ștergerea interstițială a 5q22.2q23. 1 inclusiv APC și TSSK1B la un pacient cu polipoză adenomatoasă și Astenoteratozoospermie

rezumat

ștergerile interstițiale 5q22 sunt relativ rare și de obicei reprezentate de caracteristici clinice severe, cum ar fi întârzierea dezvoltării și întârzierea creșterii. Aici, raportăm un pacient de sex masculin de 23 de ani, trimis la laboratorul nostru pentru confirmarea genetică a unei posibile polipoze adenomatoase familiale. MLPA și matricea ulterioară CGH au identificat o ștergere de aproximativ 8 Mb în locusul 5q22.2q23. 1. Analiza ulterioară a regiunii șterse și a genelor din interior a sugerat un posibil rol pentru gena TSSK1B (serină/treonin kinază 1 specifică testiculelor) în capacitatea de reproducere a pacientului. Analiza materialului seminal a confirmat că capacitatea de reproducere a pacientului a fost afectată și că a suferit de astenoteratozoospermie. Analiza regiunii factorului de azoospermie pe cromozomul Y nu a evidențiat microdeleții. Alte teste de secvențiere nu au putut găsi o explicație alternativă pentru infertilitatea pacientului. Acest caz demonstrează un posibil rol al TSSK1B în reproducerea masculină.

2018 S. Karger AG, Basel

fapte stabilite

• ștergerile interstițiale 5q22 sunt rare și de obicei însoțite de complicații neurologice și de dezvoltare.

• majoritatea genelor din banda cromozomială 5q22 nu au fost studiate extensiv și nici asociate cu un fenotip clinic.

new Insights

• prezentăm un caz cu o ștergere heterozigotă în locusul 5q22.2q23.1 care nu prezintă problemele de dezvoltare care apar de obicei din acest tip de ștergere.

• gena TSSK1B din acest locus a fost recent testată funcțional în organisme model; aici putem vedea primul raport de haploinsuficiență a acestei gene care poate provoca un fenotip uman.

• TSSK1B poate fi o cauză presupusă a infertilității factorului masculin.

ștergerile interstițiale 5q22q23 sunt relativ rare și, de obicei, însoțite de caracteristici clinice severe, cum ar fi întârzierea dezvoltării, întârzierea creșterii și caracteristicile dismorfice . Ștergerile din această regiune implică adesea gena supresoare a tumorii APC (OMIM 611731) și duc la polipoză adenomatoasă familială (FAP). FAP este o afecțiune dominantă autosomală moștenită care duce la polipi intestinali multipli și predispoziție la cancerul de colon. Deși prima ștergere interstițială 5q raportată a fost în 1979, locusul APC a fost descoperit mai târziu de Kinzler și colab. , care l-a mapat la 5q22.2 bandă. Din cauza momentului acestei descoperiri, toate cazurile clinice de ștergeri 5q până în acel moment nu au examinat manifestarea FAP la pacient și, prin urmare, nu contribuie cu nicio informație despre legătura dintre ștergerile 5q22 și FAP. Pacienții cu deleții cromozomiale care includ APC sunt cel mai adesea diagnosticați atunci când caracteristicile lor dismorfice sunt dezvăluite în copilărie sau când nu reușesc să prospere și prezintă alte semne de dezvoltare întârziată ; cei care rămân asimptomatici prezintă de obicei manifestări gastro-intestinale, cum ar fi pierderea în greutate, rectoraggia și obstrucția intestinului.

datorită caracterizării aprofundate a bazei moleculare pentru FAP și a severității simptomelor sale patologice, focalizarea clinică este cel mai adesea concentrată asupra genei APC în sine sau a consecințelor fizice ale unei deleții cromozomiale mari, dezvăluind puțin sau deloc informații despre funcția altor gene din banda 5q22.2. Deși au fost descrise o serie de aberații cromozomiale , analiza consecințelor tinde să se concentreze asupra caracteristicilor dismorfice rezultate sau FAP fără a conferi funcție genelor unice. Delețiile mari din cadrul cromozomului în sine prezintă un fenotip complex, combinând mai multe caracteristici clinice din cele menționate mai sus și pot fi o provocare pentru clinicianul de diagnosticare.

raport de caz și metode

pacientul este un bărbat bulgar în vârstă de 23 de ani, fără antecedente clinice. La prima internare, se plângea de rectoraggia frecventă, fără anomalii în frecvența defecării sau pierderea poftei de mâncare. A fost efectuată o sigmoidoscopie cu rezultate care indică FAP, pentru care a fost direcționat către un departament gastroenterologic specializat pentru teste suplimentare. Istoricul familial nu a fost disponibil din motive etice, deoarece pacientul se afla într-o familie adoptivă de la o vârstă fragedă și nu a existat niciun contact cu părinții săi biologici. Fibrocolonoscopia a relevat un număr mare de polipi în rect și sigmoid – palid până la roșu închis – cu hiperplazie (Fig. 1A). Nu au existat leziuni asociate FAP în afara tractului gastro-intestinal. În acest moment, pacientul a fost trimis la laboratorul nostru genetic pentru a confirma diagnosticul FAP.

