Secuenciación de un panel de genes de ratones azoospérmicos en varones azoospérmicos: identificación de las mutaciones RNF2I2 y STAG3 como nueva causa genética de la parada meiótica


 

MIRIAM CERVÁN | Doctorando, Departamento de genética, Universidad de Granada.


14-10-2019

INTRODUCCIÓN

La esterilidad por factor masculino es una patología muy heterogénea que afecta aproximadamente al 7% de las parejas con deseos reproductivos a nivel mundial. Una de sus causas más comunes y graves es la azoospermia no obstructiva (conocida como NOA, por sus siglas en inglés). Esta enfermedad se caracteriza por la ausencia de espermatozoides en el eyaculado debido generalmente a un fallo en la espermatogénesis. Muchos pacientes con NOA tienen un riesgo muy elevado de tener alteraciones genéticas, responsables de la esterilidad. De hecho, el 15% de los pacientes con NOA presentan anomalías en el cariotipo y el 8-10% microdeleciones del cromosoma Y. Con respecto a las causas monogénicas, la secuenciación masiva ha conseguido identificar nuevos genes candidatos, especialmente en pacientes de familias consanguíneas. La mayoría de estos estudios utilizan ratones knock-out para la priorización de las variantes detectadas, gracias a la similitud genética y fisiológica entre este animal y el ser humano. La base de datos pública Mouse Genomic Informatics (MGI) contiene información genética, genómica y biológica de más de 60.000 alelos mutantes con anotaciones fenotípicas, de ellas, 1.083 relacionadas con problemas reproductivos masculinos.

El objetivo del presente estudio es evaluar la frecuencia de variantes patogénicas en los genes recogidos en la base de datos MGI que estén relacionadas con la azoospermia en una cohorte de pacientes de NOA idiopáticos.

azoospermia

Revista de procedencia: Human Reproduction | Enlace


MATERIAL Y MÉTODOS

De un total de 1.300 varones infértiles, 33 cumplían con los requisitos para participar en el estudio. De estos 33 varones con NOA idiopática, 31 eran varones sin relación entre ellos y los 2 restantes eran hermanos. Además, 20 de ellos presentaban una anatomía patológica de Síndrome de solo células de Sertoli y los 11 restantes parada meiótica.

Para llevar a cabo el presente estudio, en primer lugar, se generó un listado de genes con un potencial rol en NOA consultando la base de datos MGI. Posteriormente, se prepararon las librerías de DNA y se secuenciaron. Para la priorización de las variantes asociadas, se seleccionaron las variantes correspondientes a secuencias sin sentido, las ganancias o pérdidas en el codón de terminación y las inserciones y delecciones, y se descartaron los polimorfismos comunes. Además, los datos obtenidos fueron filtrados en base al potencial efecto perjudicial dependiendo del tipo de variante. Tras la priorización de las variantes, se procedió a la validación de las variantes candidatas mediante secuenciación Sanger. Además, se realizó una RT-PCR cuantitativa para evaluar la expresión de las variantes asociadas en muestras de biopsia de testículo. Finalmente, se realizaron estudios de meiosis en los pacientes portadores de las variantes identificadas como patogénicas mediante inmunohistoquímica de fluorescencia y inmunocitoquímica de fluorescencia.

RESULTADOS

En este estudio se han conseguido asociar a variantes de riesgo 3 pacientes con NOA, los 2 hermanos y uno de los pacientes que no tenía relación con el resto. Los 3 individuos con éxito en la asociación presentan parada meiótica.

De los 175 genes humanos incluidos en el panel génico, se encontró que para uno de los pacientes una pérdida de función en 2 variantes de STAG3 causaba parada meiótica completa bilateral. Con respecto a los hermanos diagnosticados de NOA, centrándose en las variantes compartidas, se identificó una variante de riesgo en el gen RNF212 en homocigosis y otras 3 en heterocigosis.

En el análisis de expresión en testículo se observó que RNF212 y STAG3 tenían una mayor expresión en espermatogonias y parada espermática sugiriendo así, que estos genes se expresan en células germinales tempranas.

Los estudios meióticos, divididos en varios sub-análisis, permitieron la detección de las consecuencias funcionales de estas mutaciones y proporcionaron información del papel de STAG3 y RNF212 en la meiosis masculina humana. En el análisis de la entrada a la meiosis y la formación de los cuerpos XY, el paciente con una pérdida de función en 2 variantes de STAG3 presentaba una persistencia en las roturas de la doble hebra y un fallo en el emparejamiento cromosómico. Los dos hermanos, sin embargo, no mostraban ninguna alteración. El análisis de metafases mostró que los 3 individuos con variantes asociadas tenían un menor número de metafases que los controles. Finalmente, se comprobó la ausencia de espermátidas en estos pacientes, confirmándose así la parada metafásica completa.

Trabajo original

“Sequencing of a ‘mouse azoospermia’ gene panel in azoospermic men: identification of RNF212 and STAG3 mutations as novel genetic causes of meiotic arrest”

Human Reproduction

Riera-Escamilla, A. Enguita-Marruedo , D. Moreno-Mendoza, C. Chianese, E. Sleddens-Linkels, E. Contini, M. Benelli, A. Natali, G.M.Colpi, E. Ruiz-Castañé, M.Maggi, W.M. Baarends and C. Krausz.

Human Reproduction, Enlace

DISCUSIÓN

Este estudio representa un paso adicional para elucidar las bases genéticas del fallo espermático primario, puesto que se han descubierto dos nuevos genes involucrados en la parada meiótica masculina en humanos. RNF212 y STAG3 se proponen para incluirlos en un futuro panel de genes para el diagnóstico de la esterilidad por factor masculino. Sobre la base del fenotipo testicular asociado, la identificación de mutaciones patogénicas en estos genes también confiere un valor predictivo asociado negativamente a la recuperación de espermatozoides en biopsias de testículo. Además, es importante destacar que estos estudios meióticos realizados, proporcionan nuevos conocimientos sobre el papel de estas proteínas en la meiosis masculina humana. En la literatura anterior, se ha descrito que las mutaciones en STAG3 son una causa de esterilidad femenina y cáncer de ovario, y ratones knock out machos o hembras para RNF212 son estériles.

2019-10-16T09:28:40+00:00 14/10/2019|Categorías: Ciencia e Innovación, Novedades|

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