ESTUDIO GENÉTICO DEL VARÓN INFÉRTIL Iván Vázquez Tarrío QIR 4º año Hospital Universitario de La Princesa XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico INTRODUCCIÓN ¿Esterilidad? Incapacidad de completar un embarazo después de un año de relaciones sexuales sin medidas anticonceptivas •Postergación del momento en que se decide tener hijos •Alteraciones en la calidad del semen debido al tabaquismo, alcohol y otros hábitos •Cambios en la conducta sexual •Eliminación de tabúes XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico Brugo-Olmedo S; Chillik C. Revista Colombiana de Obstreticia y Ginecología. 2003;54(4):227-248 INTRODUCCIÓN • Factores a considerar en el estudio de la pareja infértil: Ovárico: 20% de las parejas. Útero-tubárico-peritoneal: 30% de las parejas Migración del semen: 10% de las parejas Masculino: 30% de las parejas 40% de las parejas presentan una combinación de varios factores. Aproximadamente el 15% no evidencia ninguna alteración objetiva que lleve a un diagnóstico concreto. XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico ESTERILIDAD MASCULINA •Causa no demostrable o síndrome OAT 75% •Varicocele 10% •Infección urogenital 5,2% •Factores inmunológicos 2,3% •Factores adquiridos 2,2% •Anomalias congénitas 2,0% •Factores sexuales 1,2% •Disturbios endocrinos 0,6% •Otras anormalidades 1,5% Los avances en biología y genética molecular han ayudado a identificar diferentes formas de esterilidad que antes eran clasificadas como idiopáticas XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico Jalón Monzón et al. SEMERGEN. 2006;32(5):223-32 ESTUDIO GENÉTICO ESTUDIO DEL CARIOTIPO ESTUDIO DE MICRODELECIONES EN EL CROMOSOMA Y ESTUDIO DE MUTACIONES EN EL GEN DE FQ Alteraciones en el cariotipo están asociadas a una función testícular anormal. Abortos recurrentes y esterilidad. no obstructiva. Azoospermia Azoospermia y oligospermia Oligospermia severa. Genitales ambiguos o Previo a TRA desarrollo sexual anormal. Azoospermia asociada con ausencia congénita de los Previo a TRA vasos deferentes. Previo a TRA Se debe proporcionar un adecuado consejo genético si se detecta cualquier anormalidad genética XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico ASRM Practice Committee. Fertility and Sterility. 2006; 86(4):202-209. ESTUDIO DEL CARIOTIPO: ALTERACIONES CROMOSÓMICAS ALTERACIONES ESTRUCTURALES ALTERACIONES CROMOSÓMICAS ALTERACIONES NUMÉRICAS 2-14% de los varones infértiles tienen anormalidades cromosómicas constitucionales. (0,7% en los recién nacidos vivos) 2% en los varones con algún grado de infertilidad. 5% en varones oligozoospérmicos 14% en varones azoospérmicos. XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico Moreno FJ et al. An Pediatr. 2004;61(3):236-41. Quinghua Shi et al. Reproduction. 2001; 121:655-666 ESTUDIO DEL CARIOTIPO: ALTERACIONES ESTRUCTURALES ROTURA CROMOSÓMICA REORDENAMIENTO ANORMAL • Las anomalías estructurales pueden ser: Equilibradas o balanceadas: si no existe perdida ni ganancia de material genético. Desequilibradas o no balanceadas: si existe perdida y/o ganancia de éste. • Riesgo aumentado de producir gametos desbalanceados. XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico Foresta C et al. European Journal of Human Genetics. 2002; 10:303-312. Riccaboni et al. Fertility and Sterility. 2007. ESTUDIO DEL CARIOTIPO TRASLOCACIONES RECÍPROCAS Intercambio de material cromosómico entre los brazos de dos cromosomas no homólogos. Fertilidad reducida, abortos espontáneos o defectos de nacimiento XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico ESTUDIO DEL CARIOTIPO: TRASLOCACIONES RECÍPROCAS HIBRIDACIÓN FLUORESCENTE IN SITU (FISH) EVALUACIÓN DE LA INCIDENCIA DE ANORMALIDADES CROMOSOMAS EN ESPERMA No debe realizarse FISH en espermatozoides como análisis de rutina en hombres infértiles. Está indicado en testiculopatias severas y después de quimio-radioterapia XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico ESTUDIO DEL CARIOTIPO: TRASLOCACIONES RECÍPROCAS El riesgo de producir gametos cromosómicamente no balanceados depende enormemente de los cromosomas envueltos en la traslocación individual XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico Quinghua Shi et al. Reproduction. 