Wpływ mutacji genu tdrd9 na odpowiedź terapeutyczną na L-karnitynę u mężczyzn z oligoastenozoospermią

Genetyczne podstawy niepłodności męskiej ze szczególnym uwzględnieniem oligozoospermii oraz roli TDRD9 Niepłodność stanowi istotny problem zdrowotny na świecie, dotykający około 10-15% par na całym świecie. Czynniki męskie przyczyniają się do niepłodności w prawie 20-50% tych przypadków, jako izolowana przyczyna lub w połączeniu z czynnikami żeńskimi. Pomimo postępów w technikach diagnostycznych, etiologia niepłodności męskiej pozostaje niezidentyfikowana u znacznej części pacjentów i dlatego jest klasyfikowana jako niepłodność idiopatyczna. Wśród różnych przyczyn niepłodności męskiej, nieprawidłowości w produkcji i funkcji plemników stanowią najczęstszą podstawową patologię.

Azoospermia, zdefiniowana jako całkowity brak plemników w ejakulacie, jest jednym z najcięższych przejawów niepłodności męskiej. Dotknięte jest nią około 1% ogólnej populacji mężczyzn i odpowiada za ponad 15% przypadków niepłodności wśród mężczyzn. Azoospermia może być obturacyjna lub nieobturacyjna, przy czym ta ostatnia odzwierciedla wewnętrzne defekty w spermatogenezie i często ma podstawy genetyczne.

Oligozoospermia, charakteryzująca się obniżonym stężeniem plemników, jest kolejnym głównym czynnikiem przyczyniającym się do niepłodności męskiej i często reprezentuje łagodniejszą, ale klinicznie istotną niewydolność spermatogenezy. Zgodnie z wartościami referencyjnymi Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) z 2021 roku, oligozoospermię definiuje się jako stężenie plemników poniżej 16 milionów plemników na mililitr (95% przedział ufności: 15-18 milionów/mL). Chociaż czynniki środowiskowe, styl życia, endokrynologiczne i infekcyjne zostały powiązane, rosnąca liczba dowodów wskazuje, że oligozoospermia ma silny komponent genetyczny. Niemniej jednak, jej molekularne i genetyczne podstawy pozostają tylko częściowo zrozumiane.

Nieprawidłości genetyczne w oligozoospermii i azoospermii Wady genetyczne są coraz częściej uznawane za główne przyczyny niewyjaśnionej inaczej oligozoospermii i azoospermii. Klasyczne nieprawidłowości genetyczne obejmują liczbowe i strukturalne anomalie chromosomalne, takie jak zespół Klinefeltera (47,XXY), zrównoważone translokacje i inwersje. Mikrodelecje w obrębie regionów czynnika azoospermii (AZF) chromosomu Y (AZFa, AZFb i AZFc) należą do najlepiej udokumentowanych genetycznych przyczyn zaburzonej spermatogenezy. Ponadto, mutacje w genie regulatora przewodnictwa błonowego w mukowiscydozie (CFTR) są powszechnie związane z wrodzonym obustronnym brakiem nasieniowodów i azoospermią obturacyjną.

Poza tymi dobrze scharakteryzowanymi nieprawidłowościami, technologie sekwencjonowania nowej generacji umożliwiły identyfikację setek genów potencjalnie zaangażowanych w spermatogenezę. Do tej pory zgłoszono ponad 400 genów specyficznie lub potencjalnie związanych z regulacją płodności męskiej, co odzwierciedla niezwykłą heterogenność genetyczną leżącą u podstaw dyszoospermii. Mutacje w genach takich jak RPL10L, który odgrywa rolę w funkcji rybosomalnej podczas spermatogenezy, oraz MAGEB, zaangażowany w rozwój komórek płciowych, zostały powiązane z oligozoospermią. Jednak pomimo tych odkryć, patogenne warianty tylko w ograniczonej liczbie genów zostały jednoznacznie powiązane z niepłodnością męską, co podkreśla potrzebę kontynuacji badań nad nowymi genami kandydującymi.

TDRD9 i jego rola w spermatogenezie Ostatnie badania podkreśliły gen Tudor Domain Containing 9 (TDRD9) jako kluczowego regulatora spermatogenezy. TDRD9 koduje specyficzną dla linii płciowej helikazę RNA, która odgrywa istotną rolę w szlaku RNA oddziałującego z PIWI (piRNA), kluczowym mechanizmie obronnym tłumiącym elementy transpozycyjne podczas rozwoju komórek płciowych. Właściwe wyciszanie transpozonów jest kluczowe dla utrzymania stabilności genomowej w komórkach płciowych, a zaburzenie tego procesu może prowadzić do upośledzonej spermatogenezy i niepłodności.

TDRD9 jest silnie eksprymowany w jądrach, z ekspresją wykrywaną na wielu etapach rozwoju komórek płciowych, w tym w mitotycznych spermatogoniach, mejotycznych spermatocytach i haploidalnych spermatydach. Badania funkcjonalne wykazały, że TDRD9 uczestniczy w wyciszaniu retrotranspozonów długich rozproszonych elementów jądrowych-1 (LINE-1), chroniąc w ten sposób integralność komórek płciowych. Defekty w tym szlaku zostały powiązane z zatrzymaniem spermatogenezy i azoospermią nieobturacyjną.

Ostatnie badanie z 2024 roku dostarczyło przekonujących dowodów klinicznych na zaangażowanie TDRD9 w niepłodność męską u ludzi. W chińskiej rodzinie z idiopatyczną oligozoospermią zidentyfikowano złożone heterozygotyczne mutacje w TDRD9 – mianowicie wariant miejsca splicingu (c.1115+3A>G) i wariant przesunięcia ramki odczytu (c.958delC). Te mutacje skutkowały nieprawidłowym splicingu mRNA i skróconymi produktami białkowymi, prowadząc do upośledzenia funkcji TDRD9. To badanie wzmocniło związek przyczynowy między dysfunkcją TDRD9 a wadliwą spermatogenezą i poszerzyło spektrum genów powiązanych z oligozoospermią.