M.A. Fernández, J.A. Castilla*, A. Expósito, I. Suárez, J. Fontes, N. Mendoza,
L. Martínez, F. Luceño, A.I. Núñez
Unidad de Reproducción Humana. Servicio de Obstetricia y Ginecología
*Servicio de Análisis Clínicos. Hospital Universitario Virgen de las Nieves. Granada. España
Recibido: 5-III-01
Aceptado: 11-V-01
Correspondencia: J. A. Castilla
Unidad de Reproducción Humana
Hospital Universitario Virgen de las Nieves. Av Fuerzas Armadas s/n
18012 Granada ]]>
e-mail: jcastilla@hvn.sas.cica.es
Introducción
La esterilidad es un problema que en la actualidad afecta, según algunos estudios poblacionales, a un 15% de las parejas. Al analizar las causas que dan origen a la misma, se ha diagnosticado un factor masculino hasta en el 50% de los casos, de ellos un 10% tendrán defectos severos en la producción de espermatozoides. En consecuencia, casi un 1% de los hombres en edad fértil tendría alteraciones graves en el seminograma1. A pesar de la alta frecuencia de esta patología, poco se sabe acerca de los posibles factores genéticos que puedan ocasionarla, salvo en casos asociados a deleciones del cromosoma Y2.
El ciclo de la producción espermática requiere aproximadamente unos 65 días desde el inicio hasta su maduración total. Es un proceso que va a requerir al menos tres divisiones mitóticas, dos meióticas y la sustitución de histonas por protaminas, en los sucesivos pasos desde espermatogonias hasta espermatozoides maduros. La codificación genética de todo el proceso está por determinar3.
Se entiende por deleciones cromosómicas a la falta de una sección de un determinado cromosoma, cuando esta es proporcionalmente pequeña se denomina microdeleción. Es por tanto un concepto distinto al de las aneuploidías y al de las traslocaciones.
Cromosoma Y
Los primeros estudios realizados sobre el cromosoma Y no le asignaban ningún gen, creyéndose que su única función era la determinación del sexo, de modo que daba lugar a la transformación de las gónadas del embrión hacia testículo en vez de hacia ovario. Ha sido a partir de los años 70 cuando se empezó a establecer la presencia de diferentes factores génicos4.
El cromosoma Y humano está compuesto de dos brazos y un centrómero. El brazo largo se denomina Yq y el corto Yp. Empleando una técnica denominada mapeo de deleciones se ha dividido en siete intervalos de deleción, que posteriormente se subdividieron en subintervalos designados con letras correlativas del alfabeto: A, B, C, ... En el brazo corto se sitúan los intervalos del 1 al 4, y en el largo del 5 al 75 (Figura 1). ]]>
Los primeros datos sobre la existencia de factores genéticos relacionados con la fertilidad masculina se remontan a mediados de los años 70, cuando Tiepoli y Zuffardi4, sobre 1160 varones infértiles a los que les realizó análisis citogenético, pudo detectar la presencia de deleciones en la región Yq en un 0,5%. Estudios posteriores alcanzaron cifras superiores del 14-15% de los varones, pero solo si se analizaban individuos azoospérmicos6. Con estos datos se pensó en la existencia de una zona en el cromosoma Y que abarcaría un gen relacionado con la fertilidad y se le denominó "Factor de Azoospermia" (AZF).
Dada la imposibilidad de realizar mayores análisis sobre el cromosoma Y debido a su pequeño tamaño y a la ausencia de tecnología que lo permitiese, no fue hasta 1996 cuando Vogt et al7, mediante mapeo con sondas de ADN, observó la presencia de hasta tres zonas con influencia en la esterilidad masculina a las que denominó AZFa, AZFb y AZFc8. Recientemente mediante técnicas de Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR) se han conseguido detectar hasta las deleciones más pequeñas, incluso de una sola base.
Factor de Azoospermia (AZF)
Como se ha comentado gracias a la técnica de PCR se ha podido avanzar en el conocimiento de las deleciones cromosómicas. En la actualidad se ha conseguido mapear el cromosoma Y, habiéndose establecido el tamaño y localización de los AZF (Figura 1).
La región AZFa tiene aproximadamente un tamaño de un millón de pares de bases, se localiza en la zona 5c-5d, abarca genes que presentan copias homólogas en el cromosoma X y que además se expresan de manera ubicua. Recientemente se ha identificado en esta zona al gen DFFRY (Drosophila Fat-Facets Related Y)9.
La AZFb tiene un tamaño de tres millones de pares de bases, se localiza desde 5k hasta 5q y de 6a a 6b, en ella se han determinado la presencia de los genes RBM (Ribonucleid acid Binding Motifs)10, PRY y TTY, que se expresan de manera específica sólo en el testículo. Presenta copias del RBM repartidas a lo largo del cromosoma Y. ]]>
La AZFc sería la inicialmente denominada Factor de Azoospermia, tiene un tamaño de 1,4 millones de pares de bases, se localiza en 6c hasta 6f y en ella se encuentra al gen DAZ (Deleted in Azoospermia)11. Este gen tiene una copia en el brazo corto del cromosoma 312. Las deleciones de esta zona son mucho más frecuentes que las otras.
