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1 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE MEDICINA DIVISIÓN DE ESTUDIOS DE POSGRADO “EXPRESIÓN DE LA FAMILIA DE LAS CLAUDINAS 1,3,4 Y 6 EN LAS BIOPSIAS TESTICULARES; UN COMPORTAMIENTO DINÁMICO DE LA ESPERMATOGÉNESIS EN PACIENTES CON INFERTILIDAD” TESIS PARA OBTENER EL TÍTULO DE: MÉDICO ESPECIALISTA EN BIOLOGÍA DE LA REPRODUCCIÓN HUMANA PRESENTA FRANCISCO ALEJANDRO SANDOVAL GARCÍA TRAVESÍ Hospital Ángeles Pedregal. TUTOR DE TESIS DR. HÉCTOR SALVADOR GODOY MORALES Hospital Ángeles Pedregal. ASESOR METODOLÓGICO DE TESIS Dr. José Manuel Lozano Sánchez/ Dra. Paola Berenice Merchand Álvarez Hospital Ángeles Pedregal. 2017 Margarita Texto escrito a máquina Ciudad de México Margarita Texto escrito a máquina Margarita Texto escrito a máquina UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. 2 ÍNDICE TEMA PÁGINA RESUMEN-ABSTRACT 5-6 INTRODUCCIÓN 7-12 JUSTIFICACIÓN 12-13 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 13 PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN 13 HIPÓTESIS 13 OBJETIVOS GENERALES Y ESPECÍFICOS 13-14 TIPO Y DISEÑO DEL ESTUDIO 14-15 GRUPO DE ESTUDIO 15 TAMAÑO DE MUESTRA 15 CRITERIOS DE INCLUSIÓN Y EXLUSIÓN 15 CRITERIOS DE ELIMINACIÓN 15 RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN 15-16 MÉTODOS PARA CONTROL DE CALIDAD 16 ASPECTOS ÉTICOS (NORMA OFICIAL MEXICANA) 16 PLAN DE ANÁLISIS 16 CONSIDERACIONES ÉTICAS 17 RESULTADOS 17-18 DISCUSIÓN 18-19 CONCLUSIÓN 20 TABLAS Y FIGURAS 20-22 CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES 23 CARTA DE CONSENTIMIENTO INFORMADO 23-24 BIBLIOGRAFÍA 25-26 3 Dedicatoria y Agradecimientos: Quiero dar gracias a Dios por permitirme llegar a este camino, permitirme seguir creciendo día con día como médico y como ser humano, darme la oportunidad de ser partícipe del milagro de la vida, por guiar mis manos y mis pensamientos en el actuar de mi profesión. A mis padres por apoyarme en todo momento, por ser mi guía y mi hombro, por darme las bases de responsabilidad y respeto que han guiado mi actuar hasta el día de hoy. Al Dr. Héctor Godoy por haberme abierto las puertas de su centro de reproducción y darme la oportunidad de aprender, también por los consejos que me dio a lo largo de mi estancia en ART, por impulsarme a mantenerme siempre en crecimiento profesional y personal constante siendo un ejemplo a seguir. Todo el tiempo que pude compartir con usted se ha convertido en una excelente experiencia. A mis maestros adjuntos del posgrado el Dr. José Manuel Lozano, Dra. Paola Berenice Merchand y al Biólogo Ricardo Mera Mejía por sus enseñanzas y amistad que siempre me brindaron y por haber creado un agradable ambiente de trabajo y estudio el cual ha sido ideal para dar todo lo mejor de mí. 4 “EXPRESIÓN DE LA FAMILIA DE LAS CLAUDINAS 1,3,4 Y 6 EN LAS BIOPSIAS TESTICULARES; UN COMPORTAMIENTO DINÁMICO DE LA ESPERMATOGÉNESIS EN PACIENTES CON INFERTILIDAD” Alumno de tesis: Dr. Francisco Alejandro Sandoval García Travesí. Residente de segundo año de la Sub Especialidad de Biología de la Reproducción Humana. Unidad de Medicina Reproductiva, Hospital Ángeles del Pedregal. Camino Santa Teresa 1055-129, colonia Héroes de Padierna. CP 10700, México, DF. Teléfono: 56525669 E -mail: alejandro.travesi@gmail.com Tutor de tesis: Dr. Héctor Salvador Godoy Morales. Director de la Unidad de Medicina Reproductiva, Hospital Ángeles del Pedregal. Camino Santa Teresa 1055-129, colonia Héroes de Padierna. CP 10700, México, DF. Teléfono: 56525669 E -mail: godoymd@prodigy.net.mx / art-reproduccion@gmail.com Co- asesor de tesis: Dr. José Manuel Lozano Sánchez. / Dra. Paola Berenice Merchand Álvarez Adscrito a la Unidad de Medicina Reproductiva, Hospital Ángeles del Pedregal. Camino Santa Teresa 1055-129, colonia Héroes de Padierna. CP 10700, México, DF. Teléfono: 56525669 E -mail: mancer20@gmail.com 5 RESUMEN Introducción: La espermatogénesis humana está regulada a través de la actividad endocrina y parácrina, por medio de la interacción celular de las células de Sertoli y las células germinales. Esta interacción celular promueve la modificación y expresión de diferentes tipos de proteínas. Eso incluye a la familia de las claudinas que participan con las conexiones celulares entre el espermatozoide y las células de Sertoli. El objetivo de este estudio es demostrar la presencia y la localización de la familia de claudinas (1,3,4 y 6) en las biopsias de testículo humano obtenidos por TESE (extracción espermática testicular). Objetivos: Demostrar la presencia de la familia de las Claudinas en el TESE de biopsias testiculares humanas de parejas infértiles. Métodos: Las biopsias testiculares fueron obtenidas por TESE, con diagnóstico previo de azoospermia, las causas genéticas fueron excluidas. La expresión de la familia de las Claudinas se evaluó mediante inmunohistoquímica. La evaluación de la expresión se dividió en dos grupos (con las células germinales y sin células germinales) para evaluar la expresión de la familia de las Claudina en el estroma y túbulos realizados por el servicio de patología. Resultados: Se analizaron 41 biopsias de las cuales contaron con los criterios de inclusión veinte biopsias de testículos de parejas con infertilidad en