Imprinting genómico na espermatogénese anormal devido a paragem meiótica

Abstract

O imprinting genómico é um mecanismo epigenético, no qual os alelos parentais são expressos diferencialmente, resultando em expressão monoalélica dos genes imprinted. Uma das marcas de imprinting é a metilação do DNA em dinucleótidos CpG, que permite a transcrição ou repressão dos genes. Na linha germinal masculina, as marcas de imprinting herdadas são apagadas e são restabelecidas as marcas paternas. A infertilidade masculina é um problema que afecta muitos casais, podendo ter várias causas. A azoospermia secretora devido a paragem de maturação meiótica é caracterizada pela presença de células germinativas que não completam o desenvolvimento espermatogénico, parando no estadio de espermatócito primário. A paragem de maturação (PM) pode ser completa, sem produção de espermatozóides (PM pura), ou incompleta, com focos de espermatozóides visíveis em bíopsias testiculares (PM não pura). Com este trabalho pretendeu-se estudar, por tratamento com bissulfito de sódio, clonagem molecular e sequenciação de DNA, os perfis de metilação dos genes imprinted H19 e MEST, em pacientes com azoospermia secretora devido a PM meiótica, e comparar estes perfis em espermatócitos primários de PMs puras e não puras. Os resultados obtidos para os espermatócitos primários de PMs puras e PMs não puras sugerem que não existem diferenças entre os dois grupos em termos de metilação dos genes imprinted. No entanto, estes resultados revelam que as células espermatogénicas dos pacientes de ambos os grupos apresentam erros de imprinting tais como alguma desmetilação no gene H19, incluindo o local de ligação-6 da proteína CTCF, e alguma metilação do gene MEST, suportando uma associação entre espermatogénese anormal e ocorrência de erros de imprinting.

ABSTRACT: Genomic imprinting is an epigenetic mechanism that leads to the differential expression of parental alleles, resulting in mono-allelic expression of imprinted genes. DNA methylation at CpG dinucleotides is an imprinting mark that allows the transcription or repression of the genes. In the male germ line the heritable imprinting marks are erased and re-established the paternal marks. Male infertility is a problem affecting many couples and may have different causes. Non obstructive azoospermia with meiotic maturation arrest is characterized by the presence of germ cells that do not complete the spermatogenic development, stopping at primary spermatocyte stage. The maturation arrest (MA) may be complete, with no spermatozoa produced (pure MA), or incomplete, with rare spermatozoa in the testis (non pure MA). We studied the methylation status of the imprinted genes H19 and MEST, by sodium bisulphite treatment, molecular cloning and DNA sequencing, in patients with meiotic MA. We also compared the methylation profiles obtained for primary spermatocytes of pure MA with those obtained for non pure MA. The results obtained for primary spermatocytes of pure MA and non pure MA suggests that these groups are not different in terms of methylation of the imprinted genes. However, these results reveal that the spermatogenic cells of the patients of both groups presents imprinting errors such as some demethylation for H19, including the CTCF-binding site 6, and some methylation for MEST, supporting the association between abnormal spermatogenesis and the occurrence of imprinting errors.