Recupero di spermatozoi nella Sindrome di Klinefelter
1. UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TORINO
A.O. Città della Salute e della Scienza di Torino – Molinette
Divisione Universitaria di Urologia - Direttore: Prof. B. Frea
S.S.C.V.D. per l’Andrologia – Responsabile: Dott. L. Rolle
RECUPERO DI SPERMATOZOI
NELLA SINDROME DI KLINEFELTER
Massimiliano Timpano
2. Fertility in Klinefelter syndrome
Practically all ejaculates from patients with 47,XXY
karyotype show azoospermia
Sperm are observed only rarely, and exceptional cases of
spontaneous paternity have been reported
Lanfranco et al., Lancet 2004; 364: 273-83
3. Reported pregnancies after ICSI treatment with
ejaculated spermatozoa of patients with non-mosaic
KS.
Lanfranco et al., Lancet 2004; 364: 273-83
4. Human Reproduction 11: 1644-9, 1996
Testicular sperm recovery
47,XXY Klinefelter patients.
in
nine
Tournaye H, Staessen C, Liebaers I, Van Assche E, Devroey
P, Bonduelle M, Van Steirteghem A.
Centre for Reproductive Medicine, University Hospital, Dutch-speaking Brussels Free University (Vrje
Universitet Brussel), Laarbeeklaan 101, B-1090 Brussels, Belgium
5. Reported pregnancies after ICSI treatment with
testicular spermatozoa of patients with KS.
Lanfranco et al., Lancet 2004; 364: 273-83
6.
7. Natural history of seminiferous tubule degeneration in
KS
The degenerative process may start even during fetal life, as
studies of aborted fetuses at gestational ages 18–22 weeks
have shown (Murken et al., Lancet 1974 ; Coerdt et al., Pediatr
Pathol 1985).
In prepubertal KS boys, the focal nature of the degeneration
process is already evident, since the few seminiferous tubules
containing spermatogonia are surrounded by Sertoli-cell-only
tubules.
In KS, immature Sertoli cells are incapable during puberty of
transforming into the adult mature cell type.
Aksglaede et al., Hum Reprod 2006; 12:39-48
Wikstrom AM & Dunkel L, Horm Res 2008; 69:317-326
8. Natural history of seminiferous tubule degeneration in
KS
Major histological changes in the testes coincide with the
pubertal activation of the pituitary-gonadal axis.
With age, fibrosis and hyalinization of the interstitium and
peritubular connective tissue increases, and already in 12- to
14-year-old KS boys, huge hyperplastic Leydig cells can be
visible in testicular biopsies
Wikstrom et al., JCEM 2004
The degeneration of germ cells in KS may be because of a
primary effect of the extra X chromosome on the development
and function of the germ cells or adverse influence on the
supporting somatic cells including the Leydig and Sertoli cells.
Aksglaede et al., Hum Reprod 2006; 12:39-48
Wikstrom AM & Dunkel L, Horm Res 2008; 69:317-326
14. With the aid of an operating microscope for microdissection (micro-TESE),
the sperm retrieval rate was
successful in 56.7% of 74 cases
with non-mosaic KS.
Urology 2006; 68: 1082-1086
15. Testicular tissue may be successfully cryopreserved
in patients with non-mosaic KS without significantly
compromizing fertilization and implantation rates.
As germ cell depletion is already evident in the testes
of 47,XXY infants and rapidly progresses,
cryopreservation of semen samples may preserve future fertility
in those young KS men identified before the time
at which they present with infertility.
Tournaye et al., Int J Androl 1997; 20:69-73
Friedler et al., Hum Reprod 2001; 16:2616-2620
Staessen et al., Hum Reprod Update 2003; 9:319-330
Kamischke et al., J Androl 2004; 25:586-592
16. 25 pazienti con cariotipo 47, XXY – età media 35 anni
Recupero positivo in 8 pazienti (32%)
• FSH
23 UI/L
• Volume 4 cc
• FSH
30.5 UI/L
• Volume 3.5 cc
• Età
• Età
31 anni
38 anni
Casistica personale
17. In studies of chromosomal abnormalities
in
ejaculated spermatozoa from patients with KS
the
incidence of sex chromosomal hyperploidy
varied
from 0.9% to 2.5% in the mosaic form
and from
2.5% to 21.6% in the non-mosaic form.
