Effectiveness of the aromatase (P450 Arom) inhibitors Letrozole and Exemestane for masculinization of red tilapia (Oreochromis spp.)

John J Betancur López, Juan Carlos Quintero Velez, Henry Ostos Alfonso, Frank Barreiro-Sanchez, Martha Olivera Angel

Abstract


Summary

Background: cytochrome P450 aromatase enzyme (aromP450) is a key enzyme in the conversion of androgens into estrogens, a crucial step in the control of sexual differentiation in fish. Objective: the aim of this study was to evaluate the efficiency of two aromatase inhibitors (AIs) as an alternative method for the masculinization of red tilapia (Oreochromis spp.). Methods: Letrozole (LT) and Exemestane (EM) aromatase inhibitors were used at two experimental doses (25 and 100 mg/Kg).  Five days post-hatching larvae (5 dph) were fed the inhibitors for 30 days (35 dph). The control treatments consisted of 17α metil testosterone (MT) at a concentration of 60 mg/Kg (positive control) and food with 300 ml/Kg ethanol (negative control). On 60 dph, gonadal extraction of fishes was performed for histological processing and staining with hematoxylin-eosin for analysis. Results: there were no significant differences (p > 0.05) between any compound and implemented doses with the controls in terms of larval survival. Percentage of male fish increased for LT, EM, and MT (positive control), which showed significant differences (p < 0.05) with the negative control. The dose analysis showed significant differences (p < 0.05) for 100 mg/Kg dose and positive control with 25 mg/Kg dose and negative control; there were also differences between 25 mg/Kg dose and negative control. Conclusions: our results suggest that oral administration of third generation AIs (Type I or Type II) is effective for increasing the proportion of males without differences between inhibitor types. There is also a direct effect of the dose on male proportion. Suppression of aromatase activity allows guiding sexual differentiation towards final testicular development.

Key words: androgens, competitive inhibition, estrogens, irreversible inhibition, sex differentiation.

 

Resumen

Antecedentes: la citocromo P450 aromatasa (aromP450) es una enzima clave en la conversión de andrógenos a estrógenos; un paso crucial en el control de la diferenciación sexual en peces. Objetivo: evaluar la eficiencia de dos inhibidores de la aromatasa (IAs) como método alternativo para la masculinización de tilapia roja (Oreochromis spp.). Métodos: se evaluaron los inhibidores de la aromatasa, letrozol (LT) y exemestano (EM), a dos dosis experimentales de 25 y 100 mg/Kg. Larvas de 5 días post eclosión (dpe) fueron alimentadas durante 30 días (35 dpe) con los tratamientos. Como testigos se implementaron 17α metil testosterona (MT) a una concentración de 60 mg/Kg (control positivo), y alimento con etanol 300 ml/Kg (control negativo). El día 60 dpe se realizó extracción gonadal de los peces para procesamiento histológico y tinción con hematoxilina-eosina para su análisis. Resultados: no hubo diferencias significativas (p > 0,05) entre ninguno de los tratamientos y los controles para la variable sobrevivencia larvaria. La proporción de machos aumentó con la implementación de LT, EM y MT (control positivo), los cuales presentaron diferencias significativas (p < 0,05) con el control negativo. Hubo diferencias significativas (p < 0,05) entre la dosis de 100 mg/Kg y el control positivo con la dosis de 25 mg/Kg y el control negativo; también se presentaron diferencias entre las dosis de 25 mg/kg y el control negativo. Conclusiones: nuestros resultados sugieren que el suministro vía oral de IAs de tercera generación, tipo I o tipo II, es eficiente en aumentar la proporción de machos en los grupos tratados, sin diferencias entre el tipo de inhibidor, pero con un efecto directo de la dosis sobre la proporción de machos. La supresión de la actividad de la aromatasa, permitió orientar la diferenciación sexual hacia el desarrollo testicular. 

Palabras claves: andrógenos, diferenciación sexual, estrógenos, inhibición competitiva, inhibición irreversible. 

 

Resumo

Antecedentes: a enzima aromatase citocromo P450 (aromP450) é uma enzima chave na conversão de andrógenos em estrógenos, um passo fundamental no controle da diferenciação sexual em peixes. Objetivo: avaliar a eficiência de dois inibidores da aromatase (AIs), como um método alternativo para a masculinização da tilápia vermelha (Oreochromis spp.). Métodos: avaliaram-se os inibidores da aromatase, letrozol (LT) e exemestano (EM), em duas doses experimentais de 25 e 100 mg/Kg. Larvas 5 dias pós-eclosão (dpe) foram alimentadas durante 30 dias (35 dpe) com os tratamentos. Como testemunho, controle positivo, se implementaram 17α metil testosterona (MT) a uma concentração de 60 mg/Kg  e como controle negativo alimento com etanol 300 ml/Kg. No dia 60 dpe extraíram-se as gônadas dos peixes para processamento histológico e coloração com hematoxilina-eosina para sua analise. Resultados: não houve diferenças significativas (p > 0,05) entre os tratamentos e os controles para a variável sobrevivência larvária. A percentagem de machos foi aumentada com a utilização de LT, EM e MT (controle positivo), com diferenças significativas (p < 0,05) comparados com o controle negativo. A análise da dose mostrou diferenças significativas (p < 0,05) entre a dose de 100 mg/Kg e o controle positivo com a dose de 25 mg/Kg e o controle negativo; também apresentaram diferenças entre a dose de 25 mg/kg e o controle negativo. Conclusões: nossos resultados sugerem que o fornecimento oral de IAs de terça geração, tipo I ou II, são eficientes para aumentar a proporção de machos nos grupos tratados, sem diferenças entre o tipo de inibidor, porem com efeito direto da dose sobre a proporção de machos. A supressão da atividade da aromatase permitiu orientar a diferenciação sexual até um desenvolvimento testicular final. 

Palavras chave: andrógenos, diferenciação sexual, estrógenos, inibição competitiva, inibição irreversível.


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