Genes envolvidos na determinação e diferenciação do sexo

Genes involved in sex determination and differentiation

REVISÃO

Genes envolvidos na determinação e diferenciação do sexo

Genes involved in sex determination and differentiation

Maricilda Palandi de Mello^I,II,III; Juliana de G. Assumpção^I; Christine Hackel^I,II,III

^ICentro de Biologia Molecular e Engenharia Genética (CBMEG)

^IIGrupo Interdisciplinar de Estudos da Determinação e Diferenciação do Sexo (GIEDDS)

^IIIDepartamento de Genética Médica, Faculdade de Ciências Médicas, Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Campinas, SP

^{Endereço para correspondência}

RESUMO

O sexo cromossômico é estabelecido na fertilização pela presença de um cromossomo X ou Y. O desenvolvimento dos sexos masculino e feminino passa, num primeiro momento, pela especialização das gônadas em testículos ou ovários; os demais processos decorrem de efeitos secundários provocados pelos hormônios por elas produzidos. As etapas de determinação e diferenciação das gônadas em testículos ou em ovários e a diferenciação dos genitais externos masculinos ou femininos envolvem a expressão específica de uma cascata de genes. Esses genes, seus respectivos padrões de expressão, bem como seus envolvimentos na manifestação de patologias ligadas ao desenvolvimento gonadal e dos genitais externos serão abordados nesta revisão.

Descritores: Cromossomo; Diferenciação gonadal; Disgenesia gonadal; Gene; Sexo; SRY

ABSTRACT

Chromosomal sex is established at fertilization by the presence of an X or Y chromosome. The first step of male and female development is gonadal specialization in testes or ovaries; all other processes that follow result from secondary effects produced by testis and ovary hormones. Gonadal determination and differentiation and the development of external genitalia involve time- and tissue-specific expression of genes forming a gene cascade. Those genes, their expression profile and their role in the pathological manifestations related to gonadal and external genitalia development will be discussed in this review.

Keywords: Chromosome; Gene; Gonadal differentiation; Gonadal dysgenesis; Sex; SRY

NOS SERES HUMANOS E NA MAIORIA DOS MAMÍFEROS, os processos de determinação e diferenciação sexuais estão intrinsecamente associados à presença ou à ausência do cromossomo Y no cariótipo (1,2). O evento pivô na determinação sexual é a especialização das gônadas; as demais diferenças entre os sexos são efeitos secundários devidos aos hormônios por elas produzidos (3). O processo como um todo é classicamente dividido em quatro etapas: a determinação do sexo cromossômico, que é estabelecida na fertilização; a diferenciação das gônadas em testículos ou em ovários; a diferenciação dos genitais internos e externos masculinos ou femininos a partir de estruturas indiferenciadas presentes no embrião, que é dependente da presença ou ausência de testículos; e a diferenciação sexual secundária, que é a resposta de vários tecidos aos hormônios produzidos pelas gônadas para completar o fenótipo sexual. Portanto, a expressão "determinação sexual" relaciona-se principalmente aos processos que levam à função testicular geral; por outro lado, a expressão "diferenciação sexual" refere-se às ações hormonais específicas que levam ao fenótipo sexual de cada indivíduo (4). Essas contribuem para o desenvolvimento dos genitais externos e internos, bem como para a maturação sexual durante a puberdade (5-7).

Múltiplos eventos moleculares regulam as etapas de determinação e diferenciação do sexo, a saber: o desenvolvimento e a proliferação das células germinativas, a sua migração para a crista urogenital e a formação de testículos ou de ovários (8,9). Apenas dois fatores que definem o destino das células germinativas primordiais foram elucidados até o momento em camundongos: Fragilis e Stella (10). O início da expressão do gene Fragilis parece ocorrer no epiblasto proximal, sob a influência de BMP4 (Bone Morphogenetic Protein 4), e em seguida na base do alantóide, onde começa a expressão de Stella. Durante a migração das células germinativas para a crista genital, a expressão de Fragilis diminui e a de Stella aumenta. A inativação de BMP4 leva à inibição da expressão de Stella e de Fragilis e resulta na ausência de células germinativas, o que comprova a necessidade desses genes na sua formação. Infere-se que somente as células germinativas que atingem a região gonadal sobrevivam e se diferenciem; células que não o fazem sofrem apoptose, embora algumas possam escapar e dar origem a tumores de células germinativas (11). O conhecimento que se tem a respeito dos processos moleculares envolvidos na formação de testículos e ovários será abordado a seguir.

