Mikrodelecje chromosomu Y

W ostatnich latach stwierdzono wysoką częstość zmian genetycznych chromosomu Y u męskich niepłodnych pacjentów. Mikrodelecje chromosomu Y były szeroko badane z powodu uznania, że Yq posiada czynniki ważne dla spermatogenezy: region czynnika azoospermii (AZF) w euchromatynie długiego ramienia chromosomu Y. Mikrodelecje chromosomu Y mają znaczenie kliniczne, ponieważ są związane z ciężką męską niepłodnością, a prawdopodobieństwo sukcesu leczenia może być określone przez lokalizację delecji. Mikrodelecje w długim ramieniu chromosomu Y (Yq) stanowią najczęstszą molekularną genetyczną przyczynę ciężkiej niepłodności, wykrywane są u 10%-15% pacjentów z azoospermią nieobstrukcyjną i u 5%-10% pacjentów z ciężką oligozoospermią. Chociaż ścieżki genetyczne i mechanizmy upośledzenia spermatogenezy są nadal w dużej mierze nieznane, trzy regiony, określane jako „czynniki azoospermiczne” (AZFa, b i c od proksymalnego do dystalnego), zostały zidentyfikowane na Yq, ale zaproponowano również różne klasyfikacje. W loci AZF znajduje się 14 genów kodujących białka krytyczne dla spermatogenezy. Każdy z tych regionów może być usunięty niezależnie lub w kombinacji. Sześć klasycznych form delecji AZF i odpowiadające im fenotypy, w kolejności malejącego nasilenia, obejmują: AZFabc (SCO), AZFa (SCO), AZFbc (SCO/zatrzymanie dojrzewania), AZFb (zatrzymanie dojrzewania), AZFc (ciężka oligospermia do azoospermii) i częściowa AZFc (normalna spermatogeneza do azoospermii) . Najczęstsza mikrodelecja dotyczy regionu AZFc (około 60%-70% delecji) i powoduje utratę kilku genów. Mogą występować różnego stopnia zmiany spermatogenetyczne, ale generalnie u większości pacjentów z tą mutacją stwierdza się obecność plemników w ejakulacie lub w jądrach. Region AZFa rozciąga się na 1100 kb i zawiera dwa geny kodujące białka: USP9Y i DBY . Gen DBY koduje helikazę RNA i wykazano, że odgrywa on istotną rolę w spermatogenezie. Delecje te wynikają z wewnątrzchromosomalnej rekombinacji pomiędzy flankującymi powtarzającymi się sekwencjami genetycznymi lub palindromami. Całkowite delecje AZFa są rzadkie, stanowią jedynie 3% mikrodelecji Y. Wiążą się z najgorszym rokowaniem. Charakteryzują się one najgorszym rokowaniem z azoospermią u wszystkich mężczyzn. Histologia typowo wykazuje SCO, bez wcześniejszych doniesień o identyfikacji plemników za pomocą mTESE. Opisano jednak przypadki częściowej delecji AZFa; wśród tych przypadków USP9Y jest delecja izolowana. Fenotypami klinicznymi były azoospermia i ciężka oligospermia, z histologią wykazującą hypospermatogenezę. Region AZFb zawiera siedem genów kodujących białka, które eksperymentalnie wykazano jako zaangażowane w spermatogenezę. Należą do nich EIF1AY, RPS4Y2 i SMCY zlokalizowane w euchromatynie zdegenerowanej X oraz HSFY, XKRY, PRY i RBMY zlokalizowane w regionach amplikonowych. Delecje regionu AZFb są duże (4,96e6,92 Mbs) i uważa się, że są spowodowane rekombinacją homologiczną (HR) i niehomologiczną (NHR) oraz innymi mechanizmami, które nie zostały jeszcze opisane. Delecje AZFb stanowią 15% mikrodelecji Y. Niezmiennie, całkowite delecje powodują azoospermię i SCO lub wczesne zatrzymanie dojrzewania