Infertilidad nmasculina - FFyB

11/06/2014
EPIDEMIOLOGÍA
EL LABORATORIO EN LOS
TRASTORNOS DE LA
REPRODUCCIÓN
Infertilidad masculina
MATERIAS ELECTIVA
DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA CLÍNICA
10 de junio de 2014
Gabriela R. Mendeluk
Laboratorio de Fertilidad Masculina
Departmento de Bioquímica Clínca
Facultad de Farmacia y Bioquímica
Universidad de Buenos Aires.
Practice Committee of the American Society of Reproductive Medicine.
Definitions of infertility and recurrent pregnancy loss. Fertil Steril 2008;
.
89: 1603
Se considera que una pareja tiene problemas de
fertilidad cuando luego de mantener relaciones
sexuales frecuentes sin emplear anticonceptivos
no logra la concepción en un año
Etiopatogenia
• El pico de fertilidad se alcanza a los 24 años
• Probabilidad de concebir de una pareja
normal es de 25% en un mes, 75% a los 6
meses, 90% en un año y 95% en dos años
• Entre el 8 y 14% de las parejas presentan
alguna forma de infertilidad a lo largo de su
vida reproductiva (35-70 millones afectados)
• Antes de 1970 era raro que alguien consultara
por infertilidad
McLachlan R, de Kretzer D. Male infertility: The case for
continued research. MJA 2001; 174: 116-7
Una de cada cinco parejas tiene algún problema
de fertilidad atribuyéndose esta en partes
iguales al factor femenino y masculino .
TRACTO GENITAL MASCULINO
Las causas que afectan la fertilidad pueden
dividirse desde un punto de vista práctico en
distintos factores que alteraran las porciones
pretesticulares (hipotálamo-hipófisis),
testiculares (75%-tubos seminíferos) o
postesticulares (vía espermática y eyaculación).
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REGULACIÓN HORMONAL
Factor hormonal
Deficiencia de múltiples hormonas tróficas
Idiopática
Secundaria a: tumor, tuberculosis, irradiación,
enf.vasculares,etc
Secundario a hiperprolactinemia
Deficiencia aislada de gonadotrofinas
Sindrome de Kallman (1:10.000 a 1:60.000 nacidos vivos)
Deficit aislado de FSH
Deficit aislado de LH (Eunuco fertil)
Sindromes genéticos (Prader Willi, Laurence-Moom)
Enfermedades agudas y crónicas: HIV, hemocromatosis, hepatopatías,
obesidad.
Factor genético (15%)
Las alteraciones hormonales son una causa poco
frecuente de alteración de la fertilidad
masculina.
El déficit de gonadotrofinas se denomina
hipogonadismo hipogonadotrófico, pudiendo ser
congénito o adquirido.
Es fácilmente tratable con reemplazo hormonal,
con muy buen pronóstico.
Abortos por causa genética
•
•
•
De cada 100 concepciones, sólo 35 llegan a término
El 85% de los ovocitos pueden ser fecundados, el 70% de ellos logran implantarse y
solamente el 42% son responsables de la primer falta menstrual
El 52% de esas concepciones no logran alcanzar las 12 semanas de embarazo
Este alto porcentaje de muerte embrionaria temprana parecen ser
mayoritariamente secundarias a anomalías cromosómicas.
La incidencia de las anomalías cromosómicas del recién nacido es de 0,6%
La incidencia de anomalías cromosómicas en abortos espontáneos del primer
trimestre es de 60%.
(96% son anomalías numéricas y 4% anomalías estructurales)
La mayoría de las anomalías numéricas se originan de novo, por ausencia de
disyunción meiótica en un progenitor o de una no disyunción mitótica postfecundación.
Materna: trisomías autosómicas -Paternas: aneuploidías de cromosomas sexuales
La alteración cromosómica más frecuente en infertilidad
masculina es el Síndrome de Klinefelter, cuya constitución
es 47 XXY
( 1 de cada 500 nacidos vivos y se encuentra en el 7% de
todos los hombres infértiles).