TESE; Dividiéndose en dos grupos: Grupo 1: 7 pacientes con azoospermia y grupo 2:13 con la presencia de la espermatogénesis, el análisis inmunohistoquímico de las biopsias fue realizado con anticuerpos monoclonales y policlonales reactivos a claudinas 1,3,4 y 6. Los resultados mostraron que la expresión de Claudina 1 fue nuclear en las células de Sertoli y positivo en células espermáticas . En el grupo 2. (Fig. 1). Claudina 3 fue marca positiva nuclear en las células de Sertoli y células germinales, la expresión de Claudina 4 (Fig. 2) fue en la membrana basal de las células de Sertoli. (Fig. 3) y con respecto a la Claudina 6 fue marca negativa. En el grupo de azoospermia, la Claudina 3 resultó marca negativa, el resto de las familias de expresión de Claudinas eran los mismos, independientemente del nivel de la detención en la célula de germinal. Conclusiones: La familia de Claudina es positiva su expresión en los testículos humanos. La interacción con las células de Sertoli implican la presencia de: Claudina 3 y 4. Pero también indica que los espermatozoides tienen su Claudina personal para su interacción con las células de Sertoli (Claudina 1), La Claudina 6 marca negativa en este experimento. Las uniones celulares estrechas hacen una modifica en la membrana de espermatozoides durante su maduración cambiando la expresión proteica de la membrana de la célula germinal masculina como un mensajero para un correcto desarrollo celular y probable transcripción nuclear. Palabras clave: Infertilidad, Claudina, Biopsia testicular. 6 ABSTRACT Introduction: Human spermatogenesis is regulated through paracrine and endocrine activity, cell interaction with Sertoli promotes and maturates the germ cell. These cell−cell signaling promotes the modification and expressionof different type of proteins. That includes the Claudins family whose involved with sperm and Sertoli cells connections. The goal of this study is to demonstrate the presence and its localization of the Claudins family (1,3,4 and 6) at human testicle biopsies obtained by TESE. Objectives: Demonstrate the presence of Claudin family at TESE in human samples of infertile couples. Methods: Testicular biopsies were obtained by TESE, with previous diagnosis of azoospermia, genetic causes were excluded. Claudin family expression was evaluated by immunohistochemistry. Evaluation the expression divided the sample in two groups (with germ cells and without germ cells) to evaluate Claudin family expression at stroma and tubules conducted by pathology service. Results: We studied twenty testes biopsies of couples with infertility in TESE; They were divided in two groups: group 1: 7 patients with azoospermia and group 2: 13 with presence of spermatogenesis, immunohistochemically analysis of the biopsies was performed with monoclonal and polyclonal antibodies reactive to claudins 1,3,4 and 6. The results showed that claudin 1 express nuclear at Sertoli cells, and in positive in sperm cell at group 2. (Fig 1). Claudin 3 had positive nuclear mark at Sertoli cells and germ cells, (Fig 2) Claudin 4 expression at the basal membrane with Sertoli cells. (Fig 3) Claudin 6 had negative mark. At azoospermia group, they were Claudin 3 negative mark the rest Claudin family expression were the same, independently the level of the arrest at germ cell. Conclusions: The claudin family is positive express at human testes. The interaction with Sertoli cells involve claudin 3 and 4. But also indicates that sperm have its personal claudin for interaction with Sertoli cells Claudin 1, claudin 6 negative mark at this experiment. Tight junctions indicate that sperm membrane modifies during its maturation improving sperm quality as a messenger for nuclear development. Key words: Infertility, Claudin, Testicular Biopsy 7 INTRODUCCIÓN La infertilidad es la incapacidad de una pareja para concebir después de doce meses de relaciones sexuales, sin método anticonceptivo y de frecuencia regular. La infertilidad en el mundo afecta a 186 millones de personas1 con una incidencia que va en aumento con cifras que varían entre 15 y 20%; y, en México, se estima en 15%2. El 10% de los varones con infertilidad presentan defectos en la producción espermática. En consecuencia, se estima que alrededor del 1% de los hombres en edad fértil tendrán alteraciones graves en sus Espermatobioscopía3. Las principales causas de infertilidad masculina son oligozoospermia, astenozoospermia, teratozoospermia y azoospermia, lo que en conjunto representa del 20% al 25% de los casos4. El estudio del factor masculino se ha realizado desde el descubrimiento de la microscopía. A inicios del siglo 20, gracias a los trabajos clásicos de Benedict y Macomber5-6, se inició la evaluación de los espermatozoides por el método de la microscopía, dando oportunidad al estudio del varón infértil. El problema es cuando no hay células germinales en el eyaculado , definiendo eso como azoospermia, el estudio de la azoospermia se divide en obstructiva y no obstructiva7. Para estos casos la biopsia testicular (TESE) con Inyección Intracitoplasmática de Espermatozoides (ICSI) pueden mejorar el pronóstico de parejas con factor masculino alterado, aunque esto no modifica la epigenética y epigenómica del