INTRODUCCIÓN

Los andrógenos son hormonas esteroideas importantes para el desarrollo fenotípico masculino; tienen un papel muy importante durante la diferenciación masculina, el desarrollo y mantenimiento de los caracteres sexuales secundarios. Los andrógenos son imprescindibles para la iniciación y mantenimiento de la espermatogénesis. Las acciones de los andrógenos están mediadas por el receptor de andrógenos (RA) (Brinkmann, 2001). En el testículo humano, la inmunoexpresión del RA se observa en las células de Sertoli, células mioides peritubulares, células de Leydig, y células periarteriolares; pero no existe inmunomarcaje para el RA en los diferentes tipos de células germinales (Van Roijen et al., 1995; Suárez-Quian et al., 1999). El RA de los núcleos de las células de Sertoli participa activamente en los mecanismos de regulación paracrina entre la espermatogénesis y la esteroidogénesis (Vornberg et al., 1994; van Roijen et al., 1995; Zhou et al., 1996).

Recientemente, el estudio del RA ha adquirido singular importancia, sobre todo en pacientes con cáncer de próstata, ya que se han detectado algunas mutaciones en una proporción pequeña de estos pacientes (Newmark et al., 1992; Gaddipati et al., 1994). Sin embargo, niveles de inmunoexpresión de proteínas del RA son similares en tumores prostáticos dependientes de andrógenos (Bonaccorsi et al., 2003; Denmeade et al., 2003), además, algunos genes que regulan el RA se expresan anómalamente en el cáncer de próstata (Denmeade et al., 2003), lo que sugiere que el RA puede participar en el crecimiento del cáncer de próstata en la ausencia de andrógenos testiculares (Gaddipati et al., 1994; Bonaccorsi et al., 2003; Denmeade et al., 2003).

Mutaciones del RA también se han asociado con defectos en la virilización. En este sentido, diferentes tipos de mutaciones se han detectado en el gen del RA en individuos con síndrome de insensibilidad a los andrógenos (Brinkmann, 2001; Quingley 1995) (Androgen Insensitivity Síndrome, AIS). Sin embargo, el significado de la expresión del RA en la patología testicular funcional congénita y adquirida del testículo humano no esta aún bien establecido.

En la presente revisión se evalúan los diferentes patrones de expresión inmunohistoquímica del RA reportados en el testículo de hombres normales y en pacientes con patología testicular, y se valora el significado funcional de las alteraciones histológicas y moleculares del RA en relación con la disfunción de la fertilidad en estos pacientes.

BIOLOGÍA MOLECULAR DEL RA

El RA pertenece a una subfamilia de la gran familia de factores de transcripción nuclear que incluyen el receptor de estrógenos (RE alfa y RE beta), el receptor de hormonas tiroideas (RT), el receptor de la vitamina D y el receptor del ácido retinoico (Quingley 1995). La unión de los andrógenos a su receptor induce un cambio estructural en el RA que convierte al receptor de un estado inactivo a su forma activa, favoreciendo su unión al ADN (Grino, Griffin & Wilson,1987). Por analogía con otras hormonas esteroideas, la unión de la hormona al receptor -ésto es de los andrógenos al RA- ocasiona cambios de varias proteínas asociadas al receptor, como la proteína de shock térmico de 90 Kda (Housley et al., 1990). Hay evidencia que la unión de los andrógenos a su receptor es importante para mantener los niveles del RA, ya que esta unión produce una estabilización protectora del receptor que impide su degradación (Kemppainen et al., 1992).

El gen para la síntesis del RA fue secuenciado en el brazo largo del cromosoma X (Xq 11-12) (Brown et al., 1989). El sexo masculino solo tiene una copia del gen, el cual esta constituido por 8 exones y codifica a una proteína con una longitud de 910 a 919 aminoácidos (Lubahn et al., 1989). El exon 1 es el más largo (1.613 pares de bases) y codifica la porción amino terminal de la proteína. La función de esta porción del receptor es iniciar la trascripción génica. Los exones 2 y 3 codifican el dominio de unión al ADN, estructuralmente constituyen los dos dedos de zinc. Las mutaciones en esta región condicionan un RA no funcional, debido a su incapacidad para la unión al ADN y por ende el no inicio de la actividad de trascripción génica. Los exones del 5 al 8 codifican la porción del receptor requerida para la unión de los andrógenos al receptor, en este dominio es donde se han detectado el mayor número de mutaciones en el RA (Quigley et al., 1995). Las mutaciones en esta región pueden alterar la afinidad para la unión de los andrógenos y/o la especificidad de unión (Wiener et al, 1997). Aproximadamente el 20% de todas las mutaciones del gen del RA ocurren en los codones con residuos de arginina (Quigley et al., 1995).

