Genética na Comunidade
Como é a puberdade dos pacientes com Klinefelter? Ana Paula Lecheta e Michelle Susin
Durante a puberdade, na maioria dos pacientes com SK, as concentrações de andrógenos são suficientes para permitir o início normal da puberdade até a conclusão do fechamento epifisário dos ossos e o desenvolvimento das características sexuais secundárias. Os adolescentes com SK iniciam o desenvolvimento puberal dentro da faixa normal, exceto por meninos com cariótipos mais complexos, como 48,XXYY; 48,XXXY; 49,XXXYY e 49,XXXXY, que apresentam maior chance de desenvolver uma puberdade tardia. Esses indivíduos tendem a apresentar atraso no desenvolvimento dos pêlos pubianos e massa muscular pobre.
As alterações na puberdade ocorrem ao fim desse processo em quase todos os pacientes com SK, conforme o processo de degeneração e insuficiência das células de Leydig ocorre, e consequente redução dos níveis séricos de testosterona. Como visto anteriormente, esse processo leva a elevação compensatório do LH, o excesso de LH faz com que ocorra a ativação de uma enzima denominada aromatase (Figura 1), sua ação aumenta os níveis de estrogênio, o que pode contribuir para o desenvolvimento da ginecomastia, tanto nessa fase quanto na fase adulta.
Em relação a alterações não relacionadas a morfologia corporal e virilização masculina, os indivíduos apresentam disfunção na última fase da puberdade, a espermarca. Já na fase pré-puberdade os indivíduos demonstram número reduzido de espermatogônias, o que desencadeia ausência ou diminuição da formação de espermatozoides. Embora, em alguns casos ainda permanecem focos de espermatogênese normal, o que permite a preservação da fertilidade, como será visto a diante.
Dessa forma, apesar de ser possível detectar uma elevação compensatório do hormônio luteinizante (LH) ao hipogonadismo, ele é mais evidente no início da vida adulta. Cerca de 65 a 85% dos pacientes com SK apresentam hipogonadismo evidente após os 25 anos.
Figura 1: Fisiopatologia da ginecomastia em pacientes portadores da Síndrome de Klinefelter. O hormônio luteinizante (LH) em excesso estimula a ação da enzima aromatase, que converse a testosterona em estradiol. O estradiol atua no desenvolvimento mamário, acarretando ginecomastia
Alterações testiculares na Síndrome de Klinefelter. Ana Paula Lecheta e Michelle Susin
Fibrose testicular
A análise histológica dos testículos de portadores da Síndrome de Klinefelter demonstrou extensa fibrose, ou seja, substituição dos seus tecidos por fibroblastos, e hialinização dos túbulos seminíferos.
A hialinização tubular consiste na ausência de células germinativas e células de Sertoli, normalmente ocorre fibrose associada com depósito de material amorfo nos túbulos, o que reduz o calibre de sua luz. Isso faz com que a função do tecido seja afetada de forma significativa. Entretanto, ainda não é esclarecido o mecanismo desse processo e o período em que ocorre. Alguns estudos procuram responder esses questionamentos, a fim de compreender a fisiopatologia da fibrose testicular e identificar possíveis fontes de intervenção terapêutica, porém os resultados são ainda preliminares.
Hipóteses para explicar o processo de fibrose testicular que ocorre nos portadores da Síndrome de Klinefelter
1. MAIOR CONCENTRAÇÃO DE MACRÓFAGOS E MASTÓCITOS NO TECIDO TESTICULAR
O tecido testicular dos portadores da Síndrome de Klinefelter pode apresentar maior quantidade de macrófagos e mastócitos, que são células ligadas a processos de inflamação e defesa, em comparação com o tecido testicular dos indivíduos não portadores de síndrome. Sabe-se que essas células estão associadas à fibrose hepática, processo de lesão ao fígado e estão em maior quantidade no tecido testicular de homens azoospérmicos não SK (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23431272/). Dessa forma, é possível que o tecido testicular de indivíduos com Síndrome de Klinefelter apresente mais macrófagos e mastócitos, e eles sejam os responsáveis por desencadear esse mesmo processo de lesão, a partir da adolescência.
