Deleción intersticial de 5q22.2q23.1 Incluyendo APC y TSSK1B en un paciente con Poliposis Adenomatosa y Astenoteratozoospermia

Resumen

Las deleciones intersticiales de 5q22 son relativamente raras y generalmente se presentan por características clínicas graves, como retraso en el desarrollo y retraso en el crecimiento. Aquí, reportamos un paciente masculino de 23 años, referido a nuestro laboratorio para confirmación genética de una posible poliposis adenomatosa familiar. MLPA y el array CGH posterior identificaron una deleción de aproximadamente 8 Mb en el locus 5q22. 2q23.1. Un análisis posterior de la región eliminada y de los genes dentro de ella sugirió un posible papel para el gen TSSK1B (serina/treonina quinasa 1 específica de testículo) en la capacidad reproductiva del paciente. El análisis de semen confirmó que la capacidad reproductiva del paciente estaba afectada y que padecía astenoteratozoospermia. El análisis de la región del factor de azoospermia en el cromosoma Y no reveló microdeleciones. Otras pruebas de secuenciación no pudieron encontrar una explicación alternativa para la infertilidad del paciente. Este caso demuestra un posible papel de TSSK1B en la reproducción masculina.

© 2018 S. Karger AG, Basilea

Hechos establecidos

* Las eliminaciones intersticiales de 5q22 son raras y suelen ir acompañadas de complicaciones neurológicas y de desarrollo.

* La mayoría de los genes de la banda cromosómica 5q22 no se han estudiado exhaustivamente ni se han asociado a un fenotipo clínico.

Ideas novedosas

* Presentamos un caso con una deleción heterocigota en el locus 5q22.2q23. 1 que no presenta los problemas de desarrollo que típicamente surgen de este tipo de deleción.

* El gen TSSK1B dentro de este locus ha sido probado funcionalmente recientemente en organismos modelo; aquí podemos ver el primer informe de haploinsuficiencia de este gen que potencialmente causa un fenotipo humano.

• TSSK1B puede ser una causa putativa de infertilidad por factores masculinos.

Las deleciones intersticiales de 5q22q23 son relativamente raras y, por lo general, se acompañan de características clínicas graves, como retraso del desarrollo, retraso del crecimiento y características dismórficas . Las deleciones en esta región a menudo involucran el gen supresor tumoral APC (OMIM 611731) y conducen a poliposis adenomatosa familiar (PAF). La PAF es una afección autosómica dominante hereditaria que conduce a múltiples pólipos intestinales y predisposición al cáncer de colon. Aunque la primera deleción intersticial de 5q reportada fue en 1979 , el locus de APC fue descubierto más tarde por Kinzler et al. , que asigna a la 5q22.banda 2. Debido al momento de este descubrimiento, todos los casos clínicos de eliminaciones de 5q hasta ese momento no examinaron la manifestación de la PAF en el paciente y, por lo tanto, no aportan ninguna información sobre la relación entre las eliminaciones de 5q22 y la PAF. Los pacientes con deleciones cromosómicas que incluyen APC se diagnostican con mayor frecuencia cuando sus características dismórficas se revelan en la infancia o cuando no prosperan y muestran otros signos de retraso en el desarrollo ; aquellos que permanecen asintomáticos generalmente experimentan manifestaciones gastrointestinales como pérdida de peso, rectorraggia y obstrucción intestinal.

Debido a la caracterización exhaustiva de la base molecular de la PAF y la gravedad de sus síntomas patológicos, el enfoque clínico se concentra con mayor frecuencia en el gen APC en sí o en las consecuencias físicas de una gran deleción cromosómica, revelando poca o ninguna información sobre la función de otros genes en la banda 5q22.2. Aunque se han descrito varias aberraciones cromosómicas, el análisis de las consecuencias tiende a centrarse en las características dismórficas resultantes o PAF sin impartir función a genes individuales. Las deleciones grandes dentro del cromosoma en sí se presentan con un fenotipo complejo, combinando varias características clínicas de las mencionadas anteriormente y pueden ser un desafío para el médico diagnosticador.

Reporte de caso y Métodos

El paciente es un varón búlgaro de 23 años sin historia clínica previa. En su primera admisión, se quejaba de rectorraggia frecuente sin anomalías en la frecuencia de defecación o pérdida de apetito. Se le realizó una sigmoidoscopia con resultados que apuntaban a la PAF, para lo cual fue dirigido a un departamento de gastroenterología especializado para realizar pruebas adicionales. Los antecedentes familiares no estaban disponibles por razones éticas, ya que el paciente había estado en una familia de acogida desde una edad temprana y no había contacto con sus padres biológicos. La fibrocolonoscopia reveló un gran número de pólipos en el recto y en el sigmoide, de color rojo pálido a rojo oscuro, con hiperplasia (Fig. 1A). No hubo lesiones asociadas a PAF fuera del tracto gastrointestinal. En este punto, el paciente fue remitido a nuestro laboratorio genético para confirmar el diagnóstico de PAF.

