19. DETERMINACIÓN DEL SEXO Y DIFERENCIACIÓN SEXUAL

A LA BÚSQUEDA DEL TDF: FACTOR DETERMINANTE DE TESTÍCULOS

En 1953, Alfred Jost, hizo extirpar testículos a aves, pollos, conejos y animales varios, observó que se desarrollaban como hembras si no se mantenía activamente el testículo mediante perturbaciones constantes de hormonas. - Se estableció que la presencia o no de testículos repercutía en que el animal desarrollará ovarios o no. - en 1959 a esto se le llamo TDF, el factor determinante de testículos. - Los síndromes X0 y XXY, pusieron la correlación entre testículos y cromosoma Y, por lo tanto, parece razonable que el TDF resida en el cromosoma Y. - Habían hallado un componente, el cual habían situado en el cromosoma Y, que determina el sexo. A partir de aquí se desarrollaron nuevos experimentos para encontrar la situación concreta del TDF.

La diferenciación sexual la podemos separar genéticamente en

- Diferenciación sexual primaria o gonadal al principio. - Diferenciación sexual secundaria, depende la primera y de hormonas. Los individuos van a tener sexo cromosómico XX, XY y esto determina el sexo gonadal ovario o testículo y esto lleva al sexo fenotípico.

Reversión sexual Autosómica en pacientes con Displasia Campomélica (mal desarrollo de cartílago y hueso).

- En estos casos, 2/3 son mujeres con genotipo XY y con gen SRY intacto. - Se trata de una mutación en el gen SOX9, localizado en el cromosoma 17, perteneciente a la familia de los Genes SOX (SRY tipo HMGbox). - Este gen participa en el desarrollo de cartílago y hueso y también en el desarrollo de las gónadas sexuales masculinas.

gen DAX1 (DSS-AHC critical region on the X, gene 1)

- Este gen tiene un efecto sensible de dosis - individuos XY, con el cromosoma Y normal y con el cromosoma X donde se ha producido una amplificación de un fragmento del cromosoma que implica que el gen DAX1 esté representado por dos copias, presentan Disgenesia Gonadal (células gonadales mixtas). - A pesar de no tener ningún problema autosómico ni ningún problema en el cromosoma Y, debido a la duplicación de este gen, presentarán un fenotipo femenino, pero aunque serán individuos estériles. - En el caso de la mujer sin alteraciones, la lyonización permite que la dosis sea 1, en lugar del doble como ocurre en la amplificación del gen. - El gen DAX1 es un receptor de hormona que se expresa en ambos sexos, aunque en los hombres deja de expresarse a partir de una determinada etapa de desarrollo.

REVERSIÓN SEXUAL LIGADA AL CROMOSOMA X

- Hay genes asociados a la determinación del sexo en el cromosoma X. - en pacientes afectados de Hipoplasia Adrenal Congénita, se encontraron individuos XY con reversión del sexo gonadal (fenotipo femenino), y se descubrió que esto se debía al gen DAX1 (DSS-AHC critical region on the X, gene 1), que por tanto se encontraba en el locus DSS (Dosage Sensitive Sex Reversal), presente en el cromosoma X y perteneciente a una familia de receptores hormonales.

DETERMINACIÓN DEL SEXO Y DIFERENCIACIÓN SEXUAL

- La determinación del sexo es un problema de desarrollo bajo control genético, influenciado por el ambiente. - Donde tenemos un cigoto, que a partir de estructuras indistinguibles se establece una ruta de desarrollo sexual hacia un varón o una hembra, esto está controlado genéticamente.

GEN SOX9

- La expresión de este gen está inducida de alguna manera por la expresión del gen SRY. Esto se entendió porque la expresión de SOX9 la encontrábamos posterior a la expresión de SRY. - La expresión del gen SOX9 se vio que era específica en las células de Sertoli, e indispensable para la síntesis de AMH, Hormona masculina antimulleriana. - En gametos normales masculinos XY encontraremos la expresión del gen Sry y del Sox9, pero en los femeninos XX normales no. - En las mujeres normales XX, al no tener el gen SRY no se expresará el SOX9.

