Y-chromosoom microdeleties

In de afgelopen jaren is de hoge frequentie van genetische veranderingen van het Y-chromosoom gevonden bij mannelijke onvruchtbare patiënten. Microdeleties van het Y-chromosoom zijn uitgebreid bestudeerd vanwege de erkenning dat het Yq factoren bevat die belangrijk zijn voor de spermatogenese: de azoöspermiefactor (AZF) regio van de euchromatine lange arm van het Y-chromosoom. Microdeleties in het Y-chromosoom zijn klinisch belangrijk omdat ze geassocieerd zijn met ernstige mannelijke onvruchtbaarheid, en de kans op behandelsucces kan worden bepaald door de plaats van de deletie. Microdeleties in de lange arm van het Y-chromosoom (Yq) vormen de meest frequente moleculaire genetische oorzaak van ernstige onvruchtbaarheid en worden gedetecteerd in 10%-15% van de niet-obstructieve azoösperme en in 5%-10% van de ernstig oligozoösperme patiënten. Hoewel de genetische routes en mechanismen van de spermatogene beschadiging nog grotendeels onbekend zijn, zijn op Yq drie regio’s geïdentificeerd, die van proximaal naar distaal “azoösperme factoren” (AZFa, b en c) worden genoemd, maar er zijn ook verschillende classificaties voorgesteld. De AZF-loci bevatten 14 eiwit-coderende genen die cruciaal zijn voor de spermatogenese. Elk van deze regio’s kan onafhankelijk of in combinatie worden verwijderd. De zes klassieke vormen van AZF deleties en hun overeenkomstige fenotype, in volgorde van afnemende ernst, zijn: AZFabc (SCO), AZFa (SCO), AZFbc (SCO/maturatiestilstand), AZFb (maturatiestilstand), AZFc (ernstige oligospermie tot azoöspermie), en gedeeltelijke AZFc (normale spermatogenese tot azoöspermie) . De meest frequente microdeletie betreft de AZFc-regio (ongeveer 60%-70% van de deleties) en leidt tot het verlies van verschillende genen. Er kunnen verschillende gradaties van spermatogenetische veranderingen worden aangetroffen, maar in het algemeen hebben de meeste patiënten met deze verandering sperma in het ejaculaat of in de testes. De AZFa-regio beslaat 1100 kb en bevat twee eiwit-coderende genen: USP9Y en DBY. Het DBY-gen codeert voor RNA helicase en blijkt een belangrijke rol te spelen in de spermatogenese. Deze deleties zijn het gevolg van intrachromosomale recombinatie tussen flankerende repeterende genetische sequenties of palindromen . Volledige deleties van AZFa zijn zeldzaam en maken slechts 3% van de Y-microdeleties uit. Zij hebben de slechtste prognose met azoöspermie bij alle mannen. Histologie toont meestal SCO aan, met geen eerdere rapporten die sperma identificeren met mTESE. Er zijn echter gedeeltelijke AZFa deleties gerapporteerd; in deze gevallen is USP9Y geïsoleerd verwijderd. De klinische fenotypes waren azoöspermie en ernstige oligospermie, met histologie die hypospermatogenese aantoont. De AZFb-regio bevat zeven eiwitcoderende genen waarvan experimenteel is aangetoond dat ze betrokken zijn bij de spermatogenese. Daartoe behoren EIF1AY, RPS4Y2 en SMCY in het X-degenerate euchromatine en HSFY, XKRY, PRY en RBMY in de ampliconale regio’s. De deleties in de AZFb-regio zijn groot (4,96e6,92 Mbs) en worden toegeschreven aan homologe recombinatie (HR) en niet-homologe recombinatie (NHR), naast andere mechanismen die nog moeten worden beschreven. AZFb deleties vertegenwoordigen 15% van de Y microdeleties. Complete deleties resulteren onveranderlijk in azoöspermie en SCO of vroege rijpingsstilstand histologie. De AZFc-regio beslaat 4,5 Mb euchromatine en bevat vijf eiwitcoderende