gameto8. ESPERMATOGÉNESIS Aspectos principales de la espermatogénesis Esta se lleva a cabo en los túbulos seminíferos secundario al estímulo de las gonadotropinas provenientes de la hipófisis. Los túbulos contienen en su borde externo a las espermatogonias, las cuales se diferencian para formar a los espermatozoides. En la primer etapa de división celular de estas, las espermatogonias primitivas que están en la membrana basal o tipo A, se dividen y originan a las espermatogonias tipo B. Las espermatogonias tipo A se diferencian a espermatocitos primarios, los que se a su vez se dividen para formar dos espermatocitos secundarios para posteriormente lograr 4 espermátides. Cada espermátide se convierte en espermatozoide, para lograr este paso los espermatocitos secundarios tuvieron que perder citoplasma, reorganizar la cromatina del núcleo, formar la 8 cabeza compacta, acumular el citoplasma residual y de la membrana celular en un extremo de la célula para formar la cola. Todas las divisiones celulares de la espermatogénesis dura aproximadamente 75 días.9 Para llevar a cabo el cambio gradual de espermatogonia a espermatozoide intervienen: diversas hormonas, factores de crecimiento, la regulación de la temperatura e interacción con las células de Sertoli. En caso de que existan defectos en la especialización ectoplásmica (alteración en la estructura de las células de Sertoli y superficie acrosomal de las espermátides) se llevará a cabo la detención de la espermatogénesis en la meiosis.9 Una de las funciones de las céluas de Sertoli es sintetizar proteína fijadora de andrógenos (ABP), factores de crecimiento, transferrina, inhibina; además están en contacto con las células germinales y participan en su división celular, la síntesis de estas es activada por la hormona folículo estimulante (FSH). Las células de Sertoli tienen actividad secretora modulada por las células germinales. La hormona luteinizante (LH) actúa en las células de Leydig para que produzcan testosterona la cual es indispensable para la actividad espermatogénica, además provoca la división meiótica de los espermatocitos primarios para que produzcan espermatocitos secundarios. La FSH estimula a las células de Sertoli, lo cual es indispensable para el proceso de espermiación.9 La hormona del crecimiento (HC) activa de manera específica la división temprana de las espermatogonias, se ha observado que en su ausencia hay deficiencia o ausencia de espermatogénesis.9 Los receptores de hormona FSH se localizan en las células de Sertoli y en la espermatogonia10. En caso de que que exista apoptosis acelerada, esta puede inducir al decremento en el numero de espermatogonias, por lo tanto concluimos que que las alteraciones en el control y la regulación de la apoptosis pueden involucrarse en la patogénesis de la hipoespermatogénesis de origen desconocido11-12. Cromosomas y espermatozoides: meiosis Al dividirse el espermatocito primario forma dos espermatocitos secundarios, permitiendo que pasen 23 cromosomas impares hacia cada espermatocito secundario. Posteriormente se divide el espermatocito secundario formando dos espermátides. Cada espermátide tiene 23 cromosomas impares y cada espermatozoide maduro contiene también sólo cromosomas impares.13 9 Cromosomas sexuales Cada espermatogonia tiene 23 pares de cromosomas con la información genética que confiere el sexo de los futuros individuos. Este para esta formado por un cromosoma X que representa al sexo femenino y un cromosoma Y que representa al sexo masculino. Durante la meiosis los cromosomas sexuales se distribuyen entre los espermatocitos secundarios, constituyendo una equivalencia de 50% de espermatozoides masculinos y 50% femeninos. Al existir alguna alteración en alguno de los procesos de división celular para formar el espermatozoide puede presentarse la detención de espermatogénesis. Las causas se dividen en primarias y secundarias.13 Causas primarias o congénitas de la detención espermática Las principales son: Anomalías cromosómicas como el Síndrome de Klinefelter, translocación de un segmento autonómico del cromosoma X o Y, disminución del brazo largo del cromosoma Y, trisomía 21; y las anomalías de las células germinales que impiden o afectan el proceso meiótico de la espermatogénesis13. Los efectos sobre la mutagénesis química en las fases tardías de la espermatogénesis oel daño no permanente en la espermatogonia puede tener consecuencias transitorias. En caso de que no estuvieran los mecanismos que reparan el ADN de los espermatozoides o en sus precursores aumenta las posibilidades de recibir daño. Se ha observado que la acumulación de las mutaciones en los gametos masculinos se incrementa con la edad del paciente siendo estos vulnerables a la no disyunción. Estudios realizados en pacientes infértiles indican que la deleción de la porción distal del cromosoma Y (Yq11) la cual tiene uno o más genes indispensables para la espermatogénesis (factor azoospérmico, AZF) se asocia con alteraciones espermatogénicas severas y es importante investigarlo en pacientes con azoospermia sin causa aparente. Además, se encontró un gen de expresión testicular específica en el cromosoma Y el cual tiene su efecto principal en la diferenciación posmeiótica de las espermátides a