The NLRP3 inflammasome: molecular activation and regulation in spermatogenesis and male infertility; a systematic review

Basic Clin Androl. 2022 May 30;32(1):8. doi: 10.1186/s12610-022-00157-9.

Abstract

Background: Infertility related to varicocele, infections, metabolic dysfunctions, oxidative stress and environmental toxicants is also associated with inflammatory processes that ultimately lead to the activation of the inflammasome pathway (IP). IP is classically activated by DAMPs, MAMPs or LAMPs, which stand for Damage-, Microbe- or Lifestyle-Associated Molecular Patterns, respectively. The most important player in IP activation is the NLRP3 (NOD[Nuclear oligomerization domain]-, LRR[Leucine rich repeat]- and pyrin domain-containing protein 3) which functions as an intracellular sensor of D/M/L-AMPs resulting in activation of caspase-1, promotion of apoptosis, pyroptosis and generation of inflammatory cytokines. This review addresses the question of whether IP activation might be associated with male infertility situations.

Results & conclusions: We conducted a systematic review of articles published in the Google Scholar, and PubMed databases through October 2021. It turns out that inflammasome activation and its consequences including cytokine storms, apoptosis and pyroptosis could be associated with the reduced sperm count as well as the structural and functional sperm defects recorded in several situations associated with male infertility suggesting that anti-inflammatory therapeutic strategies could be possibly considered to restore male fertility in future research.

RéSUMé: CONTEXTE: L’infertilité liée à la varicocèle, aux infections, aux dysfonctionnements métaboliques, au stress oxydant et aux toxiques environnementaux est. également associée à des processus inflammatoires qui conduisent finalement à l’activation de la voie de l’inflammasome (IP). Cette voie est. classiquement activée par des DAMPs, MAMPs ou LAMPs, qui signifient respectivement Damage-, Microbe- ou Lifestyle-Associated Molecular Patterns. L’acteur le plus important dans l’activation de l’inflammasome est. la protéine NLRP3 (NOD[Nuclear Oligomerization Domain]-, LRR[Leucine Rich Repeat]- and pyrin domain-containing protein 3) qui fonctionne comme un capteur intracellulaire de D/M/L-AMPs résultant en l’activation de la caspase-1, la promotion de l’apoptose, la pyroptose et la génération de cytokines inflammatoires. Cette revue aborde la question de savoir si l’activation de l’inflammasome pourrait être associée à des situations d’infertilité masculine. RéSULTATS ET CONCLUSIONS: Nous avons réalisé une revue systématique des articles publiés dans les bases de données Google Scholar, et PubMed jusqu’en octobre 2021. Il s’avère que l’activation de l’inflammasome et ses conséquences, y compris les “orages” de cytokines, l’apoptose et la pyroptose, pourraient être associées à la réduction du nombre de spermatozoïdes ainsi qu’aux défauts structurels et fonctionnels des spermatozoïdes enregistrés dans plusieurs situations associées à l’infertilité masculine, ce qui suggère que des stratégies thérapeutiques anti-inflammatoires pourraient être éventuellement envisagées pour restaurer la fertilité masculine dans les recherches futures.

Keywords: ASC: apoptosis-associated speck-like protein containing caspase recruitment domain; Caspase 1; Inflammatory processes; Male fertility; NLRP3; Varicocele.

Publication types

  • Review