Junto al extremo 5’ del exon 1, en el dominio amino terminal, se encuentra una región repetida de la tripleta CAG, variable en extensión, con un promedio de 9-38 repeticiones en la población normal. Esta región repetida dentro del gen constituye un polimorfismo, dado que existe variabilidad alélica. Se ha observado que la expansión de la tripleta CAG (repeticiones) está asociada con una leve modulación de la actividad del receptor androgénico. En la atrofia muscular espino bulbar (enfermedad de Kennedy) la repetición de la tripleta CAG se ha encontrado expandida en la mayoría de los pacientes y varía entre 38 y 75 unidades de repetición (Nance, 1997).

DETECCIÓN INMUNOHISTOQUÍMICA DEL RA

En el tracto reproductivo masculino, la inmunolocalización del RA ha sido observada constantemente en el núcleo de las siguientes células: 1) en el testículo: células de Sertoli, células de Leydig, células mioides peritubulares, epitelio de la rete testis y epitelio de los conductos rectos; 2) en el epidídimo: células ciliadas y principales de los conductos eferentes, en las células principales, basales y apicales del conducto epididimario; 3) en el conducto deferente: células oscuras y apicales estrechas; 4) en la próstata y vesículas germinales: células basales (de reserva) y principales (secretoras). El RA se ha observado también en todas las células musculares lisas, células endoteliales, y fibroblastos presentes en el testículo y en la vía espermática. El RA se expresa, aunque en grado variable, en una amplia variedad de tejidos, incluyendo glándulas sudoríparas, folículos pilosos, músculo cardíaco, células musculares lisas gastrointestinales, células foliculares de la tiroides, y células de la corteza adrenal (van Roijen et al., 1995; Suárez-Quina et al., 1999; Quingley et al., 1995; Sar et al., 1990; Regadera et al, 2001; Janssen et al., 1994). Solo se han inmunolocalizado vestigios del RA en el núcleo de las células del músculo liso vasculares (van Roijen et al., 1995; Iwamura et al., 1994; Skinner, 1991). La inmunocoloración del RA citoplasmática no se ha observado en estructuras testiculares humanas (Regadera et al., 2001).

EXPRESIÓN DEL RA EN EL TESTÍCULO NORMAL HUMANO

La intensidad de la inmunocoloración del RA es más fuerte en el núcleo de las células de Sertoli que en el núcleo de las células peritubulares, aunque en estas últimas la inmunotinción positiva parece ser más constante que en la célula de Sertoli (Regadera et al., 2001). En un estudio preliminar usando pequeñas biopsias testiculares humanas, no se observaron cambios en la inmunoexpresión del RA de las células de Sertoli en relación con los diferentes estadios de la maduración de la espermatogénesis (van Roijen et al., 1995). Sin embargo, recientemente en un estudio mucho más amplio empleando piezas completas de testículo humano, obtenidas quirúrgicamente en pacientes con cáncer de próstata, o durante la autopsia, se han demostrado cambios en la intensidad de la inmunocoloración del RA de células de Sertoli humanas. Estos hallazgos sugieren que la función del epitelio seminífero muy probablemente se relacione directamente con la intensidad de la tinción nuclear del RA. Además, existen ciertas evidencias acerca de que la secreción de determinadas proteínas de la célula de Sertoli humana que controlan la función del ciclo del epitelio seminífero están reguladas por el RA (SuárezQuian et al., 1999). Estos hallazgos son consistentes con la hipótesis que sugiere que la regulación de andrógenos en la espermatogénesis ocurre exclusivamente a través de las células de Sertoli -células somáticas testiculares-, ya que no se ha demostrado inmunohistoquímicamente la expresión de RA en las células germinales (Suárez-Quian et al., 1999).

Las células mioides peritubulares participan, en parte, en la regulación androgénica de la espermatogénesis a través de un mecanismo paracrino (Skinner, 1991), mediante la estimulación del RA, constantemente presente en el núcleo de las células mioides. Paradójicamente, las células de Leydig de testículos humanos exhiben una inmunolocalización de RA de intensidad tenue, y asimismo, un número apreciable de estas células intersticiales parecen ser negativas para RA (Regadera et al., 2001).