2001; 121:655-666. Kavita Shah et al. Reproduction. 2003. 126:13-25 ESTUDIO DEL CARIOTIPO: TRASLOCACIONES RECÍPROCAS Durante la meiosis, la segregación de ciertos cromosomas (1, 21) se ve más frecuentemente afectada por la presencia de la traslocación. XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico ESTUDIO DEL CARIOTIPO: TRASLOCACIONES RECÍPROCAS Individuos portadores de una traslocación reciproca tienen un alto riesgo de aborto y esterilidad debido a la mayor riesgo de producir gametos no balanceados. 19-77% de espermatozoides no balanceados; 50% cromosómicamente anormales • Hay un riesgo adicional de gametos no balanceados debido al efecto no cromosomal. • Aunque muchos de estos gametos no son compatibles con la vida, la frecuencia media de traslocaciones no balanceadas de origen paterno en diagnóstico prenatal es del 12%. XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico ESTUDIO DEL CARIOTIPO: TRASLOCACIONES ROBERTSONIANAS • TRASLOCACIONES ROBERTSONIANAS: Transferencia reciproca de los dos brazos largos de dos cromosomas acrocéntricos (13,14,15,21 o 22). Traslocaciones con fusión entre cromosomas 13 y 14 son muy frecuentes en hombres infértiles. XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico ESTUDIO DEL CARIOTIPO: TRASLOCACIONES ROBERTSONIANAS • Consejo genético en traslocación Robertsoniana: Riesgo de un cariotipo anormal en espermatozoide: 3-27% Aborto o un hijo cromosómicamente anormal dependiendo de la letalidad del cromosoma envuelto. Riesgo 1-2% de herencia paterna de no balanceadas. Entre cromosomas homologos ej. t(13q;13q): Sólo producirá disomía 13 o nulisomía 13 en espermatozoides. No TRA. XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico ESTUDIO DEL CARIOTIPO: INVERSIONES Dos cortes dentro de un mismo cromosoma y el segmento intermedio gira 180° (se invierte) y se vuelve a unir, formando un cromosoma que tiene la estructura cambiada. Pericéntrica Paracéntrica Como consecuencia de la inversión, se producen gametos con deleciones y duplicaciones, con lo que se produce una alta incidencia de abortos. El riesgo de recién nacidos con alteraciones cromosómicas es bajo. XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico ESTUDIO DEL CARIOTIPO: CROMOSOMAS SUPERNUMERARIOS Cromosomas pequeños que resultan de reordenamientos que implican a las regiones satélites de los cromosomas acrocéntricos o a las regiones centroméricas. 0,14-0,72% con fenotipo normal. 3,27% con fenotipo anormal. La mayoría de los cromosomas supernumerarios proceden de cromosomas acrocéntricos. 50% proceden del cromosoma 15. Los portadores de un marcador tienen un riesgo incrementado de infertilidad. XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico ESTUDIO DEL CARIOTIPO: VARIANTES CROMOSÓMICAS •Inv(9) •Inversión familiar del cromosoma Y VARIANTES •Yq+ CROMOSÓMICAS •Heterocromatina constitutiva pericentromérica incrementada/reducida •Satelites duplicados o de gran tamaño en cromosomas acrocéntricos. XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico ESTUDIO DEL CARIOTIPO: ANORMALIDADES NUMÉRICAS ALTERACIONES ESTRUCTURALES ALTERACIONES CROMOSÓMICAS ALTERACIONES NUMÉRICAS XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico ESTUDIO DEL CARIOTIPO: SINDROME DE KLINEFELTER 47,XXY (tanto en mosaico, 20%, como en trisomía completa, 80%) 1 de cada 1000 varones, 1 de cada 300 abortos. 1-2% de los hombres estériles; 7-13% en la población azoospérmica. 