Otros cuadros cromosómicos menos frecuentes
relacionados con infertilidad son el 47 XYY o las
translocaciones que se asocian con defectos en el proceso
de espermatogénesis con detención de la misma por
afectación del proceso meiótico.
Obstrucción de la vía espermática
Se manifiesta como oligozoospermia o azoospermia
El lugar más frecuente es el epidídimo
Causas:
 infección (epididimitis, deferentitis, prostatitis),
 factor congénito (mutación del gen CTRF)
 factor traumático
 voluntaria (vasectomía como método
anticonceptivo)
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Criptorquídea
Los trastornos del descenso testicular se observan aproximadamente en el 3 a 4% de
los recién nacidos.
En la mayoría de estos niños los testículos descienden en forma espontánea durante
los primeros meses de la vida.
Solamente 0.7 al 0.8% de los testículos no han descendido al año de vida .
Entre el 10 al 20% de las criptorquidias son bilaterales y 3% de éstas cursan con
ausencia congénita de uno o de ambos testículos.
Asi la totalidad de los hombres con criptorquidida bilateral no descendida y el 70% de
los hombres con criptorquidia unilateral no descendida son subfértiles.
Factor infeccioso
La fiebre urliana postpuberal puede asociarse
con orquitis y esta en más de un 40% se asocia
con atrofia testicular.
La infección subclínica de la vía espermática
altera la función espermática por distintos
mecanismos. Los gérmenes habitualmente
identificados son el Mycoplasma, la Chlamydia y
los gérmenes Gram negativos.
Los testículos criptorquídicos presentan en el examen histológico túbulos disminuidos
de tamaño, con hipoespermatogénesis variable.
Factor inmunológico
La formación de anticuerpos
antiespermatozoides se debería a un contacto de
los espermatozoides con el sistema inmunitario
al alterarse la barrera hematotesticular
debiendo existir algun factor predisponente en la
persona. Estos anticuerpos afectan la función
espermática en distintos puntos como la
movilidad, migración y capacidad fecundante
Factor vascular-varicocele
a) Trastornos en la regulación de la temperatura testicular
b) Trastornos metabólicos en la glucólisis espermática
c) Efecto tóxico sobre la espermatogénesis
d) Degeneración de la unión de la célula de Sertoli con la
espermátide, trastornos en la espermiación
e) Alteración de las células de Leydig con la consiguiente
disminución de testosterona.
Si bien no hay total consenso, en un trabajo realizado en 1992
por la Organización Mundial de la Salud se demostró el efecto
perjudicial del varicocele sobre la fertilidad y existen
evidencias clínicas y de laboratorio sobre el efecto perjudicial
del varicocele sobre la espermatogénesis.
GR
Ac anti IgG Humana total
Ac anti GR
Ac anti Ez
Quimioterapia y radioterapia
• El testículo, por su alto índice de división celular, es un
órgano muy sensible a los efectos de los agentes
quimioterápicos, de los cuales los más tóxicos son los
agentes alquilantes.
• El testículo es aun más sensible a la terapia radiante.
Con dosis de 200 - 300 cGy, se observa 100 % de
azoospermia a los 2 meses sin recuperación a los 40
meses de seguimiento. En contraste, con una dosis de
30 - 50 cGy hay azoospermia temporaria en el 100% de
los casos con recuperación en los 48 meses .
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Walschaerts M et al. Sperm cryopreservation: recent and marked increase in use for
.
testicular cancer compared with Hodgkin Disease. J Androl 28(6): 801-803, 2007
Banco de criopreservación de
gametas y tejido gonadal
Otras causas
Aneyaculación o retroeyaculación
 medicamentosas: antidepresivos, hipnóticos
lesiones traumáticas de la médula o de los
nervios simpáticos.
 las polineuritis (ej diabetes) .