SRY en la determinación del sexo

- La proteína SRY es un factor de transcripción que se expresa en la gónada rudimentaria masculina (en la femenina no). - perteneciente a una familia de reguladores transcripcionales en las que encontramos una secuencia de 80 aa común conocido como motivo High Mobility Group- HMG. - un individuo XY que no presentan ningún tipo de delección (falta de algún fragmento) en sus cromosomas pero sí una mutación en la región HMG del gen SRY, se desarrollará como una mujer. - SRY se expresará en la cresta gonadal (visualizado en ratones). - El gen determinante de testículos del cromosoma Y fue identificado mediante la cartografía del síndrome conocido como reversión sexual. - Se demostró que dicho fragmento del cromosoma Y expresaba el gen SRY, lo que inducia al individuo genotípicamente femenino, XX, al desarrollo fenotípico masculino.

SÍNDROME DE REVERSIÓN SEXUAL.

- Los individuos XX que desarrollan el síndrome son fenotípicamente machos y portadores de un fragmento del cromosoma Y, producido, normalmente, por un entrecruzamiento entre los cromosomas X e Y que añade un trozo de éste último al extremo de uno de los cromosomas X. - Se demostró que dicho fragmento del cromosoma Y expresaba el gen SRY, lo que inducia al individuo genotípicamente femenino, XX, al desarrollo fenotípico masculino. - El gen determinante de testículos del cromosoma Y fue identificado mediante la cartografía.

experimento que comprueba la asociación entre proteína SRY Y desarrollo fenotípico masculino.

- Para afianzar más la hipótesis de que el gen SRY era el que conducía al desarrollo masculino, se insertó un fragmento clonado de DNA que contenía el gen Sry, en el genoma de un ratón, cuyo descendiente XX que llevaba el inserto de DNA - Sry transgénico mostraba un fenotipo completamente masculino, tanto en sus caracteres internos como externos; presentaba tejidos somáticos testiculares, incluyendo células de Leydig (producen testosterona) y de Sertoli. - Sin embargo, el ratón era estéril. Probablemente, esta esterilidad es consecuencia de la presencia de dos cromosomas X en las células sexuales masculinas, ya que los ratones machos XXY son igualmente estériles, a pesar de contener el cromosoma Y.

TDF, hitos en su localización.

- Primero se encontraron ratones XY donde no presentaban el brazo corto y terminaban siendo mujeres fenotípicamente, por lo que limitaron la búsqueda de TDF en el brazo corto del cromosoma Y. - En 1986, estuvo el hallazgo de la región pseudoautosómica, zona donde tampoco podríamos encontrar el TDF porque era zona de genes comunes. - Finalmente, por mapas de delección en varones XX y mujeres XY determinaron la posición exacta del gen, en los límites a la frontera pseudoautosómica. - Esto concuerda con la probabilidad de que existan ciertas recombinaciones que arrastren genes de la zona específica del gen Y y por tanto se produzcan estas alteraciones. - Identificado por su efecto dominante (de ganancia de función) en individuos heterocigóticos mutantes XX que se desarrollan fenotípicamente como varones. - Este gen, que en un principio se nombró como TDF pasó a llamarse SRY(Sex-determining region on the Y). - F XY con deleciones en Y: carecen de secuencia SRY - M XX con fragmentos de Y: incluyen la secuencia SRY

APAREAMIENTO DE CROMOSOMAS EN MEIOSIS MASCULINAS

- en los extremos existen las zonas llamadas región pseudoautosómica, que coincidirá tanto en el cromosoma X como en el cromosoma Y y permitirá el apareamiento y entrecruzamiento de ciertos genes por recombinación. - la región pseudoautosómica y la región de apareamiento, al producirse una meiosis, no coinciden, sino que es mayor la del cromosoma X (el Y es más pequeño), indicando así que en caso de recombinarse parte de esta zona específica puede traer consecuencias muy graves en el futuro desarrollo. - Los genes situados en esta región pseudoautosómica no serán considerados sexuales puesto que actuarán igual que los autosómicos.