The proportion of hyperploid spermatozoa
men with KS does not correlate with the proportion
47,XXY cells in somatic tissues.
Overall, a higher risk of fathering a 47,XXY or
47,XXX child after successful fertilization
treatment has to be taken into account.
in
of
18. An increased incidence of autosomal aneuploidies
in spermatozoa from subjects with non-mosaic KS
has been demonstrated.
Hennebicq et al. (2001) described a higher frequency of
disomy 21 in the spermatozoa of a non-mosaic Klinefelter
patient, thus indicating an important risk of trisomy 21
in offspring of patients with KS when these patients
were candidates for ICSI.
Morel et al. (2003) found a significant difference in the
frequency of autosomal disomy for chromosomes 13, 18
and 21 in Klinefelter patients.
19. FERTILITY IN KLINEFELTER SYNDROME
Patients with Klinefelter syndrome, including the non-mosaic type,
may no longer be considered infertile a priori, as ICSI offers the
opportunity for procreation even when spermatozoa in the
ejaculate are lacking.
Surgical sperm retrieval has revealed spermatozoa in up to one
half of non-mosaic Klinefelter patients selectively referred to
centers specialized in assisted reproduction techniques.
The incidence of sex chromosomal hyperploidy and autosomal
aneuploidies is higher in spermatozoa from Klinefelter patients
than from normal men.
Chromosomal errors may be transmitted to the offspring
of men with Klinefelter syndrome.
The genetic implications of the fertilization procedures including
pretransfer or prenatal genetic evaluation must be explained to the
patients and their partners.
20. Questa presentazione è disponibile sul sito I AM - Interact
around Man - la community degli specialisti della salute
dell’uomo: www.esanum.it/iam.
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Notas del editor
La capacità riproduttiva dei pazienti con sindrome di Klinefelter è riconosciuta essere ridotta, come ampiamente riportato in letteratura. Paternità spontanee sono da considerarsi episodiche e due sole ne sono segnalate dalla letteratura scientifica negli ultimi trent’anni. Si può dire, in definitiva, che tutti i pazienti affetti da sindrome di Klinefelter sono azoospermici.
Ciononostante, i pazienti con sindrome di Klinefelter non vanno considerati sterili, cioè impossibilitati a concepire un proprio figlio genetico. Sporadicamente, spermatozoi maturi possono essere rintracciati nel liquido seminale. Grazie all’avvento della ICSI dagli anni novanta, anche pochi spermatozoi possono essere utilizzabili per questa procedura. E sono state infatti riportate in letteratura gravidanze da ICSI eseguite utilizzando spermatozoi freschi eiaculati.
Tuttavia, anche i pazienti azoospermici non vanno etichettati come sterili. È, infatti, del 1996 la segnalazione del recupero di spermatozoi maturi dal parenchima testicolare di questi soggetti, utilizzabili per la procreazione medicalmente assistita mediante ICSI.
Dal punto di vista funzionale, questi spermatozoi recuperati mediante micro-TeSE sono sicuramente utilizzabili, giacchè su un totale di casi riportati in letteratura di 185 pazienti sottoposti alla procedura, si sono registrate 43 nascite…
…sia che gli spermatozoi recuperati vengano utilizzati a fresco o che vengano scongelati dopo crioconservazione.
La difficoltà del recupero di spermatozoi nei pazienti con sindrome di Klinefelter è legato alla storia naturale della degenerazione progressiva dei tubuli seminiferi. Questa degenerazione sembra addirittura cominciare durante la vita fetale, come hanno riportato studi eseguiti su feti abortiti ad un’età gestazionale di 18-22 settimane. In ragazzi prepuberi con sindrome di Klinefelter il danno testicolare è già ben evidente e caratterizzato dalla presenza di pochi tubuli seminiferi contenenti spermatogoni, circondati da tubuli che mostrano la presenza di sole cellule di Sertoli.
Le maggiori modificazioni istologiche avvengono alla pubertà, quando si attiva l’asse ipotalamo-ipofisi-gonadi. Con gli anni, la fibrosi e la ialinizzazione tubulare e peritubulare aumenta. L’iperplasia delle cellule di Leydig è già istologicamente evidente in ragazzi di 14 anni. La causa della degenerazione tubulare e delle cellule della linea germinale sarebbe da ricercare nell’attività del cromosoma X sovrannumerario.
