Mikrodelecije Y hromozoma – uzročnik steriliteta kod muškarca

Članak napisala: dr Vedrana Milinković

Mikrodelecije Y hromozoma

Šta je sterilitet kod muškaraca?

Prema definiciji Svetske zdravstvene organizacije (WHO – World Health Organzation), sterilitet kod muškaraca predstavlja nesposobnost muškog partnera da oplodi zdravu partnerku ženskog pola.

Skoro 30 miliona muškaraca širom sveta ima ovu dijagnozu, pri čemu se najveći broj slučajeva javlja u centralnoj i istočnoj Evropi (8-12%) i Australiji (8-9%).

Koji su najčešći uzroci steriliteta kod muškaraca?

Identifikovani su brojni faktori koji dovode do steriliteta kod muškaraca:

• Kriptorhizam – odsustvo jednog ili oba testisa u skrotumu
• Varikokele – proširenje venskog spleta u skrotumu
• Endokrinološki (hormonski) poremećaji
• Obstrukcije/anomalije semenih puteva
• Infekcije
• Prekomerno konzumiranje alkohola
• Hemoterapija
• Genetički poremećaji

Genetički poremećaji predstavljaju jedan od vodećih uzroka steriliteta kod muškaraca.

Najčešće se javljaju promene u kariotipu, promene u broju kopija gena (eng. Gene copy number variations – CNVs), mutacije/polimorfizmi pojedinih gena i delecije regiona dugačkog kraka Y hromozoma (Yq mikrodelecije).

Među navedenim genetičkim poremećajima, promene u kariotipu i mikrodelecije Yq hromozoma su najčešće zastupljene i predstavljaju vodeće uzroke steriliteta kod muškaraca.

Svaka ćelija ljudskog organizma sadrži 46 hromozoma (kariotip), od kojih su 22 para autozoma i jedan par polnih hromozoma (XX u ženskom organizmu i XY u muškom).

Muške i ženske polne ćelije (spermatozoidi i jajne ćelije) sadrže samo po jedan hromozom iz para, pa se u njima nalazi 22 + X (u jajnoj ćeliji) i 22 + X ili 22 + Y (u spermatozoidima). Pošto svaka jajna ćelija uvek ima X hromozom, pol budućeg potomka zavisiće od toga koji će spermatozoid oploditi jajnu ćeliju, tj. da li sadrži X ili Y hromozom.

Na Y hromozomu, polnom hromozomu koji određuje muški pol, nalaze se geni koji su odgovorni za razvoj testisa, kao i za inicijaciju i održavanje spermatogeneze u odrasloj dobi.

Genetički poremećaji – mikrodelecija Y hromozoma

Dugački krak Y hromozoma (Yq) sadrži brojne udvojene i palindromske sekvence na kojima često dolazi do delecija (gubitaka) tokom procesa spermatogeneze. Ove delecije dovode do varijacije u broju kopija gena koji se nalaze na Y hromozomu što finalno predstavlja jedan od uzroka steriliteta kod muškaraca.

Mikrodelecije Y hromozoma su prisutne kod oko 7,5% ukupnog broja muškaraca sa potvrđenim sterilitetom, pri čemu se najveća učestalost javlja među populacijom Amerike i Istočne Azije.

Genetičkom analizom su identifikovana 3 regiona Yq hromozoma koja su najčešće pogođena delecijama. Ovi regioni se zajedničkim imenom nazivaju AZF (faktor azospermije): AZFa, AZFb i AZFc. U okviru ovih regiona (AZFa, AZFb i AZFc) identifikovani su brojni geni, familije gena, repetitivne sekvence i satelitska DNK.

Slika 1. Šematski prikaz Y hromozoma: 3 regiona faktora azospermije: AZFa, AZFb i AZFc (Agarwal S, et al. ⁴ )

Kako se dokazuje prisustvo mikrodelecija Y hromozoma?

Mikrodelecije predstavljaju gubitke veoma malih delova hromozoma (manji od 5Mb), i najčešće nisu vidljive primenom standardnih citogenetičkih metoda ili analizom kariotipa.

Detekcija ovih promena se može izvršiti:

• DNK analizom, metodom FISH (fluorescentna in situ hibridizacija), ili
• PCR metodom (eng. Polimerase Chain Reaction – Lančana reakcija polimeraze) koja se primenjuje za analizu tačno definisanih regiona.