El ADN genómico se aisló de sangre periférica utilizando protocolos estándar y se utilizó para examinar el gen APC en busca de deleciones y duplicaciones más grandes utilizando MLPA. El kit de APC MLPA se obtuvo de MRC-Holland (PO43, Ámsterdam, Países Bajos) y el análisis se realizó de acuerdo con las instrucciones del fabricante.

Para determinar los límites de la deleción, se analizó el ADN genómico mediante matriz CGH en una matriz de oligonucleótidos de 1M de alta resolución de acuerdo con el protocolo del fabricante (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, EE. La detección de la variación del número de copias (NVC) se realizó utilizando un programa informático CitoGenómico (versión 2.9.2.4, Agilent Technologies). Se utilizaron los siguientes ajustes de análisis: algoritmo de aberración ADM-2, umbral: 6.0, tamaño de ventana: 0,5 Mb, filtro: 5 sondas y relación log2 = 0,29.

El eyaculado se separó en el laboratorio y se estudió en el orden: observación de la preparación nativa, determinación de la concentración de espermatozoides, evaluación de la vitalidad en la movilidad <40% y evaluación de la morfología de los espermatozoides según los criterios de ESHRE/NAFA, utilizando el Analizador de Clase de Espermatozoides (SCA), un sistema de análisis cuantitativo y cualitativo de parámetros de espermatozoides humanos.

Se realizaron pruebas moleculares para microdelecciones en la región del factor de azoospermia, tal como se describe en las directrices y normas de la Academia Europea de Andrología .

Se realizó la secuenciación de Sanger para examinar regiones previamente informadas asociadas con infertilidad masculina, es decir, DAZL (OMIM 601486), SEPT12 (OMIM 611562), SLC26A8 (OMIM 608480), SYCE1 (OMIM 611486) y, posteriormente, TSSK1B (OMIM 610709).

Resultados

Se encontró una disminución del área de pico del 50% en todas las sondas génicas específicas de APC por MLPA. Como esto correspondía a una deleción heterocigótica de toda la secuencia del gen APC, nuestro siguiente paso fue realizar una matriz CGH para determinar los límites de la deleción. Los resultados obtenidos mostraron que la deleción intersticial en el cromosoma 5q se limitaba a la región 5q22.2q23.1, de aproximadamente 8 Mb de longitud (Fig. 2A). La deleción abarca la región entre pares de bases chr5: 111,779,298-119,794,955(GRCh37/hg19), cariotipo: arr 5q22.2q23.1 (111779298_119794955)×1 , confirmando la deleción de APC e involucrando a otros 29 genes codificadores de proteínas en la deleción. Junto con los genes APC y MCC bien descritos, otro gen, TSSK1B, había sido estudiado previamente y atribuido con una función específica. TSSK1B se expresa altamente en los testículos y se requiere durante el desarrollo de las espermátidas . Por lo tanto, decidimos realizar un análisis de semen y probar a nuestro paciente para infertilidad, conteo de espermatozoides, morfología y motilidad.

La evaluación final concluyó que el paciente padecía astenoteratozoospermia con prevalencia de defectos cefálicos, morfología espermática atípica del 97% y motilidad espermática reducida (Fig. 2C). El valor del índice de teratozoospermia de 1,71 muestra más de 1 defecto por espermatozoide individual, lo que apunta a una espermatogénesis deteriorada. Dado que este fenotipo es causado con mayor frecuencia por microdeleciones en la región del factor de azoospermia y que las eliminaciones cromosómicas grandes dentro del cromosoma Y no se mostraron en la matriz CGH, realizamos pruebas moleculares para detectar posibles microdeleciones en el cromosoma Y. Nuestro análisis no reveló ninguna deleción en los marcadores de factor de azoospermia sY84, sY86, sY127, sY134, sY254 y sY255. Las pruebas para detectar las mutaciones más comunes en los genes asociados con la infertilidad masculina, como DAZL, SEPT12, SLC26A8 y SYCE1, no revelaron alteraciones. Finalmente, la secuenciación del gen TSSK1B no reveló anormalidades dentro de la única copia presente.