espermatozoides 13-14. Las mutaciones y polimorfismos en lo que respecta al receptor de andrógenos debe ser estudiado en varones infértiles. En más del 85% de varones azoospérmicos y 90% con oligozoospermia severa no tienen deleciones, sin embargo pudieran tener mutaciones, polimorfismos o duplicaciones en genes específicos del cromosoma Y.14 Causas secundarias Entre estas se encuentran agentes quimioterapéuticos como: • Clorambucilo • Ciclofosfamida 10 • Doxorrubicina • Procarbacina • Vincristina • Vinblastina Se ha relacionado además la exposición a radioterapia, sin embargo en este caso es dosis- respuesta pudiendo causar azoospermia temporal o permanente, por ejemplo, al utilizar menos de 100 rads la función testicular normal suele recuperarse en un rango de 9 a 18 meses, 30 meses para dosis de 200-300 rads y mayor o igual a 5 años para dosis de 400-600 rads. La infertilidad permanente se relaciona con una dosis única de 600 a 800 rads.10 La desventaja de las espermatogonias tipo B es que son las células más radio sensibles, sin embargo los espermatocitos que se encuentran en división celular, específicamente en fase de preleptoteno siendo 10 veces más resistentes al daño secundario a radiaciones.10 Los gonadotóxicos pueden causar diversos efectos tóxicos en las células germinales tales como muerte o daño celular y cambios genéticos, aquellas células que mueren son fagocitadas por las células de Sertoli, mientras que las células que mueren por apoptosis no afectan a las células germinales o de Sertoli que se encuentran cercanas11. Diversos mecanismos pre testiculares, testiculares o pos testiculares pudieran interferir en la secreción de andrógenos con la consiguiente afectación de la espermatogénesis, tal como en el caso de pacientes afectados por micro litiasis testicular quienes pudieran tener hipo espermatogénesis de grado variable.15 Estudio biopsia testicular Es la única manera de obtener el diagnóstico certero y definitivo en el caso de que exista azoospermia de causa no identificada, es fácil de realizar y solo se requiere un fragmento testicular ya sea para el estudio histológico o citogenético.16 ROL DE LAS UNIONES CELULARES Familia de las Claudinas Las claudinas conforman una familia de al menos 26 proteínas, identificadas por primera vez en 1998. Son componentes muy importantes de las uniones estrechas que se encargan de mantener la permeabilidad intercelular además de que regulan el intercambio iónico entre células en la mayoría de los epitelios. Tienen un peso molecular que varía entre 21-28 11 kD, poseen 4 dominios transmembrana, 2 asas extracelulares, 2 dominios citoplasmáticos —uno amino y el otro carboxilo terminal— y una corta vuelta citoplasmática. La primera asa extracelular (ECL1) consiste de aproximadamente 50 aminoácidos con un motivo común (GLWCC)7 y contiene aminoácidos cargados positiva y negativamente los cuales favorecen la regulación de la selectividad iónica a través de efectos electrostáticos. La segunda asa extracelular (ECL2) consiste en aproximadamente 25 aminoácidos con un motivo predicho de hélice-vuelta–hélice que media las interacciones intracelulares de las claudinas. El carboxilo terminal contiene el dominio de unión PDZ que interactúa con las proteínas submembranales ZO; esta interacción es esencial para mantener la estructura del cito esqueleto celular. En el epitelio germinal, las claudinas confieren y regulan la selectividad iónica de la unión estrecha del epitelio lo que genera diferencias en la resistencia transepitelial y en la permeabilidad celular17. En relación a las gónadas se ha demostrado que las Claudinas 4, 5, 8, 11 y 14 se expresan en las células de Leydig que conforman normalmente la barrera hematotesticular. A continuación hablaremos de las Claudinas que buscamos en nuestro estudio. Claudina 1 Un estudio realizado por Gregory et. al en los epidídimos de ratas demostró que Claudina-1 también se encuentra presente a lo largo de las membranas plasmáticas laterales entre células principales en áreas distales a la uniones estrechas, así como entre células principales y basales, donde las uniones estrechas se encuentran ausentes. Esto sugiere que Claudina-1 no se encuentra localizada exclusivamente a las uniones estrechas18. La Claudina 1 se encontró positiva en un estudio piloto de casos y controles donde se incluyeron a 23 pacientes que iban a ART, donde 15 tenían afección en los parámetros seminales y 8 sanos, sin diferencia en la edad de ambos, la muestra fue obtenida mediante masturbación y alcanzaron estado de blastocito con 83% de sensibilidad y 93% especificidad19. Claudina 3 Esta funciona como una barrera, se expresa en amplias variedades de epitelio como lo es el respiratorio, urinario, tracto gastrointestinal, glándulas mamarias y salivares. Es uno de los constituyentes de la barrera hematoencefálica y hematotesticular. Su sobreexpresión no induce disminución de la permeabilidad transepitelial en ninguna de sus localizaciones10,11. Claudina 4 Se expresa fuertemente en el riñón, primordialmente en los túbulos colectores y en el pulmón. Además se encuentra positiva en la próstata de modelos animales, próstata humana, vesícula biliar, vejiga, islotes pancreáticos, epidermis, ojo, epidídimo, glándulas 