A fim de investigar essa hipótese, o estudo “Testicular imune cells and vasculature in Klinefelter Syndrome from childhoof up to adulthood”, publicado em Julho de 2020 (1)analisou as quantidades de macrófagos e mastócitos presentes no tecido testicular de três grupos: (1) portadores da Síndrome de Klinefelter em fase pré-puberdade, puberdade e adulta; (2) grupo controle (homens submetidos a reversão de vasectomia ou orquiectomia) e (3) portadores da Síndrome de Células de Sertoli (SCO), causa de infertilidade masculina decorrente da presença de apenas células de Sertolli nos túbulos seminíferos, e ausência de células espermáticas, resultando em azoospermia. Para tal, foram analisadas duas regiões das amostras de tecido: Compartimento intersticial, local em que se encontram as células de Leydig, produtoras de testosterona; Peritubular, região em que se encontram as células de Sertolli, que dentre suas funções são responsáveis pelo transporte de espermatozoides. Desta forma, foi demonstrado que, em relação aos macrófagos e mastócitos peritubulares, há uma diferença significativa entre as amostras de tecido testicular fibróticas mais graves de indivíduos Klinefelter e o grupo controle. Porém, não houve diferença significativa entre as amostras de SK com diferentes graus de fibrose. No compartimento intersticial, nenhuma diferença significativa foi detectada entre as amostras analisadas. Além disso, um maior número dessas células foi observado em amostras testiculares SCO, que não apresentam fibrose. Esse resultado associado a ausência de diferença significativa de macrófagos e mastócitos no tecido testicular de SK em fase peripubertal, evidencia que essas células não são os desencadeadores do processo de fibrose na adolescência de portadores da SK, como se supunha. No entanto, há a possibilidade de que elas sejam atraídas para o local da fibrose, já iniciado por outra causa ainda desconhecida, e, então atuem no processo fibrótico. Porém, esse possível mecanismo ainda não foi estudado.
2. PROTEÍNA DECORINA
Portadores da Síndrome de Klinefelter apresentam maior quantidade da substância decorina no tecido testicular. A decorina é uma proteína presente na matriz extracelular das células, local em que apresenta forte interação com as fibras de colágeno, ou seja, desempenha papel estrutural no tecido conjuntivo presente nos testículos. Já foi demonstrado que a expressão da decorina está alterada em doenças fibróticas de vários tecidos, como fígado e pulmão. Além disso, foi comprovado que a expressão dessa substância está aumentada nas paredes dos túbulos seminíferos de homens com espermatogênese prejudicada. (1)Os resultados do estudo mostraram maior expressão da proteína decorina no compartimento intersticial e região peritubular em amostras de tecido testicular de portadores da Síndrome de Klinefelter em comparação às amostras de pacientes sem a síndrome (46, XY). Esse aumento de expressão foi ainda maior nos túbulos hialinizados de indivíduos Klinefelter. Isso sugere que há uma possível associação entre a quantidade de proteína decorina e o processo de fibrose nesse tecido.
3. DESREGULAÇÃO DE GENES ENVOLVIDOS NO PROCESSO DE INFLAMAÇÃO
Portadores da síndrome apresentam desregulação de genes envolvidos no processo de inflamação que pode levar ao alto grau de fibrose testicular: Há uma superexpressão do gene ICOSLG, presente no cromossomo 21. O gene ICOSLG codifica uma proteína relacionada a proliferação e diferenciação de células B. Essas células desempenham importante papel na mediação de atividades inflamatórias no corpo. Sendo que, a fibrose é um dos processos que pode ocorrer durante uma atividade inflamatória.
4. DESREGULAÇÃO DE GENES ENVOLVIDOS COM O COLÁGENO
Portadores da síndrome apresentam regulação positiva dos seguintes genes: COL20A1; COL5A1; COL6A3; COL8A, que codificam proteínas que estão relacionadas a produção de colágeno (Tabela 1), molécula essencial nos processos de fibrose e hialinização (Figura 2). O colágeno é a substância que ficará acumulada no interior da célula, tornando o aspecto hialino, e incapacitando as células de realizar sua função adequadamente. Por fim, a fibrose ocorre pela deposição de fibras ricas também em colágeno.
Figura 2. Relação entre a superexpressão dos genes COL8A; COL6A3; COL5A1 e COL20A1 e a maior produção de colágeno. A superexpressão desses genes, localizados no cromossomo 3, 2, 9 e 20, respectivamente, faz com que ocorra maior produção de proteínas envolvidas na formação do colágeno. O colágeno é um dos precursores da formação de fibrose, que ocorre no tecido testicular dos portadores da Síndrome de Klinefelter.
Tabela 1. Nome, Localização e Função dos genes (COL20A1; COL5A1; COL6A3 e COL8A1) relacionados a produção de proteínas necessárias para a formação de colágeno.
5. NÍVEL DE HORMÔNIO LUTEINIZANTE ELEVADO
O nível elevado do hormônio luteinizante (LH) nos pacientes portadores da Síndrome de Klinefelter pode levar à estimulação das células de Leydig, que secretam o fator de crescimento endotelial vascular (VEGF), uma proteína que promove crescimento de novos vasos sanguíneos, e que pode levar a um aumento da permeabilidade vascular, e consequentemente à fibrose do tecido testicular.
Qual a origem da baixa produção de testosterona e, consequentemente, o hipogonadismo?
