Genetics of male infertility: molecular study of non-syndromic cryptorchidism and spermatogenic impairment

• Autores: Deborah Grazia Lo Giacco
• Directores de la Tesis: Elisabet Ars (dir. tes.), C. Nogués i (dir. tes.), Csilla Krausz (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2013
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Xavier Estivill Palleja (presid.), Manuel Puig Domingo (secret.), Sara Larriba Bartolomé (voc.)
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Biología vegetal (botánica)
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  TDX  DDD  TESEO 
• Resumen

  • La presente tesis es una aportación al conocimiento de las bases genéticas de la criptorquidia no sindrómica y de las formas idiopáticas de espermatogénesis anómala. RXFP2 y ESR1 son dos genes candidatos en la etiología de la criptorquidia no sindrómica debido al rol del receptor RXFP2 en el control hormonal del descenso testicular y al posible papel del receptor ESR1 como mediador de los efectos de substancias capaces de interferir con el desarrollo del tracto urogenital masculino. La primera parte de la tesis está enfocada en el estudio del papel de dos variantes de estos genes en la etiología de la criptorquidia: la variante de secuencia p.T222P del gen RXFP2 (previamente descrita como una mutación patogénica causante de criptorquidia) y el microsatélite (TA)n del promotor del gen ESR1 estudiado por primera vez en relación con la criptorquidia. Para cada una de las variantes hemos analizado 550 sujetos de origen italiana y 570 de origen española (entre pacientes y controles). En la población española la variante p.T222P se ha encontrado en una proporción parecida de casos (1.6%) y controles (1.8%). Estos resultados indican que dicha variante genética es un polimorfismo común sin significado clínico en esta población. En cambio en la población italiana la frecuencia de la p.T222P ha resultado ser significativamente más alta en pacientes que en controles, lo que sugiere un posible papel para dicha variante como factor de riesgo para la criptorquidia. No hemos observado diferencias significativas en la distribución de los alelos (TA)n entre casos y controles. La frecuencia del genotipo A (supuestamente asociado a mayor actividad del promotor de ESR1) ha resultado ser parecida en casos y controles en ambas poblaciones de estudio. Estos resultados indican que el polimorfismo (TA)n no está asociado con la criptorquidia no sindrómica ni en población española ni en población italiana. La segunda parte de la tesis investiga el papel de variantes de número de copias (CNVs) en los cromosomas Y y X en la etiología de la espermatogenésis anómala. El estudio de las CNVs del cromosoma Y incluye: i) el análisis de más de 800 pacientes infértiles (mayoritariamente españoles) para las microdeleciones del cromosoma Y; ii) el estudio de deleciones y duplicaciones parciales de la región AZFc (estas últimas estudiadas por primera vez en población española) en 330 infértiles idiopáticos y 385 controles normozoospermicos de origen española. Nuestros datos basados en 27 portadores de microdeleciones clasicas del Y (3.3%) junto con una amplia revisión de la literatura indican que el diagnóstico genético de rutina para las microdeleciones del Y se podría limitar a varones con concentración espermática ?2x106 /ml; ii) la técnica de recuperación espermática testicular más adecuada para los pacientes azoospérmicos portadores de deleciones AZFc es la microTESE; iii) el background del Y podría explicar en parte que las microedeleciones del Y si encuentren en diferente frecuencia en distintas poblaciones. Con respecto al estudio de los reordenamientos parciales en AZFc, hemos corroborado que las deleciones gr/gr (deleciones parciales AZFc) representan un factor de riesgo para la espermatogénesis alterada en población caucásica y hemos descartado que las duplicaciones AZFc contribuyan a esta anomalía. Para estudiar el papel de las CNVs del cromosoma X en la etiología de la espermatogenésis anómala, hemos analizado 199 sujetos con diferente concentración espermática utilizando un array de CGH de alta resolución específico para el cromosoma X. Hemos identificado 73 CNVs entre las cuales 29 perdidas (mayoritariamente raras) y 44 ganancias. El número de deleciones por sujeto y la cantidad media de DNA delecionado han resultado ser significativamente mayores en pacientes que en controles, lo que sugiere que un aumento de la “carga de deleción” podría estar implicado en la etiología de la espermatogenésis anómala. Tres deleciones recurrentes localizadas en Xq27.3 (CNV64) y en Xq28 (CNV67 y CNV69) han sido consideradas de mayor interés por su presencia exclusiva (CNV67) o prevalente (CNV64, CNV69) en el grupo de los pacientes. Dichas deleciones han sido objeto de un estudio profundizado que incluye: i) el screening de 627 infértiles idiopáticos y 628 controles normozoospérmicos de dos poblaciones mediterráneas (española e italiana); ii) la caracterización molecular de las deleciones; iii) la identificación de elementos funcionales afectados por las deleciones. Las CNV64 y CNV69 se han encontrado más frecuentemente en pacientes que en controles. La CNV69 presenta al menos dos patrones de deleción (tipo A y tipo B) de los cuales solo el tipo B ha resultado ser significativamente más representado en pacientes, indicando que este tipo de deleción podría ser responsable del efecto deletéreo de la CNV69 en la espermatogenésis. Las CNV64 y CNV69 no contienen genes en su interior pero podrían afectar una serie de elementos reguladores localizados <0.5 Mb. La CNV67, identificada únicamente en un 1.1% de los pacientes (p<0.01), podría directamente afectar el gen MAGEA9 y/o sus elementos reguladores. El análisis del pedigrí de dos portadores de CNV67 ha evidenciado que esta deleción es trasmitida por la madre. La condición de normozoospermico del hermano no portador de uno de los pacientes portador de CNV67 suporta el posible efecto patogénico de esta deleción en la espermatogenésis. Los resultados presentados en esta tesis suportan la visión que la etiología de la criptorquidia es probablemente poligénica y en la mayoría de los casos multifactorial. Es plausible que la aplicación de nuevas tecnologías de secuenciación masiva, garantizando un análisis más a gran escala del background genético del individuo, contribuyan a desenredar la complejidad de la etiología de esta enfermedad. Futuros estudios serán necesarios para corroborar el significado clínico de la CNV67 y confirmar, en otras poblaciones, la significativa asociación entre CNV64, CNV69 tipo B y espermatogenésis anómala.