12 salivales, glándulas gustativas, y glándulas gástricas proximales, su sobreexpresión se ha observado en adenocarcinoma de ovario, adenocarcinoma colorrectal, cáncer prostático, cáncer de seno. Dependiendo del tipo de células que estén en investigación, la Claudina 4 actúa como una barrera en general, como la barrera de Na sin afectar la permeabilidad del cloro. En el riñón se ha postulado20-21. Claudina 6 Se ha encontrado en epitelio embrionario en el trofoectodérmo siendo muy importante factor vectorial para el transporte de iones y agua para generar el blastocéle y en cultivo de ratones en los cuales se ha inhibido la Claudina 6 se ha observado una inhibición de la formación normal del blastocisto, pero no afecta su desarrollo, viabilidad ni comportamiento. Su sobreexpresión en la epidermis de ratones transgénicos induce una deficiencia en la barrera para las macromoléculas con la consecuente perdida transdérmica de agua acompañada de muerte neonatal. Su sobreexpresión en humanos se ha observado en túbulo proximal neonatal, túbulo ascendente grueso, túbulo contorneado distal y túbulo colector, pero no en riñón adulto20-21. JUSTIFICACIÓN La prevalencia de infertilidad en México es del 32.2 %. Se sabe que en el 50% de los casos la causa es debida a lo que se conoce como factor masculino y también se sabe que en el 16 % de estos casos, la alteración es severa.2 Las causas más frecuentes de alteraciones severas están relacionadas con cambios de estilo de vida y alteraciones o insultos en los procesos de producción en la línea germinal. La incidencia de la infertilidad y su impacto en la correlación con otras enfermedades son, de maneraparcial, resultado del deseo de reproducción en parejas mayores, siendo las parejas añosas aquellas que tienen un mayor riesgo de poseer patologías que no les permiten lograr una correcta fertilización, ya que la función reproductiva es un lujo metabólico para un organismo enfermo, y es un desgaste para un ovocito viejo. Los marcadores de evaluación en la infertilidad secundaria a el factor masculino son limitados y básicamente morfológicos sin tener, hasta la fecha, un sustento que los pueda relacionar con alteraciones en los mecanismos de espermiogénesis y espermatogénesis, así como en la adecuada función, al momento de la fertilización, de todos los procesos involucrados en lograr la fertilización. Como ya mencioné, la Claudina, es una molécula de las familias de proteínas que conforman las uniones celulares estrechas y son las responsables de mantener no solo la unión célula –célula en los epitelios, sino que también sostienen la resistencia transepitelial 13 y la polaridad de las células. Se ha demostrado la expresión de la Claudina en la barrera hematotesticular sin embargo nunca se ha intentado evaluar si el comportamiento de la familia de las Claudinas varía dependiendo el grado de maduración espermática, a sabiendas de que la comunicación entre estas dos células (espermatozoides y Sertoli) es la base del proceso de formación, maduración y capacitación espermática. Se han realizado múltiples estudios, sobre las propiedades de los espermatozoides y las moléculas que expresan durante el proceso de diferenciación, pero estos solo se han realizado en animales. La función y capacitancia de los espermatozoides sin embargo es aún más limitada en pacientes azoospérmicos. La evaluación de la expresión de claudinas en biopsias testiculares tiene la finalidad de demostrar indirectamente que la interacción célula de Sertoli-espermatozoide, así su interacción conforme su etapa de maduración ya que como toda unión célula-célula la expresión de claudinas en ambas superficies celulares es esencial para mantener la estabilidad de dicha unión y facilitar la cascada de eventos posteriores. La viabilidad de este proyecto se justifica al tratar de A) evaluar al espermatozoide de forma más funcional, y B) demostrar la presencia de proteínas de uniones estrechas en los procesos de maduración y fertilización del espermatozoide. Esto proyecto se realizará en el centro reproductivo ART reproducción en el hospital Ángeles Pedregal. En todos los casos los individuos participantes serán sujetos a una sesión informativa para en caso de que acepten participar en el proyecto firmen una carta de consentimiento informado, así como otra de privacidad. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Actualmente no se conoce el comportamiento de la familia de las Claudinas en testículo. La expresión de esta proteína podría reflejar el proceso de interacción del espermatozoide con las células de Sertoli, en caso de positividad podría valorar comportamiento en pacientes azoospérmicos según etapa de arresto. PREGUNTA DE INVESTIGACION ¿Existe presencia de Claudina 1, 3, 4 y 6 en biopsias testiculares de pacientes azoospérmicos en estudio? HIPÓTESIS Las Claudinas 1, 3, 4 y 6 estarán expresadas en las biopsias testiculares, se espera encontrar una relación significativa entre la expresión con el grado de arresto espermático. OBJETIVO GENERAL Determinar la expresión de Claudina 1, 3, 4 y 6 en biopsias testiculares humanas de pacientes con diagnóstico de azoospermia en estudio obtenidos por TESE. 14 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Determinar la