Las neuropatías degenerativas (esclerosis en
placa)
A pesar de los progresos científicos de los
últimos años en particular en el campo de la
genética, se desconoce la etiología de la
infertilidad masculina en el 50% de los casos, es
la llamada “infertilidad idiopática”
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Los mecanismos fisiopatológicos no se conocen con claridad, sin embargo la hipótesis más
aceptada es la que asocia el fumar a la producción de stress estrés oxidativo
En el consultorio
• Condiciones potencialmente corregibles, como es el hipogonadismo
hipogonadotrófico, las obstrucciones, el varicocele y las infecciones.
• Condiciones irreversibles capaces de ser tratadas por técnicas de
reproducción asistida, como la agenesia de conductos deferentes.
• Condiciones irreversibles que no son capaces de ser tratadas y que
tendrán como opción la adopción o la inseminación con semen de
donante.
• Condiciones que pueden afectar la salud o la vida y que se manifiesten por
infertilidad, como un tumor hipofisario o un cancer testicular.
• Anormalidades genéticas que puedan comprometer la salud de la
descendencia en el caso de emplear técnicas de reproducción asistida.
Posibles tratamientos
Medicamentoso: tamoxifeno, citrato de clomifeno,
HCG, FSH urinaria o recombinante,
Testolactona, vitaminas, antibióticos, corticoides.
Quirúrgicos: varicocele, microcirugía de las vías
espermáticas.
Fertilización asistida.
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Los primeros pasos
CLASIFICACIÓN DEL VARÓN SEGÚN
CRITERIO SEMIOLÓGICO
Nº de espermatozoides
• Historia médica y reproductiva
• Examen físico
• Espermograma
Morfología
Control de Calidad Externa para el
Estudio del Semen Humano en
Argentina
81 laboratorios registrados
2 distribuciones por año
Movilidad
Estudios complementarios
• Bacteriológico
• Inmunológico
• Funcional (HOST-SOBRENADO-SOBREVIDA)
• Hormonal
• Histopatológico
• Citogenético
Estudios complementarios
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Evaluación endocrinológica
Análisis en orina post-eyaculado
Ecografía transrectal
Eco-doppler de cordones espermáticos
Cultivos
Test post-coital
MAR-test
Estudios de capacidad fecundante
Biopsia testicular
Cariotipo
Aneuploidías
Estudio de microdeleciones del cromosoma Y
Estudiar mutaciones del gen de la fibrosis quística(1/30 personas sanas)
El espermgrama es una prueba funcional
Un espermograma normal…
• Implica que el eje hormonal funciona adecuadamente
• Implica que el testículo funciona adecuadamente
• Implica permeabilidad de los conductos
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Azoospermia
Oligozoospermia
Valoración funcional espermática
ESTUDIAR LAS ANEUPLOIDÍAS
Si el porcentaje de aneuplodías supera al 25%
fracasa el ICSI.
El fenotipo suele ser oligoasteno grave y la
consecuencia la falla en la fecundación o el
aborto del primer trimestre
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PGD(Preimplantation Test)
CROMOSOMA Y
El 10% de los pacientes azoospérmicos
y el %5 de los oligozoospérmicos
graves presentan microdeleciones del
cromosoma Y
El locus AZF fue mapeado en el intervalo 6 del cromosoma y
situado en la banda citológica Yq 11.23
Introducción: Cromosoma Y
• Cromosoma Y: Diferenciación sexual y fertilidad
• AZF: AZFa, AZFb y AZFc
Diagnóstico genético de microdeleciones
• EAA 2004
– AZFa: Sind. Solo Células Sertoli
– AZFb: Arresto de la maduración en estadio
Espermatocito I
– AZFc: Efecto sobre la Espermiogénesis
• En el 50% de los pacientes es posible recuperar
espermatozoides mediante punción testicular
• Estudios poblacionales
Navarro-Costa, Goncalves et al. 2010
Simoni et al. 2004?
TESE(Testicular sperm extraction)
Si hay una deleción del
cromosoma Y, será heredada
indefectiblemente.
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Y si todo da levemente disminuído o
normal?