genen waarvan is aangetoond dat ze een rol spelen in de spermatogenese: BPY2, CDY, DAZ, CSPG4LY, en GOLGAZLY . De DAZ-familie van vier genen is het meest bestudeerd. Deze familie codeert voor RNA-bindende proteïnen die uitsluitend in kiemcellen tot expressie komen en bestaat uit palindromische sequenties DAZ1/2 en DAZ3/4. Er wordt aangenomen dat deleties in deze regio door HR of NHR gebeuren. Het vaakst komen deleties voor via HR en betreffen ze de ampliconische regio’s b2/b4, b1/b3, b2/b3, en gr/g, wat resulteert in de deletie van verscheidene genen, waaronder de DAZ-genen. NHR is verantwoordelijk voor deleties van de ampliconische regio’s P3a, P3b, en P3c. AZFc- deleties zijn de meest voorkomende Y-microdeleties omdat deze uit amplicons bestaan, die bijzonder gevoelig zijn voor deleties door de bovengenoemde methoden . AZFc deleties maken 60% uit van alle klinisch relevante Y microdeleties . Tot 70% van de mannen met AZFc- deleties heeft sperma in het ejaculaat, gewoonlijk < 1 miljoen spermacellen per milliliter voor deze cryptosperme mannen met AZFc- deleties. Bij mannen met azoöspermie en AZFc-deleties kunnen met mTESE in 50%-60% van de gevallen spermacellen uit de testikel worden geoogst. Bijgevolg is het vruchtbaarheidspotentieel aanwezig bij sommige patiënten met AZFc deleties; echter, Y microdeleties worden doorgegeven aan mannelijke nakomelingen. Uit rapporten blijkt dat nakomelingen met Y-microdeleties doorgaans een verminderde spermatogenese hebben omdat hun enige bron van Y-chromosoom-geassocieerde genen afkomstig is van het gedeeltelijk verwijderde Y-chromosoom. Bovendien kunnen combinaties van deleties in verschillende AZF-regio’s voorkomen. Gecombineerde AZFb e AZFc deleties komen het meest voor omdat de twee regio’s elkaar overlappen en 1,5 Mb delen. Deze deleties strekken zich niet tot dezelfde proximale omvang uit als geïsoleerde AZFb deleties. Het CDY1-gen bestaat uit twee kopieën; één kopie bevindt zich in de AZFc-regio en de andere in het gebied waar AZFb overlapt. Deze combinatie van deleties is verantwoordelijk voor ongeveer 13% van de Y-microdeleties. De fenotypes van de patiënten vertonen SCO of rijpingsstilstand; pogingen om sperma terug te krijgen zijn uniform onsuccesvol. Samenvattend, Y microdeleties komen vaak voor en zijn geïndiceerd bij patiënten met azoöspermie en ernstige oligospermie. Onze ervaring is dat mannen met volledige AZFa en b deleties geen sperma produceren en dat het succesvol terughalen van sperma nog niet eerder is beschreven. Bovendien worden AZFc deleties geassocieerd met ernstige oligospermie of azoöspermie bij presentatie. Deze paren zullen waarschijnlijk IVF-ICSI nodig hebben. Deleties van deze gebieden worden geïdentificeerd met moleculaire technieken, met name PCR, volgens specifieke richtlijnen. Analyse van microdeleties van het Y-chromosoom is niet geïndiceerd wanneer de spermaconcentratie hoger is dan 5 miljoen/mL. ART-technieken maken de overdracht van Yq-microdeleties mogelijk, en mannelijke nakomelingen van mannen met deze genetische verandering zullen daarom ook drager van de deletie zijn en een stoornis in de spermatogenese vertonen . Bovendien kunnen Yq-microdeleties een hoger percentage zaadcellen met aneuploïdies geslachtschromosomen opleveren. Genetisch advies moet worden gegeven vóór geassisteerde voortplanting, omdat de Y-microdeletie zal worden overgedragen op de mannelijke nakomelingen, met variabele maar nadelige gevolgen voor de spermatogenese.