Biologia Molecular da Determinação do Sexo

Determinação de testículos

A determinação testicular foi inicialmente relacionada à existência de um gene no braço curto do cromossomo Y, denominado TDF (Testis Determining Factor) (12). A busca por esse "gene" durou cerca de 30 anos e sua descoberta mostrou que os mecanismos genéticos da determinação sexual são ainda mais complexos do que se imaginava (13-16).

O gene, denominado SR¡ (Sex-determining Region on the ¡ chromosome) foi identificado a partir do mapeamento de seqüências Y-específicas em indivíduos portadores de alterações estruturais desse cromossomo (17). O gene consiste de um único éxon e codifica uma proteína de 204 aminoácidos que exibe alta similaridade com proteínas nucleares não histônicas HMG1 e HMG2 (proteínas nucleares do grupo de alta mobilidade) (18,19). A proteína SRY, cujo domínio HMG de ligação ao DNA ("HMG box") é formado por 79 aminoácidos, atua como fator de regulação da transcrição que, ao se ligar ao DNA, induz neste um dobramento (17,20,21). A região promotora do gene não contém seqüências do tipo "TATA" ou "CCAAT box" (19). No entanto, encontram-se várias seqüências conservadas na porção 5', que podem estar relacionadas com o controle da sua expressão (19,22,23). Pelo menos três fatores de transcrição estão aparentemente envolvidos na trans-ativação do SR: Sp1, SF-1 e WT1 (24-26).

Tanto o padrão de expressão de SR¡, que se inicia e atinge um máximo em torno da sexta semana de desenvolvimento fetal coincidindo com o início da diferenciação das gônadas primordiais em testículos (27) e persistindo em quantidades baixas nas células de Sertoli e nas germinativas (28-30), como a produção de camundongos transgênicos 46,XX que desenvolveram fenótipo masculino pela introdução do gene SR no seu genótipo, comprovaram o papel biológico da proteína SRY na determinação testicular (31,32). Considera-se que sua função como fator de regulação de transcrição seja acionar, direta ou indiretamente, a diferenciação das células de Sertoli (33). Desta forma, a proteína SRY deve regular a expressão de outro(s) gene(s) que participa(m) do processo de determinação do sexo.

Pacientes com cariótipo 46,XY e disgenesia gonadal (DG) apresentam mutações no gene SR¡. Algumas mutações dentro do "HMG Box" são responsáveis pela reversão do sexo em mulheres XY por diminuírem a capacidade de ligação da proteína SRY ao DNA (34). Outras, por sua vez, não afetam a capacidade de ligação da proteína ao DNA, mas alteram o ângulo de dobramento que ela induz (35). Além das seqüências de ligação ao DNA há dois sítios de sinalização nuclear independentes nas extremidades do "HMG box" (36,37). Uma mutação na porção C-terminal do domínio HMG comprovadamente afeta a localização nuclear da proteína SRY apesar de não alterar sua capacidade de se ligar ao DNA e/ou de dobrá-lo (38).

Outro processo importante para a atividade de fatores de transcrição é a fosforilação. A fosforilação de um fator de transcrição pode afetar sua localização nuclear, sua capacidade de ligação ao DNA ou sua capacidade de trans-ativação. Na porção N-terminal da proteína SRY estão localizados resíduos de serina que são fosforilados por quinases dependentes de AMPc, o que aumenta a atividade de ligação dessa proteína ao DNA (39). Dentre os pacientes com sexo reverso encontram-se casos nos quais as mutações no SR¡, principalmente as localizadas fora do "HMG box", são herdadas. Em nossos estudos encontramos duas mutações herdadas: uma localizada em um sítio de fosforilação em uma paciente com disgenesia gonadal completa, em seu pai, nos seus irmãos normais e em dois irmãos com disgenesia gonadal parcial (40); outra, localizada na porção 5' do gene, fora da seqüência codificante, exatamente no sítio de ligação da proteína Sp1 em uma paciente com disgenesia gonadal completa e em seu pai (Assumpção e cols., submetido).

