RICERCA ITALIANA     

Background genetico, profilo di espressione genica e variabilità fenotipica nell'infertilità maschile

Università degli Studi di Padova

Abstract

Le conoscenze circa le cause genetiche di infertilità maschile sono molto avanzate in questi ultimi anni. Tuttavia i meccanismi patogenetici molecolari della maggior parte delle forme di infertilità maschile su base genetica sono tutt’ora oscuri. Un passo importante per la comprensione di tali processi potrebbe derivare da un approccio post-genomico teso ad individuare la presenza di un’alterata espressione di specifici geni nelle diverse condizioni patologiche. Negli ultimi anni, la tecnologia dei microarray, in grado di analizzare simultaneamente in un singolo esperimento migliaia di geni espressi in un campione biologico, ha fornito un valido metodo nella analisi funzionale di tessuti sani e patologici. Tuttavia, solo pochi studi sono stati specificamente indirizzati alla analisi dei profili di espressione testicolare in presenza di spermatogenesi normale o alterata. Di recente inoltre sono stati descritti numerosi polimorfismi in diversi geni coinvolti in vario modo nella spermatogenesi. Alcuni di essi sono stati associati ad un maggior rischio di infertilità e/o criptorchidismo, ma molti dati presenti in letteratura sono controversi. Ciò dipende, oltre cha da altri fattori quali la diversa origine etnica delle popolazioni in studio, anche dai criteri di selezione dei pazienti e da un non omogeneo raggruppamento dei pazienti effettuato a volte sullo stato di fertilità (fertili vs infertili) e a volte sullo stato della spermatogenesi (azoospermia vs oligozoospermia vs >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Carlo Foresta Università degli Studi di PADOVA

Obiettivo del Programma di Ricerca

L’obiettivo generale del programma è quello di analizzare l’influenza del background genetico sulla espressione fenotipica (in termini di spermatogenesi) di alcune forme molto comuni di infertilità maschile, quali il varicocele ed il criptorchidismo, e quello di utilizzare l’analisi dei profili di espressione genica mediante microarray per evidenziare i geni e i networks genetici coinvolti nei difetti della spermatogenesi secondari a microdelezioni del cromosoma Y e a varicocele.

La maggior parte degli studi che ha analizzato il possibile ruolo di polimorfismi genetici nell’infertilità maschile si è focalizzato o su popolazioni selezionate di soggetti infertili con gravi danni alla spermatogenesi o su soggetti senza altre anomalie andrologiche. Spesso infatti il varicocele o il criptorchidismo erano fattori di esclusione dalle casistiche in studio, per cui non esistono dati di associazioni con tali patologie. Nessuno studio infine ha analizzato il ruolo di tali polimorfismi nel modificare il fenotipo seminale (dalla azoospermia alla normozoospermia) dei soggetti che si presentano apparentemente con una stessa patologia (varicocele sinistro o criptorchidismo monolaterale). Infine, nonostante il gran numero di dati raccolti in questi ultimi 10 anni sulle basi genetiche dell’infertilità maschile, poche informazioni sono disponibili sui processi biologici che portano alla alterazione della spermatogenesi in pazienti con microdelezioni di Yq, così come in altre >>>

Risultati parziali attesi

Risultati attesi:
1. Frequenza e tipo di alterazioni genetiche in un’ampia casistica di soggetti con varicocele clinico e soggetti ex-criptorchidi monolaterali: anomalie del cariotipo, microdelezioni del cromosoma Y, mutazioni del gene del recettore degli androgeni (AR), mutazioni dei geni INSL3 e RXFP2, delezioni e duplicazioni di AZFc.
2. Associazione tra alcuni polimorfismi genetici e l’efficienza della spermatogenesi nelle stesse categorie di soggetti, per verificare se l’espressione fenotipica variabile di questi soggetti (in termini di quantità/qualità di spermatozoi) è dipendente dal diverso background genetico: delezioni parziali e duplicazioni della regione AZFc, numero di triplette CAG e GGC del gene AR, SNPs del gene per il recettore dell’FSH (FSHR), (TA)n di ESR1.
3. Variazioni dell’espressione di alcuni geni coinvolti nella reazione allo stress negli spermatozoi dello stesso gruppo di soggetti: HSP70, HSP90, HSF1, HSF2 e HSFY.
4. Frequenza e tipo di delezioni gene-specifiche, delezioni parziali e duplicazioni di AZF nei soggetti con infertilità idiopatica.
5. Profili di espressione genica per evidenziare i geni e i networks genetici coinvolti nei difetti della spermatogenesi di diversa natura, quali quelli secondari a microdelezioni del cromosoma Y e varicocele.

Interesse per l'avanzamento della conoscenza e potenzialità applicative:
Nonostante il gran numero di dati raccolti in questi ultimi 10 anni >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

Nonostante il gran numero di dati raccolti in questi ultimi 10 anni, poche informazioni sono disponibili sui processi biologici che portano alla alterazione della spermatogenesi in pazienti con microdelezioni di Yq, così come in altre forme di infertilità, tra cui anche condizioni frequenti come il varicocele. Un passo importante per la comprensione di tali processi potrebbe derivare da un approccio post-genomico teso ad individuare la presenza di una alterata espressione di specifici geni nelle diverse condizioni patologiche. Nel precedente progetto PRIN, abbiamo comparato il pattern di espressione genica globale di biopsie testicolari ottenute da soggetti con normale spermatogenesi rispetto a un pool di RNA di diversi tessuti, al fine di valutare la capacità della tecnica del microarray di identificare trascritti testicolo specifici. Questo approccio ha rilevato un gruppo di 3300 trascritti sovraespressi nel testicolo in rapporto al pool di riferimento. Sulla base di questi dati, abbiamo recentemente esteso il precedente studio comparando i profili di espressione testicolari di pazienti con infertilità idiopatica e pazienti con microdelezioni di Yq, per ottenere informazioni sui geni specifici coinvolti in ognuna delle differenti condizioni. Risultati preliminari hanno rilevato in pazienti con microdelezioni di AZFc due principali cluster di geni con differente pattern di espressione rispetto ai controlli e alle altre forme di infertilità (vedi descrizione modello B Prof >>>