Introducción: Algoritmo diagnóstico
• Puede que sea fértil con otra pareja
fundamentalmente si es una mujer más joven.
• Algoritmo diagnóstico
• Estamos frente a un caso de esterilidad en la
que aún desconocemos la causa, que se suele
tratar empíricamente o por fertilización
asistida
Simoni et al. 2004
FERTILIZACIÓN ASISTIDA DE ALTA COMPLEJIDAD
FERTILIZACION ASISTIDA DE BAJA COMPLEJIDAD
FERTILIZACION IN VITRO (FIV)
• INDUCCIÓN A LA OVULACIÓN
• ESTIMULACIÓN DE LA OVULACIÓN
TÉCNICAS DE MEDIANA COMPLEJIDAD:
Preparación de
muestras de semen
• INSEMINACIÓN ARTIFICIAL
HOMÓLOGA
HETERÓLOGA
FERTILIZACIÓN ASISTIDA DE ALTA COMPLEJIDAD
El laboratorio en los trastornos de la
fertilidad masculina
Micromanipulación - ICSI (inyección espermática
intracitoplasmática)
•
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Espermograma
Evaluación endocrinológica
Análisis en orina post-eyaculado
Test post-coital
MAR-test
Estudios de capacidad fecundante
Biopsia testicular
Cariotipo
Aneuploidías
Estudio de microdeleciones del cromosoma Y
Estudiar mutaciones del gen de la fibrosis quística(1/30 personas sanas)
Banco de criopreservación de gametas
Fertilización asistida
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Assessment of human sperm protein tyrosine
phosphorylation by immunocytochemistry in a
clinical andrology laboratory. Preliminary data
SPERM MEMBRANE STRESS, SIGNALING AND
MALE INFERTILITY"
GR Mendeluk1, LM Sardi-Segovia1, PH Chenlo1, MN Pugliese1, H Repetto1, S Curi1,
J Ariagno1, E Prentki Santos1, P Paez2, EG Passanante3, LA Palaoro1
1Department of Clinical Biochemistry, Faculty of Pharmacy and Biochemistry, University of Buenos Aires, Argentina,2Semel Institute for Neuroscience and
Human Behavior Neuroscience, David Geffen School of Medicine, Los Angeles,California, and 3Department of Gynecology, University Clinical Hospital ‘‘José
de San Mart´ın,’’ Buenos Aires, Argentina
COST Action CM1201
WG2-WG3 meeting
May 6-10, 2014
AKMED Suna-Inan Kirac Museum
Old Town, Antalya TURKEY
Gabriela R. Mendeluk,PhD.
THE LABORATORY OF FERTILITY IN THE DEVELOPMENT AND APPLICATION OF
BIOCHEMICAL TECHNOLOGY IN TIMES OF ICSI.
Laboratory of Male Fertility,
Department of Clinical Biochemistry,
Faculty of Pharmacy and Biochemistry,
University of Buenos Aires, Argentina
Biotechnic & Histochemistry 2009, 84(6): 321–328.
WHO REFERENCE VALUES FOR SEMEN PARAMETERS. DATA
VERIFICATION IN BUENOS AIRES
Table Nº 7 Sperm functional tests without reference values according to WHO 2010.
Sperm functional test
Median
Range
Total progressive sperm recovered after swimup(102/ejacul )
19,4
1,5-232,4
Recovery rate(%)
41
5-97
Sperm survival at 18hs(%)
60
1-90
Protein tyrosine phosphorylation at 1h(%)
3
0-26
Protein tyrosine phosphorylation at 5h(%)
17
2-65
Protein tyrosine phosphorylation at 18h(%)
59
4-95
Hyperactivated motility at 1h(%)
19,4
2,5-41
Hyperactivated motility at 5h(%)
30
9,3-52,1
Hyperactivated motility at 18h(%)
10,8
0,4-23,9
A rare case of respiratory disorders associated with two
autosomal recessive diseases and male infertility
Gabriela Ruth Mendeluk, Ph.D.,1 Sergio Lo´pez Costa, M.D.,2 Sergio Scigliano, M.D.,3Guillermo Menga, M.D.,4 Sergio
Demiceu, M.D.,2 and Luis Alberto Palaoro, Ph.D.1
VCL>35 µm s-1, ALH >2,5 µm, STR >85% (SCA-Microoptic)
WHO 2010 provided reference values for semen analysis, however
clinical laboratories should verify them in healthy fertile males. In
order to be able to transfer this reference interval to our unit, we
proposed to examine the available data in our population. We also
provide the range of data obtained in this population for: the total
number of progressively motile and morphologically normal
spermatozoa in the ejaculate, kinematic parameter values and
functional tests, in an attempt to establish standardization in these
parameters.
