A Determinação e Diferenciação do Sexo

Prof. Dr. Decio BrunoniCentro de Genética Médica -

UNIFESP

A Determinação e Diferenciação do Sexo

Prof. Dr. Decio BrunoniCentro de Genética Médica -

UNIFESP

Agradecimento: Profa.Dra.M.I. Melaragno

INTRODUÇÃO

MAIORIA DOS ANIMAIS: DUAS FORMAS SEXUAIS

MACHO E FÊMEA

FATORES AMBIENTAIS PEIXES E RÉPTEIS

330 C SEXO MASCULINO

BALANÇO DE DOSE X:AUTOSSOMOS

DROSÓFILA XX:SEXO FEMININO

X:SEXO MASCULINO

DIMORFISMO DOS CROMOSSOMOS SEXUAIS

AVES ZZ MACHOS ZW FÊMEAS

MAMÍFEROS XX XY

NOS MAMÍFEROS

4000 espécies

NO HOMEM: O CROMOSSOMO Y

No Camundongo SEM Y COM Y

45,X 46,XX 46,XY 47,XXY

S. Turner

Sexo Feminino Sexo Masculino

46, XY46, XY TESTÍCULOSTESTÍCULOSTESTÍCULOS

OVÁRIOSOVÁRIOSOVÁRIOS

CariótipoCariótipo:: GônadasGônadas::

46, XX46, XX

Gene SRYGene SRY

DuctosDuctos Internos: Internos: Genitais Externos:Genitais Externos:

testosteronatestosterona

Ductos de Wolff:• Vasos deferentes• Epidídimos• Vesículas seminais

DuctosDuctos de de Wolff Wolff::•• Vasos deferentes Vasos deferentes•• EpidídimosEpidídimos•• Vesículas seminais Vesículas seminais

Ductos de Wolff:Regridem

DuctosDuctos de de Wolff Wolff::RegridemRegridem

AMHAMHAMH

D. de Müller:• Ovidutos• Útero• Vagina (1/3 superior)

D. de Müller:• Ovidutos• Útero• Vagina (1/3 superior)

D. Müller:Regridem

D. D. MüllerMüller::RegridemRegridem

5 DHT 5 5 DHT DHT

Seio Urogenital:• UretraTubérculo Genital:• Glande do PênisPregas Genitais:• Coluna do PênisSaliências lábios-escrotais :• Escroto

SeioSeio Urogenital Urogenital::•• Uretra UretraTubérculo Genital:Tubérculo Genital:•• Glande do PênisGlande do PênisPregas Genitais:Pregas Genitais:•• Coluna do PênisColuna do PênisSaliências lábios-Saliências lábios-escrotaisescrotais ::•• EscrotoEscroto

Seio Urogenital: • Vagina (parte inferior)Tubérculo Genital: • ClitórisPregas Genitais: • Pequenos Lábios Saliência lábio-escrotais: • Grandes Lábios

SeioSeio Urogenital Urogenital: : •• Vagina (parte inferior)Vagina (parte inferior)Tubérculo Genital: Tubérculo Genital: •• ClitórisClitórisPregas Genitais: Pregas Genitais: •• Pequenos LábiosPequenos Lábios Saliência lábio-Saliência lábio-escrotaisescrotais:: •• Grandes Lábios Grandes Lábios

DIFERENCIAÇÃO SEXUAL NORMAL

A EMBRIOLOGIA E A CITOLOGIA

Etapa do Dias após Comprimento

desenvolvimento fertilização do embrião (mm)

Migração das CG 19 1-3

Ductos de Wolff 25-30 2-3

Prega genital 37-45 7-15

Cordões testiculares 43-50 13-20

Sertoli e regressão M 60 30

Células de Leydig 65 32-3 5

Completa regressão M 75-78 55

CÉLULAS GERMINATIVAS

Origem: cels da massa celular interna

Estágio VII a VIII (17-20d)

Migração: primórdio gonadal

(fibronectina)

PREGA GENITAL=PRIMÓRDIO GONADAL

CG migram para PG : programa informacional

Meio de cultura condicionado por PG promove aumento no número da

CG

TGF-B1?