DNK materijal za analizu se izoluje iz leukocita iz uzorka krvi muškarca koji se testira.

Odgovarajući regioni se analiziraju pomoću poznatih markera (STS – sequence tag sites) umnožavanjem PCR reakcijom.

Na ovaj način je moguće analizirati samo određene manje delove Y hromozoma, tako da i sama senzitivnost metode zavisi od izbora i broja markera koji su korišćeni u testiranju.

Metoda DNK sekvenciranja predstavlja zlatni standard u testiranju ovog genetičkog poremećaja, međutim ova metoda se retko primenjuje zbog visoke cene po testu.

Određivanje mikrodelecija Y hromozoma u Beo-lab laboratorijama

U Beo-lab laboratorijama određivanje mikrodelecija Y hromozoma se vrši primenom PCR metode i analizom 12 regiona na Y hromozomu, koji uključuju i AZF region (slika 1):

1. AZFa: sY84 i sY86
2. AZFb: sY127 i sY134
3. AZFc: sY254 i sY255
4. AMEL, TAF9, SRY, XHPRT, DXYS218, ZFX/Y 

Navedenu analizu možete poručiti i platiti online preko E-laboratorija.

Zašto je važno da se testiram?

Ukoliko je utvrđena azospermija (odsustvo spermatozoida u ejakulatu) ili oligospermija (smanjen broj spermatozoida u ejakulatu), potrebno je testiranje AZF regiona Y hromozoma.

Određivanje Yq mikrodelecija se preporučuje iz sledećih razloga:

1. Utvrđivanje uzroka steriliteta kod muškaraca – ukoliko se potvrdi mikrodelecija Y hromozoma, pacijenta (par) treba odmah uputiti na primenu tehnika asistirane reprodukcije (ART), umesto da se pacijent bezuspešno podvrgava terapiji za poboljšavanje kvaliteta sperme
2. Prognoza za pacijente – Pacijentima sa potvrđenom mikrodelecijom Y hromozoma kod kojih je prisutna blaga ili umerena oligospermija se savetuje krioprezervacija sperme (čuvanje zamrznutog uzorka sperme) jer može doći do pogoršanja bolesti i nastanka azospermije tokom godina
3. Predviđanje ishoda procedure aspiracije sperme iz testisa – Kod pacijenata sa potvrđenom mikrodelecijom Y hromozoma, savetuje se prikupljanje uzorka sperme direktno iz testisa (TESE ili TESA metoda).
4. Predviđanje uspešnosti postupka ART – postoje studije koje ukazuju na smanjenu uspešnost asistirane reprodukcije kod parova sa detektovanom mikrodelecijom Y hromozoma.
5. Sprečavanje nasleđivanja genetičkih poremećaja – svi sinovi pacijenta kojem je potvrđena mikrodelecija Y hromozoma će imati isto oboljenje, pri čemu se ovo oboljenje neće preneti na ženske potomske i njihove naslednike (slika 2)
6. Rizik od pojave kancera testisa – Yq mikrodelecije predstavljaju faktor rizika za nastanak kancera testisa
7. Neuropsihijatrijska oboljenja – kod određenog broja pacijenata sa mikrodelecijom Y hromozoma dijagnostikovana su i određena neuropsihijatrijska oboljenja (biopolarni poremećaj, depresija, poremećaj pažnje i hiperaktivnost – ADHD, anksioznost i određeni poremećaji u  socijalnom ponašanju)

Slika 2. Nasleđivanje mikrodelecija Y hromozoma: Otac nosilac mikrodelecije će preneti defektni Y hromozom svim sinovima i ni jednoj ćerki (https://ghr.nlm.nih.gov/condition/y-chromosome-infertility)

Reference:

1. Colaco S, Modi D. Genetics of the human Y chromosome and its association with male infertility. Reprod Biol Endocrinol. 2018;16(1):14. Published 2018 Feb 17. doi:10.1186/s12958-018-0330-5
2. Miyamoto T, Minase G, Shin T, Ueda H, Okada H, Sengoku K. Human male infertility and its genetic causes. Reprod Med Biol. 2017;16(2):81‐88. Published 2017 Mar 26. doi:10.1002/rmb2.12017
3. https://ghr.nlm.nih.gov/condition/y-chromosome-infertility
4. Agarwal S, et al. Microdeletion of Y chromosome as a cause of recurrent pregnancy loss.

J Hum Reprod Sci. 2015. PMID: 26538859