plus élevées (38,75 [3,96-95] × 106/éjaculat, 29,32 ± 14,21%, 69,14 ± 14,86% et 19,03 ± 11,02% respectivement). Le pourcentage moyen de spermatozoïdes à tête amincie était significativement plus faible à M6 (6,35 ± 5,29%) qu'à M0 (14,03 ± 13,09%). Les taux sériques moyens de la testostérone, FSH et inhibine B étaient comparables tout au long de la prise en charge des patients. CONCLUSION: L'embolisation de la varicocèle de haut grade chez les hommes ayant au moins un paramètre spermatique anormal est associée à une amélioration significative des paramètres spermatiques et notamment des spermatozoïdes à tête amincie.