The process of verification of the reference values was carried out
according to guidelines ofC28-A2 NCCLS so twenty men born in
Argentina who reside in Buenos Aires`s province or city were recruited
to participate. They were of proven fertility in the past 12 months. We
excluded individuals with pathologies by andrological consultation.
Samples were processed according to WHO criteria 2010. WHO
reference values were confirmed in Buenos Aires City, except for
semen volume. The range of values for total progressive and
morphologically normal spermatozoa as well as kinetic parameter
values, enrichment by swim up and functional test
results were established for our male fertile population, in an attempt
to contribute to the construction of future reference values.
Figure 1. Zeiss microscope mounted on an antivibration table
(Wentworth Laboratories, Ltd., Sandy, Bedfordshire, U.K.). Specimens
are examined using a 100 interference contrast lens. Beating
ciliated edges were recorded using a digital high-speed video
camera (Prosilica Cam recorder; Allied Vision Technology) at a rate of
400 frames/s, using a shutter speed of 1 in 4000.
Figure 2. Papanicolaou semen stained smear (1000
magnification)of the described patient.
Allergy Rhinol 4:e1–e5, 2013; doi: 10.2500/ar.2013.4.0038
Impact of spontaneous smoking cessation on sperm quality:
case report
E. Prentki Santos1, S. Lo´pez-Costa2, P. Chenlo1, M. N. Pugliese1, S. Curi1, J.
Ariagno1, H. Repetto1,
M. Sardi1, L. Palaoro1 & G. Mendeluk1
We evaluated sperm quality after a 3-month smoking cessation programme by
sperm analysis, objective sperm motility analysis, protein tyrosine
phosphorylationin capacitating conditions and DNA fragmentation (TUNEL).
Sperm analysis after smoking cessation revealed a distinctive improvement in
sperm concentration, fast spermatozoa (‡35 lm/s), sperm vitality, percentage
of spermatozoa recuperated after an enrichment technique and protein
tyrosine phosphorylation.
However, no changes were observed in the number of germinalcells in the
ejaculate, sperm morphology and sperm DNA fragmentation. It is concluded
that physicians should strongly advise their patients to quit smoking before
undergoing medical treatment or assisted reproduction techniques to
achieve pregnancy.
2011 Blackwell Verlag GmbH Æ Andrologia 43, 431–435
X-band ESR Spectrometer Bruker ECS 106
AMERICAN SOCIETY OF ANDROLOGY
35TH ANNUAL CONFERENNCE
APRIL10-13, 2010
HOUSTON TEXAS
BASIC SCIENCE WORKSHOP
10
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SPERM DNA FRAGMENTATION BY TUNEL, OUR EXPERIENCE IN
THE CLINICAL PRACTISE
Objectives: To establish the validity of the TUNEL test in determining
sperm DNA fragmentation , the relationship between the degree of
fragmentation and sperm parameters and the eligible sample to be
used for the testing .
Materials and Methods: Semen samples from healthy fertile men (n =
33), patients consulting for infertility prescription TUNEL test (n = 77)
and patients with failure in ICSI (n = 20) were employed
and analyzed according to WHO 2010. TUNEL test / propidium iodide
by flow cytometry was performed in baseline and post swim up
samples.