A grande maioria das mutações no gene SR¡ foi encontrada em pacientes 46,XY com diagnóstico de DG pura, mas há relatos de mutações em pacientes com DG parcial XY, hermafroditismo verdadeiro e reversão sexual com função ovariana parcial (revisado na ref. 40). Em geral, considera-se que mutações no gene SR¡ humano são responsáveis por cerca de 20% dos casos de disgenesia gonadal XY, por outro lado o SR¡ está ausente em aproximadamente 20% dos homens 46,XX. No entanto, em nossos estudos, 100% dos pacientes diagnosticados com disgenesia gonadal pura apresentaram mutações no gene SR¡ (40,41).

Apesar do SR¡ ser a principal chave na determinação testicular, há um grupo grande de evidências que indica que o controle da gonadogênese é um processo muito mais complexo, e que deve haver um número indefinido de genes autossômicos ou ligados ao X que atuam antes (upstream genes) e depois (downstream genes) da determinação testicular (figura 1), formando uma verdadeira cascata de transcrição (9,42) (tabela 1). Há no genoma humano uma série de cópias da seqüência consenso à qual a proteína SRY se liga. A maioria desses sítios de ligação não está implicada na determinação testicular, o que torna difícil a identificação dos genes regulados pela proteína SRY. Portanto, outra abordagem tem sido empregada na busca dos genes que participam da determinação sexual: a procura de loci envolvidos com síndromes nas quais ocorre reversão sexual.

Na cascata coordenada de eventos que conduzem à diferenciação sexual, um gene autossômico, o WT-1 (Wilms Tumor supressor locus – gene 1, localizado em 11p13), é essencial para o desenvolvimento gonadal e renal em mamíferos (figura 1). Esse gene se expressa nas saliências das gônadas bipotenciais antes de sua diferenciação, portanto, antes da expressão do gene SR¡ e de genes determinantes de ovários. Seus RNA mensageiros são detectáveis a partir da 6ª semana de gestação nos embriões humanos (43). A proteína WT1 é capaz de ativar a transcrição do gene SR¡ in vitro (26), havendo evidências de que atue sinergicamente com a proteína SRY ativando promotores contendo sítios de ligação para esta última (44). Por outro lado, estudos in vitro indicam que WT1 e outros fatores de regulação de transcrição podem de forma cooperativa ativar a transcrição do gene AMH (Anti-Müllerian Hormone) (45,46), uma vez que após a diferenciação testicular o WT-1 continua sendo transcrito nas células de Sertoli do testículo fetal. No entanto, sua expressão não é limitada ao testículo: no ovário fetal, é detectada nas células epiteliais e na camada granulosa; no rim fetal, se expressa no mesênquima, na vesícula renal e nos podócitos em desenvolvimento.

Mutações nesse gene são encontradas em quatro afecções humanas diferentes: tumor de Wilms, síndrome WAGR (tumor de Wilms, aniridia, malformação genitourinária e retardo mental), síndrome de Frasier e síndrome de Denys-Drash (47-49). Embora os fenótipos associados às síndromes mencionadas variem, são freqüentes alterações renais e reversão sexual XY. Além disso, através de experimentos envolvendo o knockout desse gene, verificou-se que camundongos homozigotos para deleções no gene WT-1 não desenvolvem testículos nem rins (50).

A proteína WT1 contém 4 motivos protéicos do tipo zinc-finger (dedos de zinco) e sua atuação é um reflexo de sua complexidade molecular, pois a combinação de sítios alternativos de início de tradução, de splicing, e a edição de RNA podem resultar em até 24 isoformas diferentes (51). De maneira geral, elas podem ser agrupadas em duas categorias funcionais, relacionadas à presença (+KTS) ou ausência (-KTS) de três aminoácidos (KTS = prolina, treonina, serina), em decorrência de um splicing alternativo localizado entre as regiões que codificam o 3º e o 4º dedos de zinco. A razão entre as formas WT1(+KTS) e WT1(-KTS) é aproximadamente constante em todos os tipos celulares, considerando-se que as formas -KTS teriam predominantemente um papel regulador de transcrição, enquanto que as +KTS atuariam no processamento de RNA (51).

