Azoospermiefaktor (AZF) - Deletionen

Y-chromosomale Diagnostik

MIM 415000

Einführung

Die Keimzellen des Mannes werden durch einen komplexen Entwicklungs-vorgang gebildet, in dem aus Spermatogonien in 65 Tagen Spermatozoen heranreifen. Dabei durchlaufen die Spermatogonien zwei meiotische Teilungen und eine mitotische Teilung. Etwa 2% der männlichen Erwachsenen weisen schwere Defekte der Spermatogenese mit resultierenden Fertilitätsstörungen auf. In der Vergangenheit wurden immunologische oder entzündliche Prozesse als Grund für die Infertilität angenommen, wenn sich keine eindeutige Ursache für die Anomalien in der Spermatogenese finden ließen. Inzwischen wird bei bis zu 30% der infertilen Männer die Fertilitätsstörung auf genetische Ursachen zurückgeführt. Nach neueren Forschungsergebnissen sind besonders Y-chromosomale Veränderungen mit Defekten der Spermatogenese assoziiert.

Genetik

TIEPOLO UND ZUFFARDI entdeckten 1976 durch zytogenetische Analysen, dass der distale Bereich des Y-Chromosoms (Yq11) genetische Faktoren enthalten muss, die für die Spermatogenese in den männlichen Keimzellen notwendig sind. Sie postulierten daher die Existenz eines sog. Azoospermiefaktors (AZF) (Abb. 1).

Weitere molekulargenetische Studien ermöglichten es in den letzten Jahren nachzuweisen, dass oft submikroskopisch kleine Deletionen im Bereich des AZF (bei normalem Chromosomensatz) zur Subfertilität führen. Damit war es möglich, eine genetische Diagnostik zu entwickeln, bei der durch eine Reihe von Polymerase-Kettenreaktionen (PCR) der Bereich des AZF (Yq11.22-23) auf Mikrodeletionen untersucht wird. Dabei wird die AZF-Region mittlerweile in drei Subregionen gegliedert:

• 1. den proximalen Bereich AZFa,
• 2. den mittlere Bereich AZFb,
• 3. den distalen Bereich AZFc.

Nach neueren Schätzungen weisen 8 bis 13% aller Männer mit idiopathischer Oligo- oder Azoospermie eine Deletion des AZF auf.

Indikation

• Patienten mit Azoospermie (keine Spermien)
• Patienten mit Kryptospermie (Spermienzahl <1x10⁶/ml)
• Patienten mit schwerer Oligospermie (Spermienzahl <10x10⁶/ml)
• zur Vorbereitung einer intracytoplasmatischen Spermieninjektion (ICSI)

Diagnostik

Es erfolgt eine Detektion der Mikrodeletionen mittels Amplifikation genomischer DNA durch Polymerase-Kettenreaktion (PCR) mit anschließender Fragmentauftrennung und -analyse. Insgesamt werden 6 DNA-Loci in allen drei postulierten AZF-Regionen untersucht.

Untersuchungsmaterial:
(Versand durch Post oder Boten)

• mind. 1 ml EDTA-Blut

Dauer der Untersuchung:

• 1 Woche

Sonstiges

Einhergehend mit dem zunehmenden Einsatz der In vitro-Fertilisation (IVF) und der Intracytoplasmatischen Spermieninjektion (ICSI) mit ejakulierten, epididymalen oder testikulären Spermien zur Behandlung andrologischer Subfertilität gehört die AZF-Diagnostik heute zu den routinemäßig angewandten vorbereitenden Analysen. So sollen nach den „Empfehlungen zur Durchführung der intracytoplasmatischen Spermieninjektion“ der Deutschen Gesellschaft für Gynäkologie und Geburtshilfe und der Arbeitsgemeinschaft für Gynäkologische Endokrinologie und Fortpflanzungsmedizin als vorbereitende Diagnostik bei IVT-ET-Therapie vor ICSI eine Chromosomenanalyse und eine molekulargenetische Analyse des Azoospermiefaktors (AZF) in Verbindung mit einer genetischen Beratung durchgeführt werden.

Literatur

• Camurri, L.; Novelli, G.; Gennarelli, M.; Cantarelli, M.; Dallapicolla, B.: “Yq Deletions and AZF Locus: Molecular Analysis in two Fetuses with non Familial Homogeneous Yq Rearrangements“. Genetic Counseling 4,3: 223-226 (1993).
• Henegariu, O. et al.: “Rapid screening of the Y chromosome in idiopathic sterile men, diagnostic for deletions in AZF, a genetic Y-factor expressed during spermatogenesis“. Andrologia 26: 97-106 (1994).
• Maiwald, R. et. al.: “A human Y-chromosomal gene mapping to distal Yq11 is expressed in spermatogenesis“. In: Lau et al. (eds): Reports of the Second Internal Workshop on Y chromosome mapping, Asilomar 1995 (Cytogenetics Cell Genetics 73: 33-76).
• Kun, M. et al.: “A Y chromosome gene family with RNA-binding protein homology: candidates for the Azoospermia factor AZF controlling human spermatogenesis“. Cell 75: 1287-1295 (1993).
• Reijo, R. et al.: “Diverse spermatogenic defects in humans caused by Y-chromosome deletions encompassing a novel RNA-binding protein gene“. Nature Genetics 10: 383-393, (1995).
• Vogt, P.: „Das Y-Chromosom und die Spermatogenese des Menschen“. Med. Genetik 4: 27-33 (1992).
• Vogt, P.: “Genetics of idiopathic male infertility: Y chromosomal azoospermia factors (AZFa, AZFb, AZFc)“. Baillieres Clin. Obstet. Gynaecol. Dec. 11,4: 773-795 (1997).
• Yunis, E.; Garcia-Conti, F.L.; Torres de Caballero, O.M.; Giraldo, A.: “Yq deletion, aspermia and short stature“. Hum. Genet. 39: 117-122 (1977).