localización de la Claudina 1, 3, 4 y 6 en biopsias testiculares de pacientes con infertilidad. TIPO Y DISEÑO GENERAL DEL ESTUDIO Estudio piloto experimental observacional prospectivo. Se incluyeron a las biopsias de las parejas con diagnósticos de azoospermia en estudio e infertilidad del centro ART reproducción de enero 2010 a julio del 2016. Diseño general de estudio: Se somete al varón a biopsia testicular por TESE para obtención de muestra y envío a patología para diagnóstico confirmatorio. Las biopsias se manejaron por inmunohistoquímica en la Universidad Autónoma de México para marcaje de las Claudinas. Las muestras de biopsia testicular fueron fijadas en tampón neutro 4% ρ-formol a 4 º c durante la noche y fueron posteriormente impregnado con parafina. Antes de realizar inmunohistoquímica, secciones de los tejidos se tiñeron con hematoxilina-eosina para corroborar la utilidad de la biopsia. Las secciones seriales, 4 µm espesor, fueron utilizadas para inmunohistoquímica. La recuperación del antígeno fue alcanzado por las muestras en 0.01 M citrato de sodio, pH de 6 por 2 min de ebullición. El amortiguamiento de la peroxidasa endógena fue alcanzado por la incubación con peróxido de hidrógeno 0.3% en agua destilada durante 30 min a temperatura ambiente. Después de lavar con fosfato tampón salino (PBS), las diapositivas fueron incubadas con solución de albúmina de 2% durante 2 h a temperatura ambiente y extensivamente lavadas con PBS. Las diapositivas se incubaron a 4 º C en cámara húmeda durante la noche con anticuerpo primario diluido en solución salina tamponada con Tris que contiene seroalbúmina bovina al 1%. Los anticuerpos son policlonales de conejo y anti-claudin 1 (#GTX81609 y #GTX54539, respectivamente, dilución 1:50, Gene Tex, Inc. Irvine, CA), anti-claudin 3, anti-claudin 4 y anti-claudin-6 (#34-1700, #51-6100 y #34-1600, dilución 1:50 y 1: 75 respectivamente, Invitrogen, Camarillo, CA) y receptor de la anti-phospho-progesterona (Ser 190) (#3171, dilución 1:750, célula de señalización de tecnología, Inc); Anticuerpo de Cabra anti-claudin 1, anti-claudin 4, anti-claudin 6 (#sc-17660, sc-17664 # y #sc-17669, respectivamente, dilución 1: 200, Santa Cruz biotecnología, Inc.). Al final del tiempo de incubación, las muestras fueron lavadas en PBS y etiquetados con el sistema anticuerpo específico marcado con biotina por 2 segundos h (dilución 1: 200) (Kit LSAB * sistema HRP (DAKO North America Inc. Carpinteria, CA)), seguido por una incubación de 30 min con estreptavidina marcada con peroxidasa, también incluido en el kit 15 DAKO. Al final y después de lavar amplio la reacción fue revelada con el lenguado por 2 min, lavada con PBS/Tween-20 y núcleos fueron contra tinción con hematoxilina de gato (Bio Care Med., Concord, CA). Las diapositivas fueron montadas usando oro puente montaje (#E01-100, laboratorios de GBI, Bothell, WA) a temperatura ambiente y evaluado con un microscopio Nikon Eclipse E600 equipado con una cámara fotográfica. Se tomaron fotografías de tres campos por diapositiva y se determinó el número de células positivas. La intensidad de la coloración se determinó mediante la detección de puntos por punto (dpp) en las fotografías con el software de análisis de imagen J. Todo el dato se compiló y se construyó una hoja de base de datos. Los anticuerpos se titulan inicialmente para determinar la dilución óptima de trabajo. GRUPO DE ESTUDIO Parejas con infertilidad y azoospermia en estudio. UNIVERSO/ SELECCIÓN Y TAMAÑO DE MUESTRA Parejas que acuden a la clínica de infertilidad ART reproducción en el Hospital Ángeles del Pedregal a las cuales se les diagnostica azoospermia y se propone TESE. Tamaño de la muestra por conveniencia. CRITERIOS DE INCLUSIÓN • Pacientes que acuden a ART reproducción por infertilidad y deseo de embarazo. • Pacientes con azoospermia en estudio. CRITERIOS DE EXCLUSIÓN • Micro deleciones positivas al momento del estudio o que cuenten con el antecedente. • Pacientes conocedores de cariotipo alterado. CRITERIOS DE ELIMINACIÓN • Pacientes que no cuenten con todos los resultados o con expediente clínico incompleto. • Pacientes quienes decidan abandonar el estudio de manera voluntaria. • PROCEDIMIENTOS PARA LA RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN INSTRUMENTOS A UTILIZAR • Microscopíaóptica: La evaluación de la muestra por microscopía óptica se efectuará con personal capacitado, biólogo en turno del hospital Ángeles del 16 Pedregal, el cual valorará características físicas y parámetros de la biopsia testicular siguiendo los criterios de la OMS, según el manual de procedimientos de laboratorio. El resultado presentado se da por escrito en un reporte. • Inmunofluorescencia: Utilizando un microscopio con focal Leica. Las muestras de espermatozoides incubadas con el anticuerpo anti-claudina 1, 3, 4 y 6 se describe anteriormente. Este equipo se encuentra a disposición en el departamento de Embriología de la Facultad de Medicina en la Universidad Nacional Autónoma de México. MÉTODOS PARA EL CONTROL DE CALIDAD DE LOS DATOS • Métodos para control de calidad son que todos los procesos de fertilidad los realizan personas capacitadas y certificadas por la RED LARA. • Métodos en laboratorio son realizados con la certificación