Linhagens de camundongo com deficiências de variantes WT1(+KTS) representam um modelo animal para a Síndrome de Frasier (52). Desse modo, as implicações clínicas das mutações do gene WT-1 preconizam que pacientes de sexo fenotípico feminino com esclerose glomerular focal ou síndrome nefrótica sejam avaliadas quanto à possibilidade de reversão sexual XY e que pacientes de sexo fenotípico masculino com virilização deficiente (hipospadia + criptorquidia) e proteinúria sejam averiguados quanto às manifestações relacionadas à síndrome de Denys-Drash, tais como nefropatia e/ou tumor de Wilms (53). Na prática, pacientes com disgenesia gonadal 46,XY parcial não apresentam mutações no gene WT-1 quando na ausência de anormalidades renais ou manifestações de tumor de Wilms (54). No entanto, a análise genética do gene WT-1 deve ser feita nestes pacientes devido ao risco do desenvolvimento mais tardio de tumor de Wilms, nefropatia ou gonadoblastoma.

Outro gene autossômico importante que se expressa na gônada indiferenciada em mamíferos é o do receptor nuclear único SF-1 (Steroidogenic Factor-1) (figura 1). A proteína SF-1 é um membro da família de receptores nucleares órfãos, sendo considerada o principal regulador das enzimas envolvidas na esteroidogênese adrenal e gonadal. A expressão do gene que a codifica, denominado NR5A1 (Nuclear Receptor subfamily 5, group A, member 1) e mapeado em 9q33, é necessária em três momentos ao longo da determinação e diferenciação testicular: em primeiro lugar, na formação da gônada bipotente, depois nas células de Sertoli para regular a expressão do gene do AMH, e mais tarde nas células de Leydig, para regular a expressão de uma série de hormônios esteróides (55-58), o que indica que esse receptor nuclear atua como mediador da expressão de genes específicos para o sexo masculino.

A homozigose de mutações que inativam a SF-1 em camundongos manifesta-se pela total ausência de desenvolvimento gonadal e adrenal, pela ausência de gonadotrofinas hipofisárias e por alterações estruturais na região ventral e mediana do hipotálamo (59). O seqüenciamento desse gene em uma mulher XY revelou uma mutação de troca de sentido/missense (G35E) que, mesmo em heterozigose, causou reversão sexual completa, além da falha adrenal (60). No entanto, dois trabalhos recentes demonstraram um efeito de haploinsuficiência por heterozigose de mutações inativadoras no gene NR5A1 em casos 46,XY com sexo reverso que não apresentavam deficiência adrenal (61,62).

O gene SOX9 [SR¡-related high-mobility group (HMG) box 9], localizado em 17q24.1-25.1, codifica um fator de transcrição que também participa diretamente na transformação das gônadas bipotenciais em testículos em embriões de sexo genético masculino e regula a expressão do AMH (figura 1) (45). No entanto, o gene SOX9 é também um ativador do gene do colágeno tipo II, que é essencial para a formação da matriz extracelular da cartilagem. Portanto, os defeitos nesse gene levam à reversão sexual em indivíduos 46,XY que está sempre associada às malformações esqueléticas conhecidas como displasia camptomélica (63,64).

Há relatos de outras regiões autossômicas envolvidas na diferenciação sexual: as regiões 9p24 e 10q26.1, relacionadas a sexo reverso em indivíduos XY (65,66). Nestes, a haploinsuficiência da região autossômica 9p24-3 pode interferir na transformação da gônada bissexual, levando a diferentes graus de defeito na formação testicular (de agonadismo a testículo disgenético, passando por gônada "em fita") e, nas mulheres afetadas, pode comprometer a função ovariana, como demonstraram Muroya e cols. (67). Dentro dessa região cromossômica estão localizados os genes DMRT1 e 2 (Doublesex and Mab-3 Related Transcrption factor 1 and 2). Embora os dois genes apresentem o domínio de regulação gênica DM, apenas o gene DMRT1 tem sido considerado como candidato ao gene responsável pelo desenvolvimento testicular anormal no cromossomo 9 com base no seu padrão de expressão embrionária e localização cromossômica (figura 1) (68).

