Y-Chromosome Microdeletions

Negli ultimi anni, l’alta frequenza di alterazioni genetiche del cromosoma Y sono state trovate in pazienti maschi infertili. Le microdelezioni del cromosoma Y sono state ampiamente studiate a causa del riconoscimento che Yq ha fattori importanti per la spermatogenesi: la regione del fattore di azoospermia (AZF) del braccio lungo dell’eucromatina del cromosoma Y. Le microdelezioni del cromosoma Y sono clinicamente importanti perché sono associate a una grave infertilità maschile e la probabilità di successo del trattamento può essere determinata dalla posizione della delezione. Le microdelezioni nel braccio lungo del cromosoma Y (Yq) rappresentano la causa genetica molecolare più frequente di infertilità grave, essendo rilevate nel 10%-15% degli azoospermici non ostruttivi e nel 5%-10% dei pazienti gravemente oligozoospermici. Anche se le vie genetiche e i meccanismi della compromissione spermatogenetica sono ancora in gran parte sconosciuti, tre regioni, denominate “fattori azoospermici” (AZFa, b e c da prossimale a distale), sono stati identificati su Yq, ma sono state proposte anche diverse classificazioni. I loci AZF ospitano 14 geni codificanti proteine critiche per la spermatogenesi. Ciascuna di queste regioni può essere cancellata indipendentemente o in combinazione. Le sei forme classiche di delezioni AZF e il loro fenotipo corrispondente, in ordine di gravità decrescente, includono: AZFabc (SCO), AZFa (SCO), AZFbc (SCO / arresto di maturazione), AZFb (arresto di maturazione), AZFc (oligospermia grave a azoospermia), e AZFc parziale (spermatogenesi normale a azoospermia) . La microdelezione più frequente coinvolge la regione AZFc (circa il 60%-70% delle delezioni) e produce la perdita di diversi geni. Si possono trovare diversi gradi di alterazioni spermatogenetiche, ma in generale, la maggior parte dei pazienti con questa alterazione hanno sperma nell’eiaculato o nei testicoli. La regione AZFa si estende per 1100 kb e ospita due geni codificanti proteine: USP9Y e DBY. Il gene DBY codifica l’RNA elicasi ed è stato dimostrato che svolge un ruolo importante nella spermatogenesi. Queste delezioni sono dovute alla ricombinazione intracromosomica tra sequenze genetiche ripetute fiancheggianti o palindromi. Le delezioni complete di AZFa sono rare e rappresentano solo il 3% delle microdelezioni Y. Portano la prognosi più povera con azoospermia in tutti gli uomini. L’istologia dimostra tipicamente SCO, con nessun rapporto precedente che identifica lo sperma con mTESE. Tuttavia, sono state segnalate delezioni parziali AZFa; tra questi casi, USP9Y è cancellato in isolamento. I fenotipi clinici erano azoospermia e oligospermia grave, con istologia dimostrando ipospermatogenesi. La regione AZFb contiene sette geni codificanti proteine che hanno dimostrato sperimentalmente di essere coinvolti nella spermatogenesi. Questi includono EIF1AY, RPS4Y2, e SMCY situati nell’eucromatina X-degenerata, e HSFY, XKRY, PRY, e RBMY situati nelle regioni ampliconiche. Le delezioni della regione AZFb sono grandi (4.96e6.92 Mbs), e si pensa che siano dovute alla ricombinazione omologa (HR) e alla ricombinazione non omologa (NHR) tra altri meccanismi ancora da descrivere. Le delezioni AZFb rappresentano il 15% delle microdelezioni Y. Invariabilmente, le delezioni complete risultano in azoospermia e SCO o arresto di maturazione precoce istologia. La regione AZFc si estende su 4,5 Mb di eucromatina e contiene cinque geni codificanti proteine che hanno dimostrato di essere coinvolti nella spermatogenesi: BPY2, CDY, DAZ, CSPG4LY e GOLGAZLY . La famiglia DAZ di quattro geni è stata più studiata. Questa famiglia codifica proteine leganti l’RNA espresse esclusivamente nelle cellule germinali ed esiste in sequenze palindromiche DAZ1/2 e DAZ3/4. Si pensa che le delezioni in questa regione avvengano tramite HR o NHR. Più frequentemente, le delezioni si verificano attraverso HR e coinvolgono le regioni ampliconiche b2/b4, b1/b3, b2/b3, e gr/g, con conseguente delezione di diversi geni, compresi i geni DAZ. La NHR rappresenta le delezioni delle regioni ampliconiche P3a, P3b e P3c. Le delezioni AZFc sono le più comuni microdelezioni Y perché questo è composto da ampliconi, che sono particolarmente suscettibili di delezioni con i metodi di cui sopra. Le delezioni AZFc rappresentano il 60% di tutte le microdelezioni Y clinicamente rilevanti. Fino al 70% degli uomini con delezioni AZFc hanno spermatozoi nell’eiaculato, in genere < 1 milione di spermatozoi per millilitro per questi uomini criptospermici con delezioni AZFc. Negli uomini con azoospermia e delezioni AZFc, la mTESE può essere utilizzata per raccogliere spermatozoi dal testicolo nel 50%-60% dei casi. Quindi, il potenziale di fertilità è presente in alcuni pazienti con delezioni AZFc; tuttavia, le microdelezioni Y vengono trasmesse alla prole maschile. I rapporti indicano che la prole con microdelezioni Y in genere hanno compromesso la spermatogenesi perché la loro unica fonte di geni associati al cromosoma Y è dal cromosoma Y parzialmente cancellato. Inoltre, possono verificarsi combinazioni di delezioni in varie regioni AZF. Le delezioni combinate AZFb e AZFc sono le più comuni perché le due regioni si sovrappongono e condividono 1.5 Mb. Queste delezioni non si estendono alla stessa estensione prossimale delle delezioni isolate AZFb. In particolare, il gene CDY1 è composto da due copie; una copia esiste nella regione AZFc mentre l’altra è nella zona di sovrapposizione AZFb . Questa combinazione di delezioni rappresenta circa il 13% delle microdelezioni Y. I fenotipi dei pazienti dimostrano SCO o arresto di maturazione; i tentativi di recupero dello sperma sono uniformemente infruttuosi. In sintesi, le microdelezioni Y si verificano frequentemente e sono indicate tra i pazienti con azoospermia e oligospermia grave. Gli uomini con delezioni AZFa e b complete non producono sperma nella nostra esperienza e non è stato descritto il successo del recupero chirurgico dello sperma. Inoltre, le delezioni AZFc sono associate a grave oligospermia o azoospermia alla presentazione. Queste coppie probabilmente richiederanno IVF-ICSI. Le delezioni di queste regioni sono identificate con tecniche molecolari, specialmente la PCR, seguendo le linee guida specifiche. L’analisi delle microdelezioni del cromosoma Y non è indicata quando la concentrazione dello sperma è superiore a 5 milioni/mL. Le tecniche ART permettono la trasmissione delle microdelezioni Yq, e la prole maschile di uomini con questa alterazione genetica sarà quindi anche portatrice della delezione e possiederà un’alterazione della spermatogenesi. Inoltre, le microdelezioni Yq potrebbero produrre una maggiore percentuale di spermatozoi con aneuploidie dei cromosomi sessuali. La consulenza genetica dovrebbe essere fornita prima della riproduzione assistita in quanto la microdelezione Y sarà trasmessa alla prole maschile, con effetti variabili ma negativi sulla spermatogenesi.