ALTERACIONES DE LA EXPRESIÓN DEL RA EN PATOLOGÍA TESTICULAR

Algunas mutaciones del RA se pueden encontrar en casos con criptorquidia bilateral asociadas a AIS. Sin embargo, la relación criptorquidia unilateral con las alteraciones del RA constituyen en la actualidad motivo de controversia, debido a que mutaciones del gen de RA no son observadas en la mayoría de los pacientes con criptorquidia unilateral (Wienner et al., 1998). En un estudio reciente se ha encontrado que el 63% de los pacientes con testículos localizados en el escroto tenían niveles altos del RA, mientras que el 85% de los pacientes con “mal descenso” testicular los niveles de RA estaban disminuidos y además en los pacientes con testículos intraabdominales los RA eran muy bajos (Hosie, Wessel and Waag, 1999). Sin embargo, otros autores en pacientes con criptorquidia unilateral no encontraron anomalías del gen de RA, por lo que no lo consideran como responsable directo del desarrollo de una criptorquidia aislada (Wienner et al., 1998).

En los testículos criptorquídicos estudiados después de la pubertad, las células de Sertoli tipo adultas mostraban una inmunotinción para el RA de intensidad moderada. En contraste, la intensidad del inmunomarcaje del RA fue menor en células de Sertoli inmaduras y disgenéticas (Regadera et al., 2001). Estos hallazgos pudieran sugerir que los segmentos del tubo seminífero con atrofia de células germinales muestran una disminución o ausencia de la expresión del RA en las células de Sertoli disgenéticas (Regadera et al., 2001).

En el AIS, las mutaciones del gen para el RA condicionan diferentes manifestaciones clínicas (Quigley et al., 1995). El AIS sigue un patrón de herencia ligado al cromosoma X, por cada madre portadora, hay 1:2 niños con cariotipo 46 XY que está afectado y 1:2 niñas portadoras. La incidencia de este síndrome es de 1:20.400 recién nacidos (Bangsboll et al., 1992). En la mayoría de los pacientes con AIS, los testículos se encuentran alojados en la cavidad abdominal y menos frecuentemente en el conducto inguinal (Barthold et al., 2000); además, en la infancia el AIS suele descubrirse durante la exploración de una hernia inguinal (Bnagsboll et al., 1992). En pacientes postpuberales y fenotípicamente niñas la causa más frecuente de consulta es la amenorrea primaria. Adicionalmente, en algunos individuos con AIS y criptorquidia, la persistencia parcial del conducto de Müller revela una relación estrecha entre la actividad del RA y la acción de la hormona antimülleriana (AMH). El efecto de la AMH en mediar la regresión del conducto de Müller puede requerir interacción sinérgica con el RA (Quigley et al., 1995).

La mayoría de los cariotipos de estos pacientes son 46,XY, aunque también se han publicado casos de mosaicismo cromosómico (Griffin and Wilson, 1980). Mutaciones en el gen del RA que afectan al desarrollo del fenotipo masculino se expresan en individuos con carga cromosómica 46 XY (Brinkmann, 2001; Quigley et al., 1995). Se han realizado revisiones amplias de la biología molecular del AIS y, aunque en los pacientes con AIS se han descrito mas de 150 mutaciones diferentes (Brinkmann, 2001), son cuatro los tipos fundamentales de mutaciones del RA: 1) mutación puntual sencilla consistente en la sustitución de un solo aminoácido o en un prematuro paro de la expresión de su codón; 2) inserción o deleción de nucleótidos; 3) una deleción completa o parcial del gen, y 4) mutación intrónica que afecta a la secuenciación del ARN del receptor de andrógenos (Brinkmann, 2001).

Se han descrito dos formas clínicas de AIS: síndrome de sensibilidad a los andrógenos completo (CAIS) y el síndrome de insensibilidad a los andrógenos incompleto (IAIS) (Brinkmann, 2001; Quigley et al., 1995).