Suporte celular somático

“todas as CG são potencialmente femininas e só seguem o caminho da

espermatogênese em território testicular”

CG -XY não entram em meiose

GÔNADAS

GI Testículo

Estágio XVIII-14-20 mm-49 dias

Blastema gonadal é dividido por fina septação em cordões testiculares os

quais incorporam as CG

Células de suporte diferenciam-se em cels de Sertoli - CS (como?)

CS influenciam (?) diferenciação das células de Leydig

evidentes pelo dia 60

GÔNADAS

GI Ovário

Cels de suporte: pré-folículos e pré-granulosa

Cels germinativas na região cortical

Cels mesenquimais formam túnica albugínea

Oócito entram em prófase meiótica se ambos X ativos

MIS “meiosis-inducing substance”

Cels da teca interna: esteróides

CG essenciais para manutenção do ovário

BUSCANDO O FATOR DETERMINANTE

TESTICULAR

O PAPEL DA CITOGENÉTICA CLÍNICAJacobs PA; Ross A. Structural abnormalities of the Y chromosome in man. Nature 210:

352,1966.

Ferguson-Smith MA et.al. X-Y chromosomal interchange in the etiology of true

hermaphrodites and XX Klinefelter syndrome. Lancet I:475,1966

“Pacientes que retêm o Yp apresentam diferenciação testicular”

19519599

19519599

19619666

19619666

19819866

19819866

19819877

19819877

19819899

19819899

19919900

19919900

YpYpYpYp

YqYqYqYq

Reg

ião

Reg

ião

Pse

ud

o-P

seu

do-

auto

ssôm

ica

auto

ssôm

ica

Reg

ião

Reg

ião

Pse

ud

o-P

seu

do-

auto

ssôm

ica

auto

ssôm

ica

1111

2222

3333

4A4A4A4A

1A11A1(140 kb)(140 kb)

1A11A1(140 kb)(140 kb)

1A21A2(140 kb)(140 kb)

1A21A2(140 kb)(140 kb)

1B1B1B1B

1C1C1C1C

ZFYZFYZFYZFY

60 kb60 kb60 kb60 kb

35 kb35 kb35 kb35 kb

SRYSRYSRYSRY

31 anos de caça ao fator determinante do testículo31 anos de caça ao fator determinante do testículoRegião verde = Região candidata:Região verde = Região candidata:

30 - 40 milhões de bases (1959) 250 bases (1990) 30 - 40 milhões de bases (1959) 250 bases (1990)

31 anos de caça ao fator determinante do testículo31 anos de caça ao fator determinante do testículoRegião verde = Região candidata:Região verde = Região candidata:

30 - 40 milhões de bases (1959) 250 bases (1990) 30 - 40 milhões de bases (1959) 250 bases (1990)

OS CROMOSSOMOS X E Y Duas Regiões

1 Região homóloga = pseudoautossômica

Burgoyne, 1982

Permite o correto pareamento cromossômico com formação do complexo

sinaptonêmico

Sofre recombinação

1 Região específica = padrão clássico de herança ligada ao sexo

CLASSIFICAÇÃO DOS ERROS DA DETERMINAÇÃO E DIFERENCIAÇÃO

DO SEXO

(Baseado em Goldenstein e Wilson,1973)

I Erros na determinação do sexo genético

(45,X;XXY;X/XY)

II Erros na determinação do sexo gonadal

(HV;Homem XX;Mulher XY)

III Erros na diferenciação do sexo fenotípico

1.Pseudo-Hermafroditismo Masculino Familial

2.Pseudo-Hermafroditismo Feminino Familial

3. Defeitos familiais no desenvolvimento dos ductos

46, XY46, XY TESTÍCULOSTESTÍCULOSTESTÍCULOS

OVÁRIOSOVÁRIOSOVÁRIOS

CariótipoCariótipo:: GônadasGônadas::