Ana Paula Lecheta e Michelle Susin
A origem do hipogonadismo na Síndrome de Klinefelter ainda não é totalmente esclarecida, porém existem suposições relevantes. Um estudo publicado no ano de 2014 (2) levantou uma nova hipótese para explicar a fisiopatologia da baixa produção de testosterona na Síndrome de Klinefelter. A pesquisa se baseou no resultado da dosagem de altas concentrações de testosterona intratesticular (ITT) em um modelo de camundongos KS (41, XXY).
Até então, a concentração de testosterona intratesticular (ITT) não havia sido estudada em humanos portador de Klinefelter. Com esse objetivo, foram analisados, em biópsias testiculares de pacientes com SK, as concentrações de: ITT e globulina ligadora de hormônio sexual (SHBG). A SHBG consiste em uma proteína que se liga ao hormônio testosterona, quando conectados o hormônio fica inativo. Dessa forma, a SHBG é um dos métodos que controla a quantidade de testosterona disponível para o corpo.
Foram encontrados níveis de testosterona intratesticular (ITT) significativamente elevados em homens com SK (Figura 3). Esse achado levantou a hipótese de que, ao contrário do que se acreditava, não é a produção de testosterona em homens com SK que está prejudicada, mas sim a sua liberação na circulação sistêmica. Visto que, embora os níveis de IIT estejam normais, a dosagem de testosterona sérica, fração livre do hormônio que circula pelo corpo, é insuficiente, resultando em um quadro clínico de hipogonadismo. Ou seja, a funcionalidade das células de Leydig seria adequada, porém há alterações na vascularização testicular que não permitem que a testosterona atinja a circulação sistêmica.
Figura 3. Níveis de testosterona intratesticular (ITT) e ITT/Testosterona sérica em pacientes portadores da Síndrome de Klinefelter e indivíduos controles apresentando cariótipo XY. Referência dados do gráfico: Tuttelmann F, Damm OS, Luetjens CM, Baldi M, Zitzmann M, Kliesch S, Nieschlag E, Gromoll J, Wistuba J, Simoni M. Intratesticular testosterone is increased in men with Klinefelter syndrome and may not be released into the bloodstream owing to altered testicular vascularization– a preliminary report. Andrology. 2014 Mar;2(2):275-81.
Qual a origem do nível de testosterona testicular elevado nos portadores da SK?
Ana Paula Lecheta e Michelle Susin
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A superexpressão dos genes STAR, SCARB1, CAV1 e CAV2 observada nos portadores da SK têm relação com a elevada produção de testosterona pelas células de Leydig, o que pode explicar a alta concentração desse hormônio no tecido intratesticular. Isso ocorre porque os genes mencionados estão relacionados com fases do processo de entrada de colesterol na célula (Tabela 2). O colesterol é uma substância essencial para a formação da testosterona, sendo assim o aumento de sua quantidade na célula, desencadeia maior produção de testosterona. Por esse motivo a superexpressão desses genes leva a uma maior concentração de testosterona intratesticular. (Figura 4)(3)
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Hiperplasia e hiperfunção das células de Leydig: A superexpressão do gene HSD17B1, localizado no cromossomo 17 (17q21.2), leva a uma hiperatividade da proteína 17beta-hidroxiesteróide, responsável por converter androstenediona em testosterona, durante a esteroidogênese. Essa superexpressão resulta em altos níveis de LH, que irão estimular a hiperfunção das células de Leydig.
Figura 4. Representação da relação entre a superexpressão dos genes CAV1; CAV2; STAR e SCARB1 e a maior concentração de testosterona intratesticular. A superexpressão desses genes, localizados respectivamente nos cromossomos 7; 8 e 12, leva a um aumento da entrada de colesterol no interior da célula. Esse colesterol será convertido em pregnenolona, que será convertida em progesterona, que por fim será convertida em testosterona. Essa via, quando estimulada, formará mais testosterona em comparação aos níveis normais, aumentando sua concentração intratesticular.
Tabela 2. Nome, localização e função dos genes relacionados a concentrações elevadas de testosterona intratesticular, quando superexpressos.
Qual é a possível alteração vascular no parênquima testicular dos portadores da SK?
Ana Paula Lecheta e Michelle Susin
Em 2021, foi realizado um estudo (4) que, examinou pela primeira vez a vascularização testicular in vivo em humanos, por meio da ferramenta CEUS, referência para análise por ultrassonografia. Como conclusão, verificou-se que a velocidade de perfusão testicular dos portadores de SK foi significativamente mais lenta do que os não portadores. Ou seja, o tecido testicular apresenta um menor fluxo sanguíneo. Além disso, correlacionando esses resultados aos de dosagem hormonal, observou-se que os portadores de SK que apresentaram tempos mais rápidos de vascularização testicular foram associados a uma função endócrina testicular mais eficiente, principalmente em relação ao nível de testosterona sérica. Desta forma, provavelmente uma menor velocidade de perfusão testicular acarreta distúrbios na função endócrina do testículo.