10% son diagnosticados prenatalmente, 26% durante la edad adulta o infancia y 64% permanecen sin diagnóstico. XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico ESTUDIO DEL CARIOTIPO: SÍNDROME DE KLINEFELTER Atrofia testicular bilateral con consistencia firme. Deterioro de las características sexuales secundarias y ginecomastia Cierto nivel de dislexia e incluso retraso mental. Altos niveles de FSH y LH y bajas dosis de testosterona. Esterilidad, oligoospermia o azoospermia severa. Riesgo incrementado de desarrollar cáncer de pulmón, de mama y linfoma no Hodgkin, con un riesgo reducido de desarrollar cáncer de próstata. Riesgo 20 veces superior de desarrollar cáncer de mama. XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico ESTUDIO DEL CARIOTIPO: SÍNDROME DE KLINEFELTER No disyunción durante la meiosis. Puede ser de origen materno (40-50%) o paterno (50-60%) XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico ESTUDIO DEL CARIOTIPO: SÍNDROME DE KLINEFELTER Escasa espermatogénesis. Pocos casos de fertilidad espontánea en Klinefelter. Las técnicas de inyección intracitoplasmática de esperma (ISCI) ofrece una oportunidad para la reproducción aunque no haya espermatozoides en el eyaculado. XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico ESTUDIO DEL CARIOTIPO: SÍNDROME DE KLINEFELTER 25% 2% 7% 1,5% XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico ESTUDIO DEL CARIOTIPO: SÍNDROME DE KLINEFELTER Escasa espermatogénesis. Pocos casos de fertilidad espontánea en Klinefelter. Las técnicas de inyección intracitoplasmática de esperma (ISCI) ofrece una oportunidad para la reproducción aunque no haya espermatozoides en el eyaculado. Los pacientes con síndrome de Klinefelter que acuden a técnicas ICSI tienen un riesgo incrementado de tener hijos con aneuploidias cromosómicas. Por tanto, deben recibir un adecuado consejo genético. XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico ESTUDIO DEL CARIOTIPO: SÍNDROME DE KLINEFELTER • 47,XYY: Presente en 1 de cada 1000 varones. Se produce en la meiosis II paterna debido a una no-disyunción del cromosoma Y. Tienen un desarrollo normal de los espermatocitos debido a la perdida del cromosoma Y extra durante la meiosis seguido de un proceso de competencia entre las distintas líneas germinales. Las células XY tienen ventaja selectiva sobre las células aneuploides. XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico ESTUDIO DEL CARIOTIPO: ALTERACIONES CROMOSÓMICAS ALTERACIONES ESTRUCTURALES ALTERACIONES CROMOSÓMICAS ALTERACIONES NUMÉRICAS Es importante el estudio del cariotipo y un adecuado consejo genético para todos aquellos varones portadores. XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico Mercy Y et al. Journal of Genetic Counseling. 2005;14(3):165-81 ESTUDIO GENÉTICO ESTUDIO DEL CARIOTIPO ESTUDIO DE MICRODELECIONES EN EL CROMOSOMA Y Azoospermia no obstructiva. Oligospermia severa. Previo a TRA ESTUDIO DE MUTACIONES EN EL GEN DE FQ XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico DEFECTOS GENÉTICOS VINCULADOS AL CROMOSOMA Y •La mitad del cromosoma Y consiste en repeticiones en tandem (DNA satélite) •156 unidades transcripcionales que incluyen 76 genes que codifican proteínas. •Estos 76 genes dan lugar a tan sólo 27 proteínas. •La deleción o mutación de algunos de estos genes constituye un polimorfismo. XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico Rafael Oliva. Simposi sobre Infertilitat masculina. 2003. DEFECTOS GENÉTICOS VINCULADOS AL CROMOSOMA Y • GEN SRY Y DETERMINACIÓN DEL SEXO: GEN SRY •Descrito e 1990. •Se encuentra en el brazo corto del cromosoma Y. CROMOSOMA Y: Principal determinante de la diferenciación sexual •Función activadora de la función testicular activando la expresión del gen SOX9. •Mutaciones en el gen SOX9 son causa de displasia campomélica comportando un cambio de sexo de masculino a femenino. XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico DEFECTOS GENÉTICOS VINCULADOS AL CROMOSOMA Y La traslocación del gen SRY a uno de los cromosomas explica el caso de aquellos individuos con fenotipo varón con un