La degenerazione istologica corrisponde ad una evidente alterazione fenotipica. Il volume testicolare dei pazienti con sindrome di Klinefelter non segue l’aumento caratteristico dell’età, ma si arresta a pochi cc.
Rispetto ad un testicolo di volume normale…
…il testicolo di un soggetto con la sindrome di Klinefelter, non supera di norma i 3-4 cc di volume, macroscopicamente equivalente ad una piccola oliva, per capirci. Microscopicamente, la tipica architettura cerebriforme è sostituita da tubuli seminiferi esili, sfilacciati, ipotrofici; solo eccezionalmente si rilevano dei tubuli più trofici, più dilatati, che possono essere recuperati selettivamente in corso di micro-TeSE, laddove l’ingrandimento è di 20 volte rispetto all’occhio nudo.
Ma al di là dell’aspetto micro e macroscopico, esistono dei fattori predittivi che possano ragionevolmente dare un’idea sulle possibilità di recupero degli spermatozoi in un testicolo di questa qualità? Questi fattori non possono essere il volume, né il valore dell’FSH o dell’inibina B, né tanto meno il rapporto fra inibina B ed FSH. Il parametro che sembra influenzare maggiormente lo sperm retrieval rate è l’età. E cio è facilmente comprensibile alla luce di ciò che è stato detto prima sulla fisiopatologia del danno testicolare in questi pazienti.
Nella maggior casistica di micro-TeSE in pazienti con sindrome di Klinefelter oggi a disposizione, il dato sorprendente non è tanto la percentuale di spermatozoi recuperati (che pure è di tutto rispetto, 56.7%), ma la differenza statisticamente significativa dell’età tra il gruppo che ha recuperato e il gruppo che non ha recuperato.
Quindi, detto che spermatozoi maturi possono essere recuperati dal testicolo e utilizzati a fresco oppure crioconservati, senza compromettere la fertilizzazione dell’ovocita e l’impianto dell’embrione, il dato da tenere presente è di raccomandare l’esplorativa microchirurgica precocemente, eventualmente anche alla pubertà, quando, pur in assenza di desiderio di paternità, il danno fisiopatologico sull’epitelio germinativo non è ancora massivo.
Anche la modesta esperienza personale che riporto conferma questa tendenza dell’età come parametro predittivo fondamentale. Il dato complessivo di recupero pari al 32%, sottende la minore età di questo gruppo.
Quali effetti dal punto di vista genetico dobbiamo aspettarci? Negli studi di anomalie cromosomiche negli spermatozoi eiaculati da pazienti con sindrome di Klinefelter, l'incidenza di iperploidia varia dallo 0,9% al 2,5% nella forma a mosaico e dal 2,5% al 21,6% nella forma non-mosaico. La percentuale di spermatozoi iperploidi non si correla con la percentuale di cellule 47, XXY nei tessuti somatici.
Nel complesso, un più alto rischio di concepire un bambino 47, XXY o 47, XXX dopo un trattamento favorevole di fecondazione deve essere tenuto in considerazione.
Inoltre, è stata dimostrata una maggiore incidenza di aneuploidie autosomiche in spermatozoi di soggetti con KS non-mosaico.
Le disomie particolarmente frequenti coinvolgerebbero i cromosomi 13, 18 e 21.
I pazienti con la sindrome di Klinefelter, non possono più essere considerati sterili a priori, da quando la ICSI offre la possibilità di procreare anche quando sono assenti gli spermatozoi nel liquido seminale.
L’esplorativa microchirurgica del testicolo consente in questi pazienti il recupero di spermatozoi fino alla metà dei casi.
L'incidenza di iperploidia dei cromosomi sessuali o di aneuploidie dei cromosomi somatici è più elevata negli spermatozoi di pazienti Klinefelter. Tali errori possono essere trasmessi alla prole di uomini con la sindrome di Klinefelter.
Queste implicazioni genetiche nelle procedure di fecondazione assistita devono necessariamente essere spiegate ai pazienti e ai loro partner.