Recientemente se ha descrito otra región denominada AZFd localizada entre la AZFb y la AZFc pero sin haber encontrado aún ningún gen en ella13.
Manifestación fenotípica de los AZF
En los últimos años se ha tratado de poder correlacionar los diferentes tipos de deleciones y su posible manifestación fenotípica, es decir, su repercusión sobre la fertilidad masculina.
Hasta el momento, poco se sabe sobre la bioquímica o la biología de las proteínas codificadas por los genes del cromosoma Y. Se sabe que algunas podrían intervenir en el proceso de maduración espermática, a través de su actuación en los procesos prostranscripcionales, otras durante la fase de mitosis o meiosis.
Evidencias derivadas de la histología testicular sugieren que la espermatogénesis se interrumpe en la misma fase cuando se producen deleciones de la misma región. Es decir, deleciones localizadas en puntos concretos del cromosoma Y actuarían en una etapa específica de la espermatogénesis. De este modo, la deleción de la AZFa se asocia con el Síndrome de solo células de Sertoli tipo I (SCO)14 en los que los individuos afectos presentan testículos pequeños (5 a 10 cc), azoospermia, ausencia de células germinales, elevación de la FSH y testosterona normal.
Cuando tenemos deleciones de la AZFb se ha presentado en la histología testicular espermatogonios y espermatocitos primarios pero ausencia de células germinales postmeióticas, no obteniendo espermatozoides válidos para ICSI en la punción testicular. Lo que ha sugerido que su detección implique la contraindicación de la ICSI15.
La AZFc se ha asociado tanto a azoospermia como a oligospermia. Es la causa molecular más clara relacionada con la esterilidad. Los daños sobre el gen DAZ no transmiten un efecto claro sobre la espermatogénesis debido a la presencia de múltiples copias del DAZ en la AZFc y en el cromosoma 316.
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La AZFd se ha encontrado asociada con oligospermia o con esperma normal en números pero con anormalidades morfológicas (teratozoospermia), en general formas normales en proporción menor al 10%13.
No obstante, los estudios que correlacionan el tipo de deleción con el fenotipo no establecen conclusiones definitivas, dado que están basados en estudios con pocos sujetos y por lo tanto no susceptibles de someterse a análisis estadísticos17.
Los defectos así detectados sugieren que conforme se alejan del centrómero las regiones del brazo largo del cromosoma Y, van interviniendo en fase más avanzadas de la maduración espermática. La AZFa en la espermatogénesis prepuberal, la AZFb en la maduración de las células germinales y la AZFc en la maduración postmeiótica. Así mismo, la probabilidad de deleción es mayor cuanto más al extremo del cromosoma se encuentre la región delecionada. De este modo la frecuencia de deleción AZFa es del 1-5% de los varones azoospérmicos y la del AZFc es del 15%. A mayor deleción los defectos en la espermatogénesis serán más graves, en cualquier caso la frecuencia de deleciones es mayor en pacientes azoospérmicos que en los oligospérmicos5.
Actualmente, existen varios puntos controvertidos sobre la relación entre microdeleciones del cromosoma Y y la esterilidad. Ya se ha referido que solamente se detectan estos defectos en aproximadamente un 15% de los pacientes, para explicar esto se han postulado varias posibilidades. La primera apunta la posibilidad de la presencia de mosaicismos por lo que la población de leucocitos en la que se realiza el estudio cromosómico fuese normal, y sin embargo, las células del tejido germinal responsable de la producción espermática si presentasen deleciones2.
Esto estaría también apoyado por el hecho de que entre varones gemelos univitelinos uno de ellos sea azoospérmico y el otro no3. Otra explicación apuntada sería que las sondas de PCR utilizadas no siempre sean capaces de detectar la presencia de microdeleciones, puesto que a veces estas serían muy puntuales17. Otras veces lo que ocurriría sería un defecto en la expresión de los genes responsables de la espermatogénesis2.
Se debe reseñar que en algunos casos en los que se ha detectado deleciones en el cromosoma Y, no se presenta alteraciones en la producción espermática. Esto se explicaría por la presencia de copias de estos genes en otras zonas del cromosoma Y o en otros cromosomas (como el DAZ en el cromosoma 3). En otros casos, se ha comprobado como con el paso de los años se empieza a producir una disminución progresiva en el número de espermatozoides del eyaculado, lo que sugeriría una perdida de la capacidad de expresión de las copias del gen afectado17.
Consejo genético
El conocimiento actual sobre la importancia de las microdeleciones del cromosoma Y en la fertilidad masculina, y la posibilidad de detectarse mediante técnicas de PCR, nos puede servir a la hora de realizar el consejo genético a la pareja que se va a someter a microinyección espermática.
De este modo cuando exista azoospermia no obstructiva u oligospermia severa y se detecte la presencia de deleciones del cromosoma Y, se informará a la pareja de la gran probabilidad que el origen sea genético y por tanto se pueda transmitir a la descendencia masculina. ]]>
De otro lado, se debería, en su momento, ofrecer a los hijos afectos la criopreservación de esperma dada la posibilidad del paso de oligospermia a azoospermia con el tiempo y así poder preservar la capacidad reproductiva.
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