cariotipo 46,XX y que son positivos para el gen SRY. XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico DEFECTOS GENÉTICOS VINCULADOS AL CROMOSOMA Y • MICRODELECIONES EN Yq: 15 familias de genes involucrados en la espermatogénesis: región o factor asociado a la azoospermia (AZF). Existen cuatro regiones AZF: AZFa, AZFb, AZFc, AZFd. XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico DEFECTOS GENÉTICOS VINCULADOS AL CROMOSOMA Y Se han publicado largas series de microdeleciones en estas regiones del cromosoma Y. Los varones con microdeleciones no tienen alteraciones fenotípicas excepto alteraciones en la espermatogénesis. XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico Bassas L. Revista Iberoamericana de fertilidad. 2001;18(4) DEFECTOS GENÉTICOS VINCULADOS AL CROMOSOMA Y Detección a través de PCR con oligos específicos para cada gen en cuestión. XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico DEFECTOS GENÉTICOS VINCULADOS AL CROMOSOMA Y Prevalencia en individuos fértiles: 0,4 % Prevalencia en individuos infértiles: 8,2% Oligozoospermia no seleccionada: 2,9% Oligozoospermia idiopática: 11,9% Oligozoospermia severa: 14,3% La gran mayoria de hombres con deleciones Yq son azoospérmicos (84,3%), mientras que un 14,1% presentan oligozoospermia severa y sólo el 1,6% tienen recuentos espermáticos superiores. XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico DEFECTOS GENÉTICOS VINCULADOS AL CROMOSOMA Y •Fenotipo variable •Evolución a lo largo del tiempo. XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico DEFECTOS GENÉTICOS VINCULADOS AL CROMOSOMA Y • Los pacientes portadores de microdeleciones Yq son candidatos a TRA (ICSI). • Espermatozoides capaces de fecundar ovocitos y producir embriones. • Consejo genético: Infertilidad al llegar a la vida adulta. Alteraciones genéticas inestables: deleciones más amplias que las de los padres. Posibilidad de alteraciones cromosómicas adicionales. Riesgo incrementado de descendecia femenina 45,X XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico ESTUDIO GENÉTICO ESTUDIO DEL CARIOTIPO ESTUDIO DE MICRODELECIONES EN EL CROMOSOMA Y ESTUDIO DE MUTACIONES EN EL GEN DE FQ Azoospermia asociada con ausencia congénita de los vasos deferentes. Previo a TRA XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico FIBROSIS QUÍSTICA • Enfermedad autosómica recesiva ligada al cromosoma 7q. • Es la enfermedad genética más frecuente en la raza caucásica. • Producción de mucosidad de las vías respiratorias espesa y deshidratada, insuficiencia pancreática, obstrucción de los conductos biliares, infertilidad en varones y fertilidad reducida en las mujeres, sudor con alto contenido en Cl, obstrucción intestinal y sinusitis crónica. • Se produce debido a mutaciones en el gen CFTR (regulador transmembrana de fibrosis quística). XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico Jarzabek K et al. Reproductive biology. 2004; 4(2):119-29 FIBROSIS QUÍSTICA La proteína CFTR es un polipéptido de una sola cadena de 1480 aminoácidos. Esta proteína regula el transporte de cloro, sodio y agua a través del epitelio. XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico FIBROSIS QUÍSTICA • 99% de los hombres adultos con fibrosis quística se caracterizan por la ausencia bilateral del conducto deferente. • La mutación más frecuente es Delta-F508. Más de 1000 mutaciones identificadas. • La agenesia uni o bilateral de los conductos deferentes (AUCD o ABCD) podrían ser una forma leve de FQ. ABCD se presenta en 1-2% de los varones infértiles que no padecen FQ. XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico FIBROSIS QUÍSTICA •En pacientes ABCD y AUCD, es imprescindible detectar la presencia de mutaciones del gen CFTR y del alelo 5T (existencia de politimidina en el intrón 8 que lleva a la perdida por splicing alternativo del exón 9 y bajos niveles de expresión de la proteína CFTR) Mutaciones más frecuentes