Estos resultados redujeron la posibilidad de que TSSK1B sea un gen candidato fuerte para la infertilidad masculina y esté involucrado en el fenotipo de astenoteratozoospermia de nuestro paciente.

Discusión

En la literatura rara vez se han notificado eliminaciones cromosómicas de la banda 5q22 que dan lugar a PAF. Los informes existentes tienen como objetivo comparar y contrastar las eliminaciones entre diferentes casos de pacientes; sin embargo, las implicaciones patológicas de esas eliminaciones no se han investigado en detalle más allá del diagnóstico clínico inicial . El tamaño de la región intersticial eliminada de 5q varía mucho entre los pacientes, oscilando entre 1,7 Mbp y 20 Mbp y más, y la mayoría de los casos se presentan con diversos grados de discapacidad de aprendizaje, retraso en el crecimiento y signos dismórficos de menor a mayor . Estos síntomas no se limitan a una sola banda cromosómica (Fig. 2B), lo que ha impedido la clasificación de subtipos de deleción 5q, aunque se han realizado varios intentos . Los hallazgos notables de estos estudios muestran una falta de correlación genotipo-fenotipo en los casos que comparten una región afectada, así como ninguna asociación entre el tamaño de la deleción y la gravedad del fenotipo.

Según nuestro conocimiento, la última revisión de genes y sus funciones dentro de esta región fue realizada por Ofner et al. . Hasta el momento, solo 4 genes (APC, MCC, TRIM36 y HSD17B4) ubicados dentro de la región eliminada en nuestro paciente se han asociado con una enfermedad en OMIM, aunque la investigación está en curso. Además, el estado de fertilidad de la mayoría de los pacientes con deleción de 5q nunca se publicó debido a su edad temprana, y su condición nunca se siguió después del diagnóstico inicial. En informes publicados previamente de eliminaciones de 5q, solo un caso ha documentado una posible herencia de una eliminación de TSSK1B de un portador masculino sospechoso; sin embargo, el padre del paciente no pudo ser examinado para confirmar que la eliminación fue hereditaria. En cuanto a TSSK1B que abarca las NVC en la población normal, solo hay una entrada de DGV única de pérdida de copia (nsv599396, tamaño de muestra total 17,421; PMID 21841781) .

En el paciente aquí presentado, no observamos síntomas patológicos graves que se exhiben en casos típicos de deleción 5q22 además de la PAF. Esto puede explicarse por la posibilidad de que la deleción que presentamos no se superponga completamente con las deleciones en pacientes con problemas dismórficos/de desarrollo graves (Fig. 2B). Mientras que el fenotipo clínico común para pacientes con deleciones en el brazo largo del cromosoma 5 cubre una amplia gama de características como retraso en el desarrollo, retraso en el crecimiento, retraso psicomotor, puente nasal plano y otros, el fenotipo presentado por nuestro paciente está representado casi exclusivamente por la deleción heterocigótica del gen APC y el consiguiente diagnóstico de PAF.

Los antecedentes genéticos de los factores de infertilidad testicular, específicamente la astenozoospermia, han sido limitados y mal descritos durante mucho tiempo. La mayoría de los factores de infertilidad testicular y sus antecedentes genéticos se han relacionado con genes que residen en el cromosoma Y y aberraciones cromosómicas que involucran al cromosoma Y. Ha habido avances en el campo, ya que investigaciones recientes han tenido como objetivo relacionar fenotipos de dismorfología espermática con genes específicos, como DAZL, SYCE1, SLC26A8, SEPT12 y otros que tienen una función relacionada con la espermatogénesis . Aun así, el campo de la genética de la infertilidad masculina sigue siendo relativamente nuevo, y las contribuciones novedosas son cruciales para la mejora continua de las pruebas genéticas, el diagnóstico y el asesoramiento .