O gene Dhh (Desert hedgehog) expressa-se nas células de Sertoli e segue o padrão de expressão do gene Sry nos testículos embrionários de camundongos, não sendo detectado nos ovários fetais (69). Em humanos, o gene DHH está localizado em 12q12-q13.1 e é constituído por três exons que codificam uma proteína de 396 aminoácidos, um membro da família hedgehog de proteínas sinalizadoras. Os achados em camundongos sugeriram um papel significativo deste gene no desenvolvimento masculino. Umehara e cols. (70) descreveram a primeira mutação nesse gene em um paciente com disgenesia gonadal parcial associada à neuropatia minifascicular. Esses autores sugerem que a proteína DHH deva ser uma molécula-chave que atua tanto na diferenciação gonadal masculina como na formação dos nervos periféricos (figura 1). Mutações em homozigose no gene DHH foram descritas recentemente em pacientes 46,XY com disgenesia gonadal completa ressaltando sua importância no processo de desenvolvimento testicular (71).

Em indivíduos 46,XY a duplicação de uma região no braço curto do cromossomo X chamada DSS (Dosage Sensitive Sex reversal, localizado em Xp21) causa disgenesia gonadal e sexo reverso independentemente da presença do SRY, enquanto que a deleção desse locus não afeta a diferenciação testicular (72-76). Por outro lado, a duplicação da região DSS em um dos cromossomos X de mulheres 46,XX não afeta a diferenciação ovariana.

Dentro da região DSS foi descrito o gene DAX-1 (DSS – congenital Adrenal hypoplasia, em uma região crítica do cromossomo X, gene 1), também chamado de NR0B1 (Nuclear Receptor subfamily 0, group B, member 1), que se expressa nas glândulas supra-renais e testículos e não foge à inativação do X (77,78). Desta forma, sua deficiência apresenta um padrão típico de herança ligada ao X, isto é, indivíduos 46,XY manifestam o fenótipo ao passo que os 46,XX são normais. A proteína DAX-1 é composta por 470 aminoácidos, exibindo dois domínios protéicos: a região N-terminal contém 3,5 repetições de um trecho de 65 a 67 aminoácidos, contendo dois sítios putativos do tipo zinc-finger, enquanto que a região C-terminal exibe um domínio de ligação característico da família de receptores nucleares de hormônios (79). Os portadores de hipoplasia adrenal congênita e hipogonadismo hipogonadotrófico, doenças de herança ligada ao cromossomo X, apresentam deleções ou mutações deste gene (80). No entanto, indivíduos com a duplicação desse gene apresentam disgenesia gonadal 46,XY, e por esse fato o gene DAX-1 foi chamado por alguns autores de gene "anti-testículos" e foi até inicialmente considerado como determinante de ovários (81).

Recentemente, demonstrou-se que a DAX-1 é efetivamente necessária para a diferenciação testicular, pois em camundongos XY com Dax-1 inativado observa-se a reversão sexual, com ausência de marcadores celulares de células de Sertoli e de Leydig, e presença de estágios completos de desenvolvimento folicular/ovariano (82). O mecanismo de ação molecular de DAX-1 permanece elusivo, mas é possível que sua atividade seja fundamental em um período definido como janela durante a diferenciação gonadal (figura 1), onde efeitos de dosagem abaixo ou acima de um determinado limiar venham a interferir com a formação do testículo (79).

Determinação de ovários

Tem sido um fato indiscutível que o sexo constitutivo do desenvolvimento fetal de mamíferos é o feminino. Além disso, um ovário funcional não é requerido para o fenótipo feminino, enquanto que a presença de um testículo é obrigatória para o desenvolvimento masculino. No entanto, a gonadogênese feminina parece depender não só da ausência de expressão do gene SR¡, mas também da expressão de DAX-1 e de WNT4 (WiNgless-Type MMTV integration site family, member 4). Localizado em 1p31-p35, WNT4 codifica um membro da família de fatores de crescimento envolvidos na sinalização intracelular (83). Estudos realizados em embriões de camundongo demonstraram que o produto do gene Wnt-4 é essencial na sinalização da nefrogênese no rim metanéfrico, expressando-se também no mesonefro, onde participa da formação das gônadas e dos ductos de Müller (84). A duplicação de 1p31-p35 produz a super expressão de WNT4 que, por sua vez, induz a expressão de DAX1 e pode causar reversão do sexo pelo mesmo mecanismo que a duplicação de Xp21 (85).