En el CAIS, el fenotipo característico consiste en la presencia de genitales externos femeninos, una vagina corta y frecuentemente hendida, ausencia o hipoplasia de estructuras derivadas del conducto mülleriano (útero y trompas) y del conducto de Wolf (vía espermática), ausencia de próstata, desarrollo de tejido mamario y ausencia de pelos axilares y pubianos (Brinkmann, 2001). El estudio histológico de las gónadas de estos pacientes con CAIS demuestran cambios semejantes en testículos criptorquídicos, aunque en algunos casos las lesiones suelen ser menores (Álvarez-Nava et al., 1997). Sin embargo, los cambios histológicos en el testículo extirpado de pacientes adultos con AIS es similar al de algunas criptorquidias aunque también pueden semejar testículo inmaduro e incluso testículo infantil normal (Morris and Mahesh, 1963; Nistal and Paniagua, 1996). Los adenomas de células de Sertoli son frecuentes en los testículos de estos pacientes, aunque se consideraron en publicaciones clásicas algunas diferencias histológicas testiculares entre las formas completa e incompleta de AIS (Teter and Boczkowski, 1966; Damjanov, Drobnjak and Grizelj, 1971), trabajos posteriores de amplias series de pacientes concluyeron que no existían diferencias histológicas relevantes en los testículos entre los dos tipos de AIS (Rutgers and Scully, 1991). En los pacientes con CAIS, los niveles de testosterona basal y después de la estimulación con HCG (GalliTsinopoulou et al., 2003) están elevados en la edad puberal (Brinkmann, 2001); mientras que, los niveles basales de gonadotropinas pueden ser normales (Galli-Tsinopoulou et al, 2003) aunque también pueden encontrarse niveles elevados de la LH (GalliTsinopoulou et al., 2003). Los niveles séricos de testosterona estuvieron ligeramente disminuidos en los pacientes adultos y ligeramente elevados en los pacientes prepuberales. El nivel de estradiol sérico estuvo ligeramente aumentado en todos los pacientes (Regadera et al., 1999).

Histopatológicamente, en los pacientes adultos con AIS se ha encontrado una disminución del volumen testicular y una alternancia de áreas modulares con áreas difusas. El diámetro tubular estaba significativamente disminuido y la densidad del volumen de los túbulos seminíferos estaba aún más reducida (Jockenhovel et al., 1993). Característicamente, en los testículos de los pacientes con AIS no se encontraron células germinales ni tampoco células de carcinoma in situ.

En el IAIS, los cambios fenotípicos son muy diversos, aunque en la mayoría de estos pacientes predomina la apariencia femenina con genitales ambiguos, mientras que en otros casos existe un predominio del fenotipo masculino y cuando llega la pubertad a estos pacientes se produce también una elevación de los niveles séricos de testosterona, LH y estradiol (Brinkmann, 2001). Por otro lado, existe una variante clínica peculiar de AIS denominada enfermedad de Kennedy en la que se asocia alteraciones del desarrollo neurológico -caracterizadas por atrofia bulbar y espinal asociada a atrofia muscular- y anomalías cuantitativas del RA que se relacionan con la severidad de los síntomas del AIS (MacLean HE, 1995). En todos estos casos de síndrome de Kennedy existe una correlación entre la longitud repetida de CAG y el desarrollo temprano de enfermedad neurológica, por lo que se demuestra que esta enfermedad tiene una relación directa con alteración de la secuencia del RA (Dejager et al., 2002). Por último, se ha descrito todo un espectro de individuos con síntomas intermedios de AIS en los que el diagnóstico se descubre en la evaluación de una infertilidad de causa desconocida (Brinkmann, 2001). Dentro de estas variantes clínicas cabe destacar varios estudios de pacientes con hipospadias severas y criptorquidia bilateral en los que puede existir alteraciones del RA (Holmes, Miller & Baskin, 2004), incluidas la mutación puntual en el exón 8 (Hiort et al., 1994). Sin embargo, en la mayoría de los casos de hipospadia no se centraron en mutaciones específicas, por lo que es necesario establecer criterios genéticos que permitan clasificar y tratar correctamente estos casos (Hiort et al., 1994). Todo este espectro de enfermedades permiten concluir que las variaciones fenotípicas en los defectos moderados del RA pudieran no detectarse en individuos adultos con AIS durante la exploración clínica (Galli-Tsinopoulou et al., 2003). Pero los datos aún no son claros, ya que numerosos estudios han demostrados una considerable heterogeneidad en la expresión del RA, dependiendo de si se trata de pacientes con CAIS o con IAIS; esta diferente inmunoexpresión también ocurre cuando se estudian biopsias de cáncer de próstata y en biopsias testiculares (Ávila, Zoppi and McPhaul, 2001). En los pacientes con IAIS, el estudio de la secuenciación directa de los exones que codifican el gen de RA generalmente no revelan anomalías de este gen (Isurugi et al., 1996). Es más, defectos parciales en la función del RA están causados por sustituciones de aminoácidos del dominio hormonal activo del RA en la cadena del ADN. Estos defectos parciales funcionales del gen del RA pueden determinar claramente cambios funcionales pero también alteraciones cuantitativas en la abundancia del receptor (Ávila, Zoppi and McPhaul, 2001). De hecho, mutaciones en el gen del RA son las causas de alteraciones de la función del receptor, por lo que mutaciones diversas pueden asociarse con signos clínicos heterogéneos de AIS (Hiort et al., 1994; Brown, 1995).