Results: The TUNEL cut-off (ROC curves) was 26 % with sensitivity and
specificity of 85 % and 89 % respectively. Median TUNEL results pre
and post swim up showed no significant difference (17.0 % vs.
12.9 %). However, 39.1 % had a difference superior to 15 (absolute
value) between basal and post swim up TUNEL. Morphology, motility
and vitality linear correlation with TUNEL post swim up were:
:r:-0.394, p<0.0001, r:-0.461, p< 0.0001, r: -0.526, p < 0.0001; being
higher than the pre selection test results.
In press: Actas Urológicas Españolas
Conclusions: TUNEL test is valid for its use in clinic. DNA
fragmentation is independent from currently
semen parameters. We found increased damage susceptibility to
laboratory procedures in samples of
lower quality. The specimen of choice for assessing DNA
fragmentation depends on the type of fertilization, meaning natural or
assisted.
Prevalence of AZF microdeletions in patients from Argentina and its correlation with Y
chromosome ethnic origin
Evguenia Alechine1, Mariano Cohen2*, Florencia Fulco2, Gabriela Mendeluk3 and Daniel Corach1
1 Servicio de Huellas Digitales Geneticas, Facultad de Farmacia y Bioquimica, Universidad de
Buenos Aires, Argentina
2 Sec. Andrología, Div. Urología, Depto. de Cirugía, Hospital de Clínicas “José de San
Martin”, Buenos Aires, Argentina
3 Departamento de Bioquimica Clinica, Hospital de Clínicas “José de San Martin”, Buenos
Aires, Argentina
Introduction
Microdeletions in the AZF region of the Y chromosome are one the most common genetic causes of
spermatogenic failure. It has been shown that the prevalence of AZFa, AZFb or complete or partial
AZFc deletions depends on the clinical and ethnic characteristics of the studied population. The aim of
this work was to investigate the prevalence of AZF microdeletions in male infertile patients from
Argentina, and to correlate with the ethnic composition of the population.
Methods
We studied 170 patients who consulted for infertility (infertility group), and 91 selected patients with
non-obstructive azoospermia or severe oligozoospermia (<1 million/mL) (azoospermia group).
Classical AZF microdeletions were analyzed by the EAA protocol, modified for Real Time PCR. For
partial AZFc deletion screening, sequence tagged sites were analyzed by PCR amplification and
capillary electrophores is of 7 markers. Haplogroup screening was performed by means of Real Time
PCR and High Resolution Melting. Fisher´s exact test was used to compare the prevalence between
groups and a p-value <0.05 was considered significant.
Results
From the overall population, we detected 15 patients with AZF microdeletions. Among non-selected
patients (infertility group), the prevalence of microdeletions was 3,5% (5/170), however in the
azoospermia group the prevalence rose to 12% (11/91). The types of microdeletions detected were
complete AZFb, AZFc, AZFbc and AZFabc deletions, and AZFc partial gr/gr, b1/b3 and b2/b3 deletions.
Complete deletions were exclusively detected in the azoospermic group, while partial deletions
appeared in normospermic or oligozoospermic patients. In the infertility group, all deletions were
detected in individual belonging to either G2a or E1b1b haplogroups; while in the azoospermia group
these deletions were detected among a variety of haplogroups (R1b, G2a, E1b1, J2 and Q3).
Conclusions
Within the Argentinean population, the prevalence of AZF microdeletions is low in the non-selected
infertility male population but is significantly increased between azoospermic and severely
oligozoospermic patients (p<0.01). Furthermore, partial AZFc deletions do not affect
spermatogenesis, while complete deletions do, as they are only detected in the azoospermia group.
Moreover, some haplogroups seem to be more predisposing to these types of deletions but not
affecting spermatogenesis, while in others they cause spermatogenic failure. As we have not detected
any constitutive deletion in haplogroup Q3, these individuals should be normally screened for gr/gr
deletions, despite what the EAA updated guidelines suggest.
Laboratory of Male Fertility
Faculty of Pharmacy and Biochemistry
University of Buenos Aires, Argentina
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