w badaniu histologicznym. Region AZFc rozciąga się na 4,5 Mb euchromatyny i zawiera pięć genów kodujących białka, które mogą być zaangażowane w spermatogenezę: BPY2, CDY, DAZ, CSPG4LY i GOLGAZLY . Rodzina czterech genów DAZ jest najszerzej badana. Rodzina ta koduje białka wi±ż±ce RNA, ulegaj±ce ekspresji wył±cznie w komórkach płciowych i występuje w sekwencjach palindromicznych DAZ1/2 i DAZ3/4. Delecje w tym regionie mogą zachodzić na drodze HR lub NHR. Najczęściej delecje zachodzą poprzez HR i obejmują regiony ampliconalne b2/b4, b1/b3, b2/b3 i gr/g, powodując delecję kilku genów, w tym genów DAZ. NHR odpowiada za delecje regionów amplikonowych P3a, P3b i P3c. Delecje AZFc są najczęstszymi mikrodelecjami Y, ponieważ region ten składa się z ampliconów, które są szczególnie podatne na delecje powyższymi metodami. Delecje AZFc stanowią 60% wszystkich klinicznie istotnych mikrodelecji Y . Do 70% mężczyzn z delecjami AZFc ma plemniki w ejakulacie, typowo < 1 milion plemników na mililitr dla tych kryptospermicznych mężczyzn z delecjami AZFc. U mężczyzn z azoospermią i delecjami AZFc, mTESE może być użyta do pobrania plemników z jądra w 50%-60% przypadków. Tak więc u niektórych pacjentów z delecją AZFc istnieje potencjał płodności, jednak mikrodelecje Y są przekazywane męskiemu potomstwu. Doniesienia wskazują, że potomstwo z mikrodelecją Y ma zazwyczaj upośledzoną spermatogenezę, ponieważ jedynym źródłem genów związanych z chromosomem Y jest dla nich częściowo usunięty chromosom Y. Ponadto, mogą wystąpić kombinacje delecji w różnych regionach AZF. Połączone delecje AZFb i AZFc są najczęstsze, ponieważ te dwa regiony nakładają się na siebie i dzielą 1,5 Mb . Delecje te nie sięgają tak daleko jak izolowane delecje AZFb. W szczególności, gen CDY1 składa się z dwóch kopii; jedna kopia istnieje w regionie AZFc, podczas gdy druga znajduje się w obszarze nakładania się AZFb . Ta kombinacja delecji odpowiada za około 13% mikrodelecji Y. Fenotypy pacjentów wykazują SCO lub zatrzymanie dojrzewania; próby pobrania plemników są jednakowo nieudane. Podsumowując, mikrodelecje Y występują często i są wskazane u pacjentów z azoospermią i ciężką oligospermią. W naszym doświadczeniu mężczyźni z całkowitymi delecjami AZFa i b nie produkują plemników, a skuteczne chirurgiczne pobranie nasienia nie zostało opisane. Co więcej, delecje AZFc są związane z ciężką oligospermią lub azoospermią w momencie prezentacji. Pary te będą prawdopodobnie wymagały IVF-ICSI. Delecje tych regionów są identyfikowane przy użyciu technik molekularnych, zwłaszcza PCR, zgodnie z określonymi wytycznymi. Analiza mikrodelecji chromosomu Y nie jest wskazana, gdy stężenie plemników wynosi powyżej 5 mln/mL. Techniki ART umożliwiają przekazywanie mikrodelecji Yq, a potomstwo mężczyzn z tą mutacją genetyczną będzie również nosicielem delecji i będzie miało upośledzoną spermatogenezę. Ponadto, mikrodelecje Yq mogą powodować zwiększenie odsetka plemników z aneuploidią chromosomów płciowych. Doradztwo genetyczne powinno być zapewnione przed wspomaganym rozrodem, ponieważ mikrodelecja Y będzie przekazywana męskiemu potomstwu, ze zmiennym, ale niekorzystnym wpływem na spermatogenezę.