NOM hospitalaria. PROCEDIMIENTOS PARA GARANTIZAR ASPECTOS ÉTICOS EN LAS INVESTIGACIONES CON SUJETOS HUMANOS. Se respeta en el protocolo los aspectos éticos con la base de la norma de expediente clínico. • NOM-012-SSA3-2012 Establece criterios para ejecución proyectos de investigación en seres humanos. • NOM-004-SSA3-2012 Referente al expediente clínico. • NOM-087-ECOL-SSA1-2003 Referente al manejo de residuos biológico infecciosos. • NOM-EM-003-SSA-1994 Disposición de órganos y tejidos de seres humanos con fines terapéuticos excepción de sangre y sus componentes. • NOM-253-SSA1-2012 Disposición de sangre humana y sus componentes con fines terapéuticos. PLAN DE ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS MÉTODOS Y MODELOS DE ANÁLISIS DE LOS DATOS SEGÚN TIPO DE VARIABLES Dado el tamaño de la muestra que se consideró para el presente estudio se utilizaran pruebas no paramétricas con normalización de datos con Shapiro Wilk. Se realizará estadística descriptiva. 17 PROGRAMAS A UTILIZAR PARA ANÁLISIS DE DATOS Los valores obtenidos, serán analizados mediante el programa estadístico “SPSS versión 23¨, utilizando medidas no paramétricas para su interpretación estadística, secundario a tamaño de la muestra. CONSIDERACIONES ÉTICAS La participación en este estudio de investigación, será de manera voluntaria. A los participantes se les proporcionará toda la información necesaria, con un lenguaje claro y sencillo, de manera que una vez aclarada cualquier duda el participante otorgue el consentimiento informado de manera voluntaria, y firme la carta de confidencialidad previo a la obtención de la muestra, explicando los beneficios, riesgos y las posibles consecuencias de su participación en el estudio. Se hará mención que el método de toma de la muestra sanguínea se realizará con punción capilar, en donde los riesgos y complicaciones asociados a la toma de muestra con aguja son nulos. Se asegurará a los participantes del estudio, confidencialidad e integridad del manejo de los datos que se obtengan del presente estudio. Se pretende de esta manera realizar el estudio conforme a los principios éticos para la investigación médica en humanos establecidos en la Declaración de Helsinki, aclarando que este proyecto de investigación, será revisado por el consejo de ética de ART reproducción, quienes se encargarán de la aprobación del estudio, previo a la realización del mismo. El consentimiento informado que se les proporcionara a los participantes de este ensayo clínico se anexa al presente documento. RESULTADOS Se analizaron 41 biopsias testiculares, de las cuales contaron con los criterios de inclusión 20 de ellas. Los resultados de patología se observan en el cuadro 1. Patología e inmunohistoquímica. Las biopsias por TESE se dividieron en dos grupos: Grupo 1: siete pacientes con azoospermia y grupo 2: trece con la presencia de espermatogénesis. Cuadro 2. 18 Los resultados mostraron que la expresión de Claudina 1 fue nuclear en las células de Leydig y positivo en células espermáticas . Imágen 1. En el grupo 2 la Claudina 3 fue marca positiva con distribución nuclear en las células de Sertoli y células germinales. Imágen 2. En el grupo 1 (Síndrome de solo células de Sertoli, Fibrosis hialina tubular y Arresto en la maduración) la Claudina 3 resultó con marca negativa. La expresión de Claudina 4 se observó en la membrana basal de las células de Sertoli. Imágen 3. Con respecto a la Claudina 6, esta tuvo marca negativa en las biopsias. Imagen 4. DISCUSIÓN La distribución de diagnósticos histopatológicos en pacientes infértiles concordó con lo reportado en la literatura. Llama la atención la incidencia de casos del Síndrome de solo Células de Sertoli, el cual se caracteriza por no observar células germinales y tiene una incidencia menor al 13 – 16 % en las parejas que se estudian por azoospermia según lo publicado por Mario Mancini en el 200922. En todas las muestras hay presencia de células agregadas a la espermatogénesis que puede influir en la expresión proteica.23 En nuestro estudio, investigamos la presencia de expresión de las familias de las Claudinas, en específico 1, 3, 4 y 6 en tejido testicular obtenido por TESE de pacientes con infertilidad. Se discutirán individualmente las proteínas encontradas: Claudina 1: Esta proteína de unión esta presente en los túbulos seminíferos, específicamente, en el 90% de los casos, en las células de Sertoli y en caso de los reportes de patología con espermatogénesis completa se encontró positiva en células germinales a partir del estadio de espermatocito secundario. Hoy en día solo el trabajo de grupo de México de ART Reproducción menciona la presencia de esta proteína en eyaculado como marcador de madurez espermática, concordando con la presencia de la misma en los 19 estadios finales.24 Respecto a la Célula de Sertoli y su marcaje positivo concuerda con lo expuesto en la literatura de Gye M. Et al en el 2003 y Meng et al en el 200525-26 en modelos animales en el cual se identificó positiva en los testículos de ratón7 a los 3 días postnatal, los cuales se incrementaban para el día 10, pero disminuían en los días 16 y 30. Esto nos demuestra la íntima interacción que hay en el proceso de espermiogénesis entre la célula de Sertoli