Por outro lado, em modelo animal, o desenvolvimento sexual em indivíduos do sexo masculino com uma mutação no gene WNT-4 é normal, ao passo que os do sexo feminino apresentam masculinização, isto é, observa-se ausência dos ductos de Müller e presença dos ductos de Wolff normais, embora em ambos os sexos detectam-se defeitos no desenvolvimento dos rins (figura 1) (85). Recentemente, descreveu-se uma mutação em heterozigose no gene WNT4 em uma paciente com a Síndrome de Mayer-Rokitansky-Kuster-Hauser, que se caracteriza pela ausência de útero e vagina em mulheres com amenorréia primária. Portanto, este gene se mostra importante no desenvolvimento e manutenção do fenótipo feminino por regular a formação dos ductos de Müller e por controlar a esteroidogênese nos ovários (86).

A manutenção ovariana é dependente da presença de dois cromossomos X íntegros, caso contrário os folículos ovarianos degeneram e a gônada torna-se disgenética. Várias regiões do cromossomo X contêm genes importantes para essa função, tais como a Xp11 (deleções de Xp11.2-11.4 são acompanhadas de amenorréia primária, secundária ou infertilidade) e a Xq13 (genes POF-2 = gene 2 da falência ovariana prematura e XIST = gene da inativação específica da transcrição do cromossomo X, localizados em Xq13-q21.1). No entanto, a partir do estudo de pacientes com falência ovariana prematura, outros genes localizados ao longo do cromossomo X têm sido investigados (87).

Biologia Molecular da Diferenciação do Sexo

Um passo essencial na diferenciação do sexo é a manutenção dos ductos de Müller no sexo feminino e a sua regressão no sexo masculino. Nos testículos, as proteínas WT1 e SF1 ligam-se cooperativamente ao promotor do gene AMH e ativam sua transcrição (88). Nos ovários, a proteína DAX-1 liga-se a SF1, inibindo a trans-ativação mediada por WT1/SF1 e suprimindo a indução da expressão do hormônio anti-Mülleriano. Nas células de Leydig, SF1 regula a expressão de enzimas envolvidas na biossíntese de esteróides e a testosterona pode ser convertida em um andrógeno mais potente, a diidrotestosterona, por meio da enzima 5a-redutase tipo 2 (figura 2). Para desempenharem suas funções fisiológicas, ambos os hormônios ligam-se aos receptores de andrógenos nas células-alvo, conduzindo à diferenciação dos ductos de Wollf e dos genitais externos no sexo masculino (89).

Assim, após a formação do testículo, falhas no processo de diferenciação sexual que resultam em virilização deficiente da genitália externa e, eventualmente, interna em indivíduos do sexo genético masculino conduzem ao pseudo-hermafroditismo masculino (PHM). Na sua origem, situam-se, em sua maioria, defeitos envolvendo a síntese de hormônios testiculares ou hipofisários, a ligação destes hormônios aos receptores nas células-alvo, ou ainda no seu metabolismo (90).

Entre as principais causas de PHM, as síndromes de insensibilidade aos andrógenos (parcial ou completa) são anomalias com padrão de herança recessivo ligado ao X, decorrentes de mutações no gene do receptor de andrógenos (AR – Androgen Receptor) (91). Este gene localiza-se na região Xq11-12 e seu derivado protéico pode ser dividido em três domínios funcionais: a região N-terminal (exon 1), essencial para a ativação da regulação transcricional; a região central (exons 2 e 3) que consiste em dois zinc-fingers responsáveis pela ligação ao DNA em regiões promotoras de genes-alvo e a região C-terminal (exons 4 a 8) responsável pela ligação à testosterona (T) e à dihidrotestosterona (DHT) (92). Cerca de trezentas mutações diferentes no gene AR já foram relatadas na literatura, achando-se relacionadas em um banco de dados acessível pela internet (93). Mutações que interrompem ou alteram substancialmente a seqüência primária da proteína estão invariavelmente associadas à forma completa (SICA) por perda de função do receptor. Mutações que levam à substituição de aminoácidos isolados podem resultar no amplo espectro fenotípico da insensibilidade androgênica em decorrência de alterações que abolem/diminuem a capacidade de ligação do hormônio ao receptor, que afetam a estabilidade dessa interação ou ainda que abolem/diminuem a capacidade de reconhecimento das seqüências alvo de genes que têm sua transcrição regulada pelo complexo hormônio-receptor (94).