En pacientes subfértiles con oligozoospermia y niveles de gonadotropinas séricas normales, la intensidad de la inmunoexpresión del RA variaba sustancialmente entre las biopsias de los diferentes pacientes (van Roijen et al., 1995), no encontrándose una correlación entre la intensidad de la inmunoexpresión del RA en las células de Sertoli y en células mioides con respecto al grado de maduración de la espermatogénesis. Además, los niveles de inmunoexpresión del RA en las células de Sertoli y las células mioides peritubulares no están regulados directamente por los niveles séricos de gonadotropinas. Estos resultados indican que la inmunodetección del RA no se relaciona con la calidad del epitelio espermático en pacientes con oligozoospermia (van Roijen et al., 1995; Singh et al., 2006). Asimismo, en otro estudio no se han encontrado cambios evidentes de inmunoexpresión del RA como un marcador de función testicular o con el grado de hipospermatogénesis, ni tampoco con el grado de diferenciación de las células de Sertoli (Saunders et al., 1996; Jarow and Zirkin, 2005; Aiman and Griffin, 1982). Pero los datos aún no son concluyentes ya que otros autores han medido la inmunoexpresión del RA en fibroblastos de piel genital, observando que la resistencia a los andrógenos puede ser la causa de una fracción importante (40% o más) de infertilidad idiopática, debida a azoospermia o severa oligozoospermia (Saunders et al., 1996); por lo que en la actualidad se están diseñando modelos de ratones con mutaciones CAG del RA con el fin de evaluar el grado de diferenciación de las células de Sertoli en relación a alteraciones de la espermatogénesis (Yu et al., 2006).

CONCLUSIONES

El RA pertenece a la superfamilia de receptores intranucleares, cuya respuesta final se lleva a cabo a través de su unión con el ADN. Está estrechamente relacionado con la diferenciación sexual del varón. La activación normal del RA permite un buen desarrollo y diferenciación de los órganos internos y externos masculinos.

En el testículo del hombre adulto, la inmunoexpresión del RA es detectada exclusivamente en el núcleo de células de Sertoli, células de Leydig y células mioides peritubulares. La función de estas células está estrechamente relacionada a la concentración y expresión del RA. La inmunolocalización del RA citoplasmática no se ha observado en estructuras testiculares humanas.

Mutaciones en el RA condicionan alteraciones en la acción de los andrógenos, afectando la función endocrina a nivel testicular y de otros órganos diana, comprometiendo además la función reproductiva. Algunas mutaciones del RA están implicadas en casos con testículos criptorquídicos. La relación de las alteraciones del RA con el desarrollo de un testículo no descendido unilateralmente es aún motivo de controversia, debido a que mutaciones del gen de RA no son observadas en la mayoría de los pacientes con criptorquidia unilateral. El AIS es la manifestación clínica más evidente de mutaciones en el RA. Las mutaciones más frecuentemente observadas consisten en lesiones puntuales en cambios de secuencias de aminoácidos, deleción de nucleótidos o deleción parcial o completa del gen. Su forma completa (CAIS) se presenta fenotípicamente como sexo femenino. En el AIS existe una considerable heterogeneidad en la expresión del RA que depende de la penetrancia de la mutación.

En hombres infértiles no se han encontrado cambios evidentes de inmunoexpresión del RA que lo conviertan en un marcador de función testicular, y todavía es prematuro en patología reproductiva humana predecir el grado de hipospermatogénesis o el grado de desdiferenciación de las células de Sertoli solo teniendo en cuenta las alteraciones de expresión génica e histopatológica del RA, dado que hasta la actualidad el grado de expresión del RA no se relaciona con las alteraciones de diferenciación del epitelio espermático presentes en los pacientes subfértiles.