ADN-ul Genomic a fost izolat din sângele periferic folosind protocoale standard și a fost utilizat pentru a examina gena APC pentru ștergeri și duplicări mai mari folosind MLPA. Kitul MLPA APC a fost obținut de la MRC-Holland (PO43, Amsterdam, Olanda), iar analiza a fost efectuată conform instrucțiunilor producătorului.

pentru a determina limitele deleției, ADN-ul genomic a fost analizat prin matrice CGH pe o matrice oligonucleotidică de înaltă rezoluție 1M conform protocolului producătorului (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, SUA). Detectarea variației numărului de copii (CNV) a fost efectuată utilizând software-ul CytoGenomics (versiunea 2.9.2.4, Agilent Technologies). Au fost utilizate următoarele setări de analiză: algoritmul de aberație ADM-2, prag: 6.0, dimensiunea ferestrei: 0,5 Mb, filtru: 5 sonde și raportul log2 = 0,29.

ejaculatul a fost detașat în laborator și studiat în ordinea: observarea preparatului nativ, determinarea concentrației spermei, evaluarea tampoanelor pentru vitalitatea în mobilitate < 40%, și evaluarea morfologiei spermei conform criteriilor ESHRE/ANAF, folosind analizorul clasei spermei (SCA), un sistem de analiză cantitativă și calitativă a parametrilor spermei umane.

testarea moleculară pentru microdeleții în regiunea factorului azoospermie a fost efectuată așa cum este descris în orientările și standardele Academiei Europene de Andrologie .

secvențierea Sanger a fost efectuată pentru a examina regiunile raportate anterior asociate cu infertilitatea masculină, adică DAZL (OMIM 601486), SEPT12 (OMIM 611562), SLC26A8 (OMIM 608480), SYCE1 (OMIM 611486) și, ulterior, TSSK1B (OMIM 610709).

rezultate

am constatat o scădere de 50% a zonei de vârf în toate sondele genice specifice APC de către MLPA. Deoarece aceasta corespundea unei ștergeri heterozigote a întregii secvențe de gene APC, următorul nostru pas a fost să efectuăm o matrice CGH pentru a determina limitele ștergerii. Rezultatele obținute au arătat că deleția interstițială în cromozomul 5q a fost limitată la regiunea 5q22.2q23.1, aproximativ 8 Mb lungime (Fig. 2A). Deleția se întinde pe regiunea dintre perechile de baze chr5: 111,779,298-119,794,955 (GRCh37/hg19), cariotip: arr 5q22.2q23.1(111779298_119794955) int 1 , confirmând deleția APC și implicând alte 29 de gene codificatoare de proteine în deleție. Împreună cu genele APC și MCC bine descrise, o altă genă, TSSK1B, a fost studiată anterior și atribuită cu o funcție specifică. TSSK1B este foarte exprimat în testicul și este necesar în timpul dezvoltării spermatidelor . Prin urmare, am decis să efectuăm o analiză a materialului seminal și să testăm pacientul pentru infertilitate, număr de spermatozoizi, morfologie și motilitate.

evaluarea finală a concluzionat că pacientul a suferit de astenoteratozoospermie cu o prevalență a defectelor cefalice, 97% morfologie atipică a spermei și motilitate redusă a spermei (Fig. 2C). Valoarea indicelui teratozoospermiei la 1,71 arată mai mult de 1 defect pe spermă unică, indicând spermatogeneza afectată. Deoarece acest fenotip este cel mai adesea cauzat de microdeleții în regiunea factorului de azoospermie și ștergerile cromozomiale mari din cromozomul Y nu au fost prezentate pe matricea CGH, am efectuat teste moleculare pentru posibile microdeleții în cromozomul Y. Analiza noastră nu a evidențiat nicio ștergere în cadrul markerilor factorului de azoospermie sY84, sY86, sy127, sy134, sy254 și sy255. Testarea pentru cele mai frecvente mutații ale genelor asociate cu infertilitatea masculină, cum ar fi DAZL, SEPT12, SLC26A8 și SYCE1, nu a evidențiat modificări. În cele din urmă, secvențierea genei TSSK1B nu a evidențiat anomalii în cadrul copiei prezente unice.

aceste rezultate au redus posibilitatea ca TSSK1B să fie o genă candidată puternică pentru infertilitatea masculină și să fie implicată în fenotipul astenoteratozoospermiei pacientului nostru.