La serina/treonina quinasa 1 específica para testículos es un gen sin intrones, parte de la familia TSSK y una rama de la superfamilia de serina/treonina quinasa. Fue identificado por primera vez por Bielke et al. , que en su estudio atribuyó al gen un marco de lectura abierto de 1092 pb que codifica una proteína 364-aa. El TSSK1B humano se investigó utilizando manchas boreales y manchas de puntos, que mostraron una similitud del 85% con el Tssk1b murino.El gen se mapeó en el cromosoma 5q22, en una región que no muestra sintenia con el locus cromosómico de ratón de Tssk1b . Otros estudios han señalado que la expresión específica de Tssk1b se localiza casi exclusivamente en los testículos, lo que implica una función relacionada con la reproducción y la espermatogénesis . Los estudios de expresión temporal demostraron además que Tssk1b se expresa exclusivamente en las últimas etapas de la maduración de los espermatozoides . La función de Tssk1b fue confirmada in vivo por Xu et al. usar ratones quiméricos para determinar si una deleción dirigida en Tssk1b y Tssk2 puede transmitirse en la línea germinal. Sus experimentos mostraron que los ratones quiméricos solo producían descendencia de tipo salvaje, a pesar de que las células espermáticas contenían tanto el alelo de tipo salvaje como el alelo mutado. El examen posterior de los testículos y el epidídimo en la quimera mostró que solo un número bajo de espermatozoides podía alcanzar la maduración . En su estudio, Xu et al. sugirió que la infertilidad es causada por la haploinsuficiencia. Aunque no se ha estudiado el mecanismo exacto de la manifestación patológica, las implicaciones funcionales de una deleción de alelos en este gen parecen dar lugar a una morfología alterada de los espermatozoides. En los seres humanos, una microdeleción que abarque TSSK1B puede constituir un factor de riesgo para la infertilidad masculina.

Hasta ahora, TSSK1B se ha estudiado exclusivamente en modelos animales, y las implicaciones funcionales no se han explorado en humanos. Aquí presentamos lo que consideramos el primer caso de correlación entre una copia eliminada de TSSK1B y astenozoospermia, posiblemente confirmando el vínculo entre el gen y la función in vivo.

Conclusión

Este es uno de los pocos casos que describen a un adulto joven con una gran deleción intersticial en el cromosoma 5, con síntomas que se manifiestan a una edad en la que el paciente puede ser sometido a pruebas de fertilidad. Hasta donde sabemos, no se ha examinado a ningún paciente con deleciones en la banda 5q22.2 en busca de infertilidad, y solo se ha observado un caso de herencia posible, aunque no confirmada, de una deleción de TSSK1B de un portador masculino. Incluso las alteraciones de desarrollo más leves observadas, además del fenotipo FAP, deben conducir a una investigación adicional de esta región cromosómica más allá del gen APC, utilizando los métodos enumerados anteriormente para definir cualquier alteración cromosómica. También nos gustaría fomentar el estudio adicional del papel de TSSK1B en la reproducción masculina y su papel en la causa de astenozoospermia.

Además, demostramos la utilidad de MLPA y CGH de matriz en la práctica clínica. MLPA podría considerarse como el análisis de primera línea, y si se encuentra una deleción de todo el gen diana, los resultados podrían confirmarse y los puntos de corte localizados por CGH de matriz.

Reconocimiento

Agradecemos a la familia que proporcionó la información clínica y dio permiso para publicarla.

Declaración de ética

El paciente firmó formularios de consentimiento informado para pruebas genéticas y fotografía médica. Los autores no tienen conflictos éticos que revelar.

Declaración de divulgación

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Contacto del autor

Detalles del artículo / Publicación

Derechos de autor / Dosis de medicamentos / Descargo de responsabilidad

Derechos de autor: Todos los derechos reservados. Ninguna parte de esta publicación puede ser traducida a otros idiomas, reproducida o utilizada en cualquier forma o por cualquier medio, electrónico o mecánico, incluyendo fotocopias, grabaciones, microcopias, o por cualquier sistema de almacenamiento y recuperación de información, sin el permiso por escrito del editor.
Dosis de medicamentos: Los autores y el editor han hecho todo lo posible para garantizar que la selección de medicamentos y la dosis establecidas en este texto estén de acuerdo con las recomendaciones y prácticas actuales en el momento de la publicación. Sin embargo, en vista de la investigación en curso, los cambios en las regulaciones gubernamentales y el flujo constante de información relacionada con la terapia farmacológica y las reacciones a los medicamentos, se insta al lector a que revise el prospecto de cada medicamento para ver si hay cambios en las indicaciones y dosis y advertencias y precauciones adicionales. Esto es particularmente importante cuando el agente recomendado es un medicamento nuevo y/o de uso poco frecuente.
Descargo de responsabilidad: Las declaraciones, opiniones y datos contenidos en esta publicación son únicamente de los autores y colaboradores individuales y no de los editores y el editor(es). La aparición de anuncios y / o referencias de productos en la publicación no constituye una garantía, respaldo o aprobación de los productos o servicios anunciados o de su efectividad, calidad o seguridad. El editor y el editor(es) declinan la responsabilidad por cualquier daño a personas o bienes que resulte de cualquier idea, método, instrucciones o productos mencionados en el contenido o los anuncios.