Quanto ao metabolismo dos hormônios androgênicos, a conversão de testosterona em 5a-dihidrotestosterona mediada pela enzima 5a-redutase tipo 2 (gene SRD5A2) é um fenômeno essencial para a correta diferenciação da genitália externa masculina durante a vida fetal (figura 2). Sob a ação do hormônio DHT diferenciam-se o pênis, a uretra e o escroto a partir dos rudimentos genitais externos (tubérculo genital, pregas genitais e saliências labioescrotais), sendo também imprescindível no desenvolvimento da próstata e outros tecidos genitais como epidídimo e vesícula seminal (95). A enzima 5a-redutase tipo 2 é codificada pelo gene autossômico SRD5A2 (Steroid ReDuctase 5 Alpha type 2) mapeado em 2p22 ® p23 e sua deficiência pode levar à ambigüidade genital em fetos de sexo masculino. Mais de 40 mutações diferentes já foram descritas (95,96), levando à perda total ou parcial da atividade enzimática, abolindo ou afetando os domínios de ligação ao cofator NADPH ou à testosterona (97,98). Em decorrência da diversidade de mutações observadas, as manifestações fenotípicas podem ser bastante heterogêneas, visto que, ao nascimento, os indivíduos podem apresentar desde genitália externa quase feminina com gônadas palpáveis ou não, passando pelos mais variados graus de ambigüidade (freqüentemente com hipospadias graves e seio urogenital) até um fenótipo masculino quase normal com criptorquidia (99 e artigo por Hackel e cols. neste suplemento).

Mais raramente, ainda no sexo masculino, encontram-se distúrbios caracterizados pela persistência dos ductos de Müller, geralmente causados por mutações que levam à perda de função de proteínas expressas pelo testículo, tais como o hormônio anti-Mülleriano (gene AMH localizado em 19p13) ou seu receptor (AMH-R, mapeado em 12q13) (9). Além desses, outros genes portadores de mutações inativadoras podem também causar ambigüidade genital em indivíduos 46,XY. Tanto na deficiência da enzima 3b-hidroxiesteróide-desidrogenase/isomerase, que atua tanto na adrenal quanto nas gônadas e é provocada por mutações no gene HSD3B2, quanto na deficiência de 17a-hidroxilase, causada por mutações no gene C¡P17, observa-se ambigüidade genital em indivíduos do sexo masculino (figura 2) (100).

No sexo feminino, distúrbios no processo de diferenciação sexual que conduzem à virilização parcial ou total da genitália externa são, em sua grande maioria, decorrentes de deficiências enzimáticas na via de síntese de corticosteróides na adrenal (101). A esteroidogênese se inicia através do transporte do colesterol da membrana externa para a membrana interna da mitocôndria por intermédio da ação da proteína StAR (Steroidogenesis Accute Regulatory protein) (81). Esse é considerado hoje o passo limitante do controle preciso da esteroidogênese. O cortisol é, então, sintetizado a partir do colesterol na zona fasciculada do córtex adrenal. Este processo requer a ação de 5 enzimas: a CYP11A1 (colesterol desmolase), a HSD3B2 (3b-hidroxiesteróide-desidrogenase/isomerase), a CYP17 (17-hidroxilase), CYP21A2 (21-hidroxilase) e a CYP11B1 (11b-hidroxilase) (101).

As deficiências enzimáticas adrenais descritas acima conduzem a níveis cronicamente elevados de ACTH, ao aumento do estímulo e conseqüente hiperplasia do córtex adrenal. As deficiências de CYP21A2 e de CYP11B1 provocadas por mutações nos seus respectivos genes são as causas mais freqüentes de virilização de indivíduos do sexo feminino por acúmulo de andrógenos (figura 2) (102). Vários trabalhos descrevem o perfil de mutações em pacientes no Brasil (103-112).

Recebido em 01/11/04

Aceito em 17/11/04

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  09 Maio 2005
• Data do Fascículo
  Fev 2005