discuție

ștergerile cromozomiale ale benzii 5Q22 care au dus la FAP au fost rareori raportate în întreaga literatură. Rapoartele existente au avut ca scop compararea și contrastarea ștergerilor între diferite cazuri de pacienți; cu toate acestea, implicațiile patologice ale acestor ștergeri nu au fost investigate în detaliu dincolo de diagnosticul clinic inițial . Dimensiunea regiunii șterse interstițiale 5q variază foarte mult în rândul pacienților, variind de la 1,7 Mbp la 20 Mbp și mai mare, majoritatea cazurilor prezentând diferite grade de dizabilitate de învățare, eșec de a prospera și semne dismorfice minore până la majore . Aceste simptome nu se limitează la o singură bandă cromozomială (Fig. 2B), care a împiedicat clasificarea subtipurilor de ștergere 5q, deși au fost făcute mai multe încercări . Constatările notabile din aceste studii arată lipsa unei corelații genotip-fenotip în cazurile care împărtășesc o regiune afectată, precum și nicio asociere între dimensiunea deleției și severitatea fenotipului.

din câte știm, ultima revizuire a genelor și a funcțiilor lor în această regiune a fost realizată de Ofner și colab. . Până în prezent, doar 4 gene (APC, MCC, TRIM36 și HSD17B4) situate în regiunea ștearsă la pacientul nostru au fost asociate cu o boală în OMIM, deși cercetările sunt în desfășurare. Mai mult, starea de fertilitate a majorității pacienților cu deleție 5q nu a fost niciodată publicată din cauza vârstei lor timpurii, iar starea lor nu a fost niciodată urmată de diagnosticul inițial. În rapoartele publicate anterior despre ștergerile 5q, doar un singur caz a documentat o posibilă moștenire a unei ștergeri TSSK1B de la un purtător de sex masculin suspectat; cu toate acestea, tatăl pacientului nu a putut fi testat pentru a confirma că ștergerea a fost moștenită. În ceea ce privește TSSK1B care cuprinde cnv-uri în populația normală, există doar o singură intrare DGV a unei pierderi de copiere (nsv599396, dimensiunea totală a eșantionului 17.421; PMID 21841781) .

la pacientul prezentat aici, nu am observat simptome patologice severe care sunt expuse în cazuri tipice de ștergere 5q22 în afară de FAP. Acest lucru poate fi explicat prin posibilitatea ca deleția pe care o prezentăm să nu se suprapună complet cu delețiile la pacienții cu probleme dismorfice/de dezvoltare severe (Fig. 2B). În timp ce fenotipul clinic comun pentru pacienții cu deleții în brațul lung al cromozomului 5 acoperă o gamă largă de caracteristici, cum ar fi întârzierea dezvoltării, eșecul de a prospera, întârzierea psihomotorie, podul nazal plat și altele , fenotipul prezentat de pacientul nostru este reprezentat aproape exclusiv de ștergerea heterozigotă a genei APC și de diagnosticul FAP în consecință.

fondul genetic al factorilor de infertilitate testiculară, în special astenozoospermia, a fost mult timp limitat și slab descris. Majoritatea factorilor de infertilitate testiculară și fondul lor genetic au fost legați de genele care locuiesc în cromozomul Y și de aberațiile cromozomiale care implică cromozomul Y. S-au înregistrat progrese în domeniu, deoarece cercetările recente au vizat corelarea fenotipurilor de dismorfologie a spermei cu gene specifice, cum ar fi DAZL, SYCE1, SLC26A8, SEPT12 și altele care au o funcție legată de spermatogeneză . Chiar și așa, domeniul geneticii infertilității masculine este încă relativ nou, iar contribuțiile noi sunt cruciale pentru îmbunătățirea continuă a testării genetice, diagnosticului și consilierii .