GENES ADICIONALES EN LA DETERMINACIÓN DEL SEXO

- existen mujeres XY con el gen SRY intacto, y hombres XX sin fragmentos del cromosoma Y detectables. Esto nos indica que debe haber más genes que influyen en la determinación del sexo fenotípico. - Al no encontrarse problemas en los cromosomas sexuales, estos genes adicionales deberían encontrarse en los cromosomas autosómicos: GEN SOX9

No disyunción de los cromosomas X e Y durante las meiosis de las hembras XY.

- la meiosis sus gametos tienen una mayor probabilidad de sufrir mutaciones de no disyunción, concretamente en la primera meiosis. - desemboca en gametos con cromosomas XY, donde concretamente el cromosoma Y estará alterado, ya que no presentaba el gen SRY. - En una cruza de hembra XY y macho XY, se produce: - El caso de que el individuo poseerá la dotación XXY*. El individuo presentará la misma situación que en la madre ya que el cromosoma Y no implicará un fenotipo varón por la ausencia del gen SRY. - ratón con dotación XY*Y. (*Y de la hembra más Y del macho) En este caso será fenotipo varón puesto que las deficiencias del cromosoma Y serán compensadas por el cromosoma Y del padre. Según dijo el profesor su ruta de desarrollo es como varón sin ninguna complicación.

APAREAMIENTO DE CROMOSOMAS EN MEIOSIS FEMENINAS

- su región de apareamiento es el 100% (teóricamente) puesto que coinciden en sus genes. - los cromosomas tienen la misma la misma longitud, puesto que se trata de dos cromosomas X. (mujer XX) - que en la meiosis femenina existe un cierto grado de recombinación en la región pseudoautosómica

SÍNDROME DEL CONDUCTO DE MULLER PERSISTENTE

- tienen sus órganos sexuales normales, pero tienen una mutación del gen AMH. - la hormona AMH es insuficiente o es nula, por lo tanto no tenemos presente la herramienta necesaria para la regresión de los conductos de Müller en el individuo XY. - También se manifiesta la criptorquidia.

diferentes tipos de calificar el sexo

-Sexo cromosómico o genético: se presentará en la herencia generada por los dos cromosomas sexuales de los padres, existiendo la determinación de XX para mujer y XY para hombres. -Sexo gonadal: El cormosoma Y generará la formación de gonadas masculinas, generando el sexo gonadal masculino, o la ausencia de este tipo de cromosoma que dejará el curso de las gonadas femeninas, dando el sexo gonadal femenino. -Sexo fenotípico: Finalmente las hormonas continuarán el proceso de diferenciación sexual dando el sexo fenotípico. Normalmente estos 3 sexos coinciden, pero en ocasiones no coinciden, y esto es lo que hace que individuos con un determinado sexo cromosómico no se correspondan con el mismo sexo fenotípico.

SÍNDROME DE FEMINIZACIÓN TESTICULAR: CONCEPTO Y FENOTIPO.

Conociendo esto, podemos analizar este síndrome que nos demuestra por su estudio este desarrollo. Se produce en individuos con cromosomas XY (sexo cromosómico masculino) y gónadas masculinas (sexo gonadal masculino). Sin embargo se presenta una insensibilidad a andrógenos, en este caso testosterona, por parte del aparato reproductor. Por esto terminará produciéndose un sexo fenotípico femenino donde exteriormente encontraremos caracteres femeninos con las gónadas masculinas pero atrofiadas.