en el gen de la fibrosis quística XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico FIBROSIS QUÍSTICA PACIENTES CON ABCD Mutaciones en una copia de CFTR 20% Mutaciones en las dos copias de CFTR (Heterocigotos compuestos) 20% Mutación en una copia de CFTR y alelo 5T en el otro gen 30% Sólo alelo 5T 10% La prevalencia de mutaciones en pacientes AUCD varía entre diferentes estudios (11-75%) XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico FIBROSIS QUÍSTICA Mutaciones en FQ Causa frecuente de infertilidad masculina Los hombres infértiles tienen un elevado riesgo de ser portadores de una mutación del gen CFTR en comparación con la población general. Es recomendable realizar test para mutaciones en dicho gen en hombres con infertilidad idiopática antes de recurrir a técnicas de reproducción asistida. XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico OTRAS CAUSAS GENÉTICAS DE INFERTILIDAD MASCULINA • SÍNDROME DE REIFENSTEIN O INSENSIBILIDAD A LOS ANDRÓGENOS: Defectos en la diferenciación sexual masculina en individuos XY. Herencia recesiva ligada al cromosoma X (Xq11-12). Fenotipo variable: FENOTIPO AMBIGÜEDAD INFERTILIDAD FEMENINO SEXUAL MASCULINA XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico Yong E et al. European Society of human Reproduction and Embriology. 2003;9(1):1-7 DEFECTO EN EL GEN DE RECEPTOR DE ANDRÓGENOS OTRAS CAUSAS GENÉTICAS DE INFERTILIDAD MASCULINA •Azoospermia u oligospermia severa. INFERTILIDAD MASCULINA ASOCIADA A SIA •Criptorquidia, ginecomastia, virilización deficiente. •Perfil hormonal alterado XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico OTRAS CAUSAS GENÉTICAS DE INFERTILIDAD MASCULINA La frecuencia de mutaciones en el gen de receptor de andrógenos en hombres infértiles con azoospermia u oligospermia es del 2-3% XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico OTRAS CAUSAS GENÉTICAS DE INFERTILIDAD MASCULINA Cuatro tipos de mutaciones fundamentales en SIA: • • • • Mutaciones puntuales Inserciones o deleciones Grandes deleciones Mutaciones intrónicas Es difícil establecer una adecuada relación fenotipo-genotipo XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico OTRAS CAUSAS GENÉTICAS DE INFERTILIDAD MASCULINA Es posible el estudio del gen para aquellos varones con azoospermia u oligospermia severa con un elevado índice de sensibilidad a andrógenos (ISA) Los niños varones nacidos de TRA no heredarán la enfermedad. Las niñas serán sólo portadoras de la enfermedad pero éstas niñas tienen riesgo de tener varones afectos en la siguiente generación. Adecuado consejo genético. XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico OTRAS CAUSAS GENÉTICAS DE INFERTILIDAD MASCULINA • SÍNDROME DE KALLMAN: Deficiencia aislada de gonadotropinas y anosmia o hiposmia. Paladar y labio hendidos, sordera, acortamiento del cuarto metacarpiano, anomalías cardiacas y epilepsia. Hábito eunucoide, ginecomastia, atrofia testicular, masa prepuberal y ausencia de vello corporal. XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico OTRAS CAUSAS GENÉTICAS DE INFERTILIDAD MASCULINA 1 de cada 10000 hombres. •HERENCIA LIGADA A X: gen KAL1 (10-15% de los casos) •AUTOSÓMICA DOMINANTE •AUTOSÓMICA RECESIVA Es posible la inclusión del test del gen KAL1 en todos los varones con azoospermia e hipogonadismo hipogonadotrópico y una clínica sugestiva. XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico CONCLUSIONES • Es necesario un adecuado abordaje genético de la infertilidad en el varón. • El estudio del cariotipo y el análisis del cromosoma Y deben ser ofrecidos a todos aquellos varones afectos de azoospermia no obstructiva o oligospermia severa. • Estos varones deben ser informados de la posible presencia de anormalidades genéticas asociadas con la azoospermia y oligospermia severa. • Estudio genético para mutaciones en CFTR en el varón afectado de ABCD. XIV Jornada Interhospitalaria de Laboratorio Clínico