A perspectiva é que futuros estudos analisem a vascularização testicular dos pacientes portadores da Síndrome de Klinefelter em diferentes fases da vida, para determinar quando as alterações vasculares se iniciam, e consequentemente identificar o melhor momento para realizar: a microdissecção testicular (TESE) - processo para congelar espermatozoides e futuramente fazer fertilização in vitro, testes diagnósticos e outras intervenções.
Anomalias vasculares na Síndrome de Klinefelter
Estudos epidemiológicos já demonstraram a alta incidência de doenças cardiovasculares em portadores da Síndrome de Klinefelter Por esse motivo, a estrutura vascular desses pacientes tem sido estudada. Sabe-se que os portadores da Síndrome de Klinefelter apresentam nos principais vasos sanguíneos (artéria braquial, artéria carótida comum, femoral e aorta abdominal) um diâmetro luminal (Figura 5) reduzido.
O aumento do risco cardiovascular nos portadores da SK se deve ao: (1) diâmetro luminal reduzido, (2) maior incidência de malformações cardíacas congênitas entre os portadores e ao (3) baixo nível de testosterona sérica, que desempenha um papel protetor em relação ao processo de aterosclerose, que consiste na formação de placas lipídicas, células inflamatórias e outras substâncias no vaso sanguíneo, prejudicando a circulação e elevando o risco de desenvolver doenças cardiovasculares. Dentre as causas, o diâmetro luminal reduzido pode ser uma das alterações vasculares no tecido testicular que impedem a testosterona produzida atingir a circulação sistêmica, acarretando o hipogonadismo.
O que pode levar ao desenvolvimento das anomalias vasculares na SK?
Já é confirmado que a alteração no diâmetro luminal não está relacionada aos níveis de testosterona do indivíduo ou ao comprimento do receptor de andrógeno (AR CAG). Uma das hipóteses levantadas é um suposto efeito de dose do cromossomo X. Essa hipótese é reforçada pelo fato de que indivíduos portadores da Síndrome de Turner (cariótipo 45,X) apresentam uma tendência à dilatação das artérias principais (Figura 5).
Figura 5. Representação do diâmetro luminal dos vasos sanguíneos de portadores da Síndrome de Klinefelter e portadores da Síndrome de Turner
Dessa forma, a hipótese seria que para o desenvolvimento normal das artérias o indivíduo deve apresentar um ou mais genes do cromossomo X e um possível parálogo no cromossomo Y presentes em duas cópias. Desta forma, a presença de apenas um alelo leva à dilatação – 45, X (Síndrome de Turner), enquanto, que três copias do gene levam a um crescimento insuficiente – 47, XXY (Síndrome de Klinefelter) (Figura 6). Mais estudos serão necessários para averiguar essas hipóteses.
Figura 6. Hipótese da influência genética no diâmetro luminal dos vasos sanguíneos. Indivíduos com cariótipo 46, XY apresentam o diâmetro adequado do lúmen da artéria; indivíduos com cariótipo 47, XXY (Síndrome de Klinefelter) apresentam o diâmetro do lúmen da artéria reduzido; indivíduos com cariótipo 45, X (Síndrome de Turner) apresentam diâmetro do lúmen da artéria aumentado. Essas evidências reforçam a hipótese de que há um gene no cromossomo X relacionado ao diâmetro do lúmen das artérias, e um possível paralógo dele no cromossomo Y. Para apresentar um diâmetro do lúmen da artéria adequado, o indivíduo deve ter duas cópias desse gene, ou seja, cariótipos 46, XY e 46, XX. Enquanto que, a presença de apenas um alelo (45,X) resulta em dilatação do lúmen e três cópias do gene (47, XXY) acarretam redução no diâmetro.
Além disso, o gene KDM6A (lisina desmetilase 6A), presente no cromossomo X, é um gene que codifica proteínas que desempenham um papel importante na formação inicial do sistema cardiovascular. O gene KDM6A escapa da inativação do cromossomo X (Xp11.3) nos indivíduos portadores da Síndrome de Klinefelter. Tal fato sugere uma influência do gene KDM6A nas alterações vasculares da síndrome. (5)
As hipóteses e pesquisas apresentadas anteriormente são de extrema importância visto que, têm o objetivo de elucidar os mecanismos que causam o hipogonadismo hipergonadotrópico na Síndrome de Klinefelter. Tal conhecimento pode levar a novas opções terapêuticas para o tratamento dos pacientes, intervenções e diagnósticos precoces e melhorar a qualidade de vida dos portadores da SK.