DESARROLLO GONADAL

La cresta o surco genital da lugar a una gónada bipotencial por acción de los genes SF1 y WT1 (podrá dar lugar a cualquiera de los sexos) al principio del desarrollo, que dependiendo de si hay o no cromosoma Y se desarrollará en testículos u ovario.

EXPERIMENTO EN EL GEN SRY EN EL SÍNDROME DE REVERSIÓN SEXUAL.

Para afianzar la hipótesis de que el gen SRY era el que conducía al desarrollo masculino, en 1991, se insertó un fragmento clonado de DNA que contenía el gen Sry, en el genoma de un ratón, cuyo descendiente XX que llevaba el inserto de DNA Sry transgénico mostraba un fenotipo completamente masculino, tanto en sus caracteres internos como externos; presentaba tejidos somáticos testiculares, incluyendo células de Leydig (producen testosterona) y de Sertoli. Sin embargo, el ratón era estéril. Probablemente, esta esterilidad es consecuencia de la presencia de dos cromosomas X en las células sexuales masculinas, ya que los ratones machos XXY son igualmente estériles, a pesar de contener el cromosoma Y. Todos estos experimentos en mamíferos determinaron la existencia SRY y su función.

SÍNDROME DE FEMINIZACIÓN TESTICULAR: ETIOPATOGENIA

Podemos observar que el hecho de que las gónadas estén desarrolladas como masculinas indica que el funcionamiento de la AMH es correcto. Tendríamos una alteración en un gen que codifica un receptor de membrana de andrógenos. Este gen en concreto se encuentra en el cromosoma X, por lo que este carácter es transmitido por herencia ligada al sexo recesivo (por la madre). Aunque los testículos están intactos y funcionales dentro del abdomen, no se forma en el feto ninguna estructura derivada del Conducto de Wolff. Pero debido a la acción de la AMH, estos individuos carecen de trompas de falopio, útero y vagina superior. Esto deriva en una mujer (externamente) y estéril porque los testículos no descienden y completan su desarrollo, quedándose en la cavidad abdominal. También carecería de vello púbico.

DESARROLLO GONADAL masculino

Si por el contrario, se forman los testículos, estos formarán las células de Sertoli y las células de Leydig. Éstas por el efecto del gen SF1 producirán ciertas hormonas: - Las células de Sertoli producirán el FMI o AMH (hormona antimulleriana) que provoca la regresión del conducto de Muller, esencial para el desarrollo correcto del sexo masculino. Las células de Leydig producirán testosterona que producirá a su vez DHT y esto es la causa del desarrollo de los genitales externos masculinos. Por otro lado, nos encontramos que en el varón el conducto de Wolff produce los genitales internos masculinos gracias a las hormonas producidas por las células de Sertoli y Leydig.

DESARROLLO GONADAL femenino

Si se forman los ovarios, posteriormente se formarán los folículos y las células foliculares y de la teca. Por efecto de los estrógenos estas células se desarrollarán y junto a los conductos de Müller derivarán en los genitales internos femeninos, como son el útero, vagina superior y demás componentes.

LAS 2 VÍAS MASCULINIZANTES

existen dos vías masculinizantes en el desarrollo sexual que son independientes, se sabe que son independientes porque genéticamente son separables, podemos quitar una u otra, esto se puede hacer con animales de experimentación, pero hay casos de individuos humanos en que existen estas alteraciones. Las vías son: -Producción de testosterona: desarrollo de genitales externos -Producción de AMH: regresión de Muller. SÍNDROME DE FEMINIZACIÓN TESTICULAR Y SÍNDROME DEL CONDUCTO DE MULLER pone de manifiesto de que ambas rutas de masculinización son separables. Pero si se altera una u otra, se producen problemas en la diferenciación sexual.

determinación sexual y cromosoma Y

la presencia del cromosoma Y en los genes del individuo demostraba el desarrollo de algunos caracteres masculinos pero no completos, ya que estos individuos afectados por algunas enfermedades presentaban un fenotipo característicos, casi combinando ambos sexos.