Novos aspectos do hipogonadismo hipogonadotrófico seletivo : avaliação da esteroidogênese gonadal na deficiência de FSH e análise do gene LHB na deficiência de LH

Abstract

Mutações inativadoras dos genes das gonadotrofinas são raras e representam oportunidade única para estudo dos efeitos do FSH e do LH, separadamente, in vivo. Anteriormente, descrevemos uma família brasileira, na qual dois irmãos, um homem e uma mulher, apresentavam deficiência seletiva de FSH devido à mutação Tyr76X, em homozigose, no gene FSHB. Recentemente identificamos outra família, na qual três irmãos, dois homens e uma mulher, apresentavam deficiência seletiva de LH. Na primeira parte do presente estudo (ESTUDO A), foi aplicado protocolo de estimulação hormonal nos pacientes com deficiência de FSH, com o objetivo de analisar os efeitos da estimulação gonadotrófica seletiva na resposta esteroidogênica gonadal em ambos os sexos. Na segunda parte (ESTUDO B), descrevemos as características clínicas e aspectos fisiopatológicos da deficiência seletiva de LH em ambos os sexos e realizamos a análise do gene da subunidade beta do LH (LHB) nos indivíduos afetados e seus familiares. No ESTUDO A, o protocolo consistiu inicialmente de análise da pulsatilidade do LH, obtida por meio de coletas noturnas seriadas de amostras de sangue para dosagem de LH. Em seguida, após supressão adrenal com dexametasona dois dias antes e durante o protocolo, foram realizadas medidas de esteróides sexuais gonadais no estado basal e após administração de hCG apenas, FSH apenas, ou FSH seguido de hCG (FSH+hCG). Foram analisadas as seguintes variáveis: número de pulsos de LH, média ± DP de suas amplitudes, média ± DP dos valores de LH ao longo da noite, e concentrações séricas de testosterona (T), estradiol (E2, SDHEA, 17hidroxiprogesterona (17OHP), androstenediona (AD) e inibina B (InB), antes e depois de cada estímulo. Foram obtidos os seguintes resultados, na mulher e no homem, respectivamente: a média ± DP do LH ao longo da noite foi 49,2 ± 5,7 mIU/ml e 9,1 ± 2,9 mIU/ml; foram detectados 8 pulsos em 8 horas e 9 pulsos em 9 horas, com amplitudes de 53,4 ± 6,5 mIU/ml e 11,7 ± 1,9 mIU/ml. Não houve resposta esteroidogênica gonadal na mulher a nenhum dos estímulos utilizados, enquanto no homem, houve aumento de T e AD após hCG (55,2% e 125%, respectivamente), após FSH (76,3% e 40%) e após FSH+hCG (68% e 140%), houve aumento da 17OHP apenas após FSH+hCG (238,8%) e aumento do E2 após hCG (>116,1%) e após FSH+hCG (111,8%). A InB aumentou 480% após FSH. No ESTUDO B, a deficiência de LH caracterizou-se, nos homens, por ausência do desenvolvimento puberal e azoospermia e na mulher, por amenorréia secundária e infertilidade. As concentrações de séricas de LH foram indetectáveis