Serina/treonin kinaza 1 specifică testiculelor este o genă fără intron, parte a familiei TSSK și o ramură a superfamiliei serină/treonin kinazei. A fost identificat pentru prima dată de Bielke și colab. , care în studiul lor au atribuit genei un cadru de citire deschis de 1092 bp care codifică o proteină 364-aa. Tssk1b uman a fost investigat folosind bloturi nordice și dot, care au arătat 85% similitudine cu tssk1b murin.gena a fost mapată pe cromozomul 5q22, într-o regiune care nu prezintă synteny la locusul cromozomial al mouse-ului Tssk1b . Studii suplimentare au subliniat că expresia specifică a Tssk1b este localizată aproape exclusiv în testicule, ceea ce a implicat o funcție legată de reproducere și spermatogeneză . Studiile de Expresie temporală au demonstrat în continuare că Tssk1b este exprimat exclusiv în stadiile tardive ale maturării spermei . Funcția Tssk1b a fost confirmată in vivo de Xu și colab. utilizarea șoarecilor himerici pentru a determina dacă o ștergere vizată în Tssk1b și Tssk2 poate fi transmisă în linia germinală. Experimentele lor au arătat că șoarecii himerici au produs doar descendenți de tip sălbatic, chiar dacă celulele spermei conțineau atât alela de tip sălbatic, cât și alela mutantă. Examinarea ulterioară a testiculelor și epididimului în himeră a arătat că doar un număr redus de spermatozoizi ar putea ajunge la maturizare . În studiul lor, Xu și colab. a sugerat că infertilitatea este cauzată de haploinsuficiență. Deși mecanismul exact al manifestării patologice nu a fost studiat, implicațiile funcționale ale unei deleții alele în această genă par să ducă la modificarea morfologiei spermei. La om, o microdeletie care cuprinde TSSK1B poate constitui astfel un factor de risc pentru infertilitatea masculină.

până în prezent, TSSK1B a fost studiat exclusiv pe modele animale, iar implicațiile funcționale nu au fost explorate la om. Aici, prezentăm ceea ce considerăm primul caz de corelație între o copie ștearsă a TSSK1B și astenozoospermia, confirmând eventual legătura dintre genă și funcție in vivo.

concluzie

acesta este unul dintre puținele cazuri care descriu un adult tânăr cu o deleție interstițială mare în cromozomul 5, cu simptome care se manifestă la o vârstă în care pacientul poate fi testat pentru fertilitate. Din câte știm, niciun pacient cu ștergeri în banda 5q22.2 nu a fost examinat pentru infertilitate și a fost observat un singur caz de moștenire posibilă, dar neconfirmată, a unei ștergeri TSSK1B de la un purtător de sex masculin. Chiar și cele mai ușoare modificări de dezvoltare observate în plus față de fenotipul FAP ar trebui să conducă la investigarea ulterioară a acestei regiuni cromozomiale dincolo de gena APC, folosind metodele enumerate mai sus pentru a defini orice modificări cromozomiale. De asemenea, am dori să încurajăm studiul suplimentar al rolului TSSK1B în reproducerea masculină și rolul său în provocarea astenozoospermiei.

în plus, demonstrăm utilitatea atât a MLPA, cât și a array CGH în practica clinică. MLPA ar putea fi considerată analiza de primă linie și, dacă se găsește o ștergere a întregii gene țintă, rezultatele ar putea fi confirmate și punctele de întrerupere localizate prin matrice CGH.

recunoaștere

suntem recunoscători familiei care a furnizat informațiile clinice și a dat permisiunea de a le publica.

declarație de etică

pacientul a semnat formulare de consimțământ informat pentru testare genetică și fotografie medicală. Autorii nu au conflicte etice de dezvăluit.

declarație de dezvăluire

autorii nu declară conflicte de interese.

autor contacte

Detalii articol / publicație

drepturi de autor / dozare de droguri / Disclaimer

drepturi de autor: Toate drepturile rezervate. Nicio parte a acestei publicații nu poate fi tradusă în alte limbi, reprodusă sau utilizată sub nicio formă sau prin orice mijloace, electronice sau mecanice, inclusiv fotocopiere, înregistrare, microcopiere sau prin orice sistem de stocare și recuperare a informațiilor, fără permisiunea scrisă a editorului.
dozarea medicamentelor: autorii și editorul au depus toate eforturile pentru a se asigura că selecția și dozajul medicamentelor prezentate în acest text sunt în conformitate cu recomandările și practicile actuale la momentul publicării. Cu toate acestea, având în vedere cercetările în curs, modificările reglementărilor guvernamentale și fluxul constant de informații referitoare la terapia medicamentoasă și reacțiile la medicamente, cititorul este îndemnat să verifice prospectul pentru fiecare medicament pentru orice modificare a indicațiilor și dozei și pentru avertismente și precauții suplimentare. Acest lucru este deosebit de important atunci când agentul recomandat este un medicament nou și/sau rar folosit.
Disclaimer: declarațiile, opiniile și datele conținute în această publicație sunt exclusiv cele ale autorilor și contribuitorilor individuali și nu ale editorilor și editorilor. Apariția reclamelor sau / și a referințelor produselor în publicație nu reprezintă o garanție, aprobare sau aprobare a produselor sau serviciilor promovate sau a eficacității, calității sau siguranței acestora. Editorul și editorul(editorii) își declină responsabilitatea pentru orice vătămare a persoanelor sau a bunurilor care rezultă din orice idei, metode, instrucțiuni sau produse menționate în conținut sau reclame.