y el espermatozoide en el tránsito tubular. Claudina 3: Esta proteína de unión esta presente en la biopsias testiculares de forma positiva en los túbulos seminíferos, identificando la localización en células de Sertoli confirmado por los estudios de patología. Esto corresponde a la literatura ya que la Claudina 3 es uno de los componentes presentes en la barrera hematotesticular, como lo publicado en la literatura por Morita K. y Morrow CM25,27 en modelos animales donde estudiaron cortes testiculares de ratón; contradiciendo el trabajo de Kaitu’u-Lino et al. en el 2007 quien realizó cultivos de células de Sertoli in vitro del día 19 a 21 del nacimiento de ratones no encontrando la proteína 29. Esto sugiere que la Claudina 3 juega un papel importante en la permeabilidad de la membrana hematotesticular, ya que resulta negativa en aquellos casos de fibrosis, esto se puede explicar por que no existe presentación de antígeno en el testículo con barrera íntegra (sin fibrosis)30 . Claudina 4: Esta proteína de unión también se vio presente en los túbulos seminíferos, específicamente en células de Sertoli independiente del diagnóstico de patología. Esto corresponde a la literatura ya que la Claudina 4 esta reportado en barreras celulares, como en el riñón que se menciona en la barrera renal dependiente de sodio; en lo reportado por Gerd Krause en el 2008 y Mario Mancini en el 200920-21. La Claudina 4 también se encuentra altamente expresada en próstata, esto puede tener relación o asociación a receptores de GnRH o intranucleares de testosterona, ya que ambos tejidos (testicular y prostático)son afectados por las concentraciones de la hormona mencionada. En los trabajos como el de Romanov V 2014, Lei Ding 201331-32 se reporta que la sobreexpresión de la proteína promueve mecanismos oncológicos celulares en mama, ovario y próstata. En nuestros pacientes no se reportó ningún caso de neoplasia. Claudina 6: Esta proteína de unión celular fue negativa en nuestro estudio, según la literatura los pacientes con esta proteína de unión positiva tienden a una predisposición a cáncer testicular (Länsi y cols. en el 2010)33, donde relacionó su presencia con carcinoma embrionario y teratocarcinoma. 20 CONCLUSIONES La biopsia testicular es un elemento diagnóstico para pacientes con infertilidad, la presencia las proteínas de unión celular (familia de las claudinas) nos orienta a que existe una interacción entre la célula germinal y célula de Sertoli en el proceso de maduración. Esta interacción implica la presencia de: Claudina 3 y 4 en las células de Sertoli y Leydig en la barrera hematotesticular como traducción de una integridad de la misma, y en los espermatozoides solo se identificó la Claudina 1 en estadios haploides. La Claudina 6 fue negativa ya que se asocia a procesos oncológicos testiculares que ninguno de nuestros pacientes presentó. Las uniones celulares estrechas modifican la membrana de los espermatozoides durante su proceso de maduración en el túbulo seminal interactuando dinámicamente y cambiando la expresión proteica dejando abierta una línea de investigación de segundos mensajeros de transcripción nuclear. TABLAS Y FIGURAS Cuadro 1. Resultado de patología Casos Normal 10 Síndrome de Células solo Sertoli 5 Hipoespermatogénesis 3 Fibrosis hialina tubular 1 Arresto en la maduración 1 Total 20 Cuadro 2. Grupos Resultado de patología Casos Grupo 1 Síndrome de solo células de Sertoli, Fibrosis hialina tubular y Arresto en la maduración 7 Grupo 2 Normal e hipoespermatogénesis 13 Total 20 21 Imágen 1. Imágen 2. Imágen 1 . Micrografía panoramica de biopsia de testículo con aumento (100x) donde Señalamos marca positiva de Claudina 1 en células de Leydig y células espermáticas. Imágen 2. Micrografía panoramica de biopsia de testículo con aumento (100x) donde se señala sitio de exresión de la claudina 3 en células de Sertoli y células germinales 22 Imágen 3. Imágen 4. Imágen 3. Micrografía panoramica de biopsia de testículo con aumento (100x) donde se señala sitio de exresión de la claudina 4 en células de Sertoli. Imágen 4. Micrografía panoramica de biopsia de testículo con aumento (100x) se señala espermatogonia. No presenta marca de Claudina 6. 23 Cronograma de actividades. Diciembre 2016 Enero 2017 Febrero 2017 Febrero 2017 Marzo-Abril 2017 Recolección de bibliografía Elaboración del protocolo Sometimiento y probable aprobación Recolección de datos y análisis de datos Presentación de resultados y publicación del documento CARTA DE CONSENTIMIENTO INFORMADO (ADULTOS) CARTA DE CONSENTIMIENTO INFORMADO PARA PARTICIPACION EN PROTOCOLOS DE INVESTIGACIÓN Nombre del estudio Protocolo de Investigación Inmunomarcaje Andro Patrocinador externo (Si aplica) ART Reproducción Universidad Nacional Autónoma de México Procedimientos Seminograma y toma de muestra de sangre periférica 24 En caso de colección de material biológico (si aplica): No autorizo que se tome la muestra Si autorizo que se tome la muestra solo para este estudio Si autorizo que se tome la muestra para este estudio y estudios futuros Nombre y firma del sujeto Nombre y firma de testigo Nombre y firma de testigo Lugar y Fecha Número de Registro 25 Referencias bibliográfícas 1. 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