46, XX46, XX

Gene SRYGene SRY

DuctosDuctos Internos: Internos: Genitais Externos:Genitais Externos:

testosteronatestosterona

Ductos de Wolff:• Vasos deferentes• Epidídimos• Vesículas seminais

DuctosDuctos de de Wolff Wolff::•• Vasos deferentes Vasos deferentes•• EpidídimosEpidídimos•• Vesículas seminais Vesículas seminais

Ductos de Wolff:Regridem

DuctosDuctos de de Wolff Wolff::RegridemRegridem

AMHAMHAMH

D. de Müller:• Ovidutos• Útero• Vagina (1/3 superior)

D. de Müller:• Ovidutos• Útero• Vagina (1/3 superior)

D. Müller:Regridem

D. D. MüllerMüller::RegridemRegridem

5 DHT 5 5 DHT DHT

Seio Urogenital:• UretraTubérculo Genital:• Glande do PênisPregas Genitais:• Coluna do PênisSaliências lábios-escrotais :• Escroto

SeioSeio Urogenital Urogenital::•• Uretra UretraTubérculo Genital:Tubérculo Genital:•• Glande do PênisGlande do PênisPregas Genitais:Pregas Genitais:•• Coluna do PênisColuna do PênisSaliências lábios-Saliências lábios-escrotaisescrotais ::•• EscrotoEscroto

Seio Urogenital: • Vagina (parte inferior)Tubérculo Genital: • ClitórisPregas Genitais: • Pequenos Lábios Saliência lábio-escrotais: • Grandes Lábios

SeioSeio Urogenital Urogenital: : •• Vagina (parte inferior)Vagina (parte inferior)Tubérculo Genital: Tubérculo Genital: •• ClitórisClitórisPregas Genitais: Pregas Genitais: •• Pequenos LábiosPequenos Lábios Saliência lábio-Saliência lábio-escrotaisescrotais:: •• Grandes Lábios Grandes Lábios

DIFERENCIAÇÃO SEXUAL NORMAL

Diferenciação SexualDiferenciação SexualDiferenciação SexualDiferenciação Sexual

Determinação do Sexo CromossômicoDeterminação do Sexo Cromossômico46,XX 46,XX 46,XY46,XY

Determinação do Sexo GonadalDeterminação do Sexo GonadalOvários Ovários

TestículosTestículos Diferenciação dos Ductos internos e Diferenciação dos Ductos internos e

Genitália Genitália externaexterna

Determinação do Sexo CromossômicoDeterminação do Sexo Cromossômico46,XX 46,XX 46,XY46,XY

Determinação do Sexo GonadalDeterminação do Sexo GonadalOvários Ovários

TestículosTestículos Diferenciação dos Ductos internos e Diferenciação dos Ductos internos e

Genitália Genitália externaexterna

ESTUDO CLÍNICO DOS ESTADOS INTERSEXUAIS/

GENITAIS AMBÍGUOS

Anamnese

Exame Físico

Cariótipo

Exames hormonais

Exames de imagem

Testes moleculares/ outros exames

ALTERAÇÕES DO CROMOSSOMO Y ALTERAÇÕES DO CROMOSSOMO Y

E INFERTILIDADE MASCULINAE INFERTILIDADE MASCULINA

ALTERAÇÕES DO CROMOSSOMO Y ALTERAÇÕES DO CROMOSSOMO Y

E INFERTILIDADE MASCULINAE INFERTILIDADE MASCULINA

ESPERMATOGÊNESE HUMANAESPERMATOGÊNESE HUMANA

2n

2n 2n

n

n

n n

n

35 - 37oC

65 dias

ESPERMATOGÔNIAS PRIMORDIAISESPERMATOGÔNIAS PRIMORDIAIS

ESPERMATOZÓIDES MADUROSESPERMATOZÓIDES MADUROS

> 3 divisões mitóticas

2 divisões meióticas

- recombinação genética -

n n

n

nn

nn

DEFEITO NA PRODUÇÃO DE ESPERMATOZÓIDES

• Maioria: Causa ?

• Grau de contribuição Genética ?

• aberrações cromossômicas

• microdeleções de Yq

• mutações gênicas

GENES POTENCIAIS PARA A

ESPERMATOGÊNESE HUMANA

• Genes do cromossomo Y

• Genes envolvidos com mitose e .....meiose

• Genes que medeiam interações .....celulares

ABERRAÇÕES CROMOSSÔMICAS

Homens inférteis:

2,2%

Homens com azoospermia:

15,4%

% aberração cromossômica

contagem de espermatozóides

(X106 ml-1)

15,8

1,8

0,9

0,7

0,2

0

< 1 - 20

2 1 - 60

61 - 100

> 100

Chandley, 1990

ABERRAÇÕES CROMOSSÔMICAS

2.372 homens não

selecionados de clínicas de infertilidade

2,2%

Chandley, 1990

Cariótipo n

Todas anormalidades 51

47,XXY 24

47,XYY 5

46,XY/47,XYY 1

45,X/48,XYYY 1

45,X/46,X,r(Y) 1

46,X,inv(Y)(p11;q11) 1

47,XY,mar+ 4

translocação recíproca 10 translocção Robert. 4

ABERRAÇÕES CROMOSSÔMICAS E INFERTILIDADE MASCULINA

SÍNDROME de KLINEFELTER 47,XXYSÍNDROME de KLINEFELTER 47,XXY

((46,XY/47,XXY; 48,XXXY)46,XY/47,XXY; 48,XXXY)

1: 600 nascimentos masculinos 1: 600 nascimentos masculinos

4,6 % homens inférties4,6 % homens inférties

testículo atrésico + azoospermiatestículo atrésico + azoospermia HOMENS 46,XXHOMENS 46,XX

Semelhante à Síndrome de KlinefelterSemelhante à Síndrome de Klinefelter

1: 10.000 nascimentos masculinos 1: 10.000 nascimentos masculinos

ABERRAÇÕES CROMOSSÔMICAS E INFERTILIDADE MASCULINA

47,XYY47,XYY

testículos comprometimento da testículos comprometimento da normais normais espermatogêneseespermatogênese

1,271,27: 1.000 nascimentos masculinos : 1.000 nascimentos masculinos

2,12,1 : 1.000 homens inférties : 1.000 homens inférties

ABERRAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAIS EQUILIBRADAS E INFERTILIDADE

• Translocação Translocação (Y;Autossomo)(Y;Autossomo)

• Translocação Translocação (X;Autossomo)(X;Autossomo)

• Translocação Translocação RobertsonianaRobertsoniana

• Translocação recíproca Translocação recíproca entre autossomosentre autossomos

FALHA NO EMPARELHAMENTO DOS CROMOSSOMOS NA MEIOSE

• Morte dos gametócitos e células Morte dos gametócitos e células germinativasgerminativas

• Parada da progressão espermatogênicaParada da progressão espermatogênica

• Falta de maturação das células germinativasFalta de maturação das células germinativas 47,XYY47,XYY Maioria: Maioria: Fértil - Prole NormalFértil - Prole Normal

• Eliminação do cromossomo Y extraEliminação do cromossomo Y extra

• Seleção das células XYSeleção das células XY

A Z F - “Azoospermia Factor”

Gene ou complexo de genes necessários para a espermatogênese

HOMENS COM AZOOSPERMIA:

• Maioria é cromossomicamente normal

• 10 - 18% com microdeleções em Yq.

Gene ou família de genes (AZF) em Yq11.23

genes candidatos: RBM - DAZ

Cromossomo Y 1

2

3

4a

b

5

6

4

SRY

AZF

I

IIIIIIVVVIVIIVIIIIXXXIXIIXIIIXIVXVMa e

col.,1993

RBM1

RNA binding Motif Protein

1

Gene DAZ (Deleted in AZoospermia)

• Transcrição testículo-específica

(espermatogônias e derivados imediatos)

• Proteína com domínio de ligação ao RNA

• 13 % dos indivíduos com azoospermia tem ....deleção de DAZ

• Não foi verificada mutação

Azoospermia: microdeleção de 3 diferentes .......................regiões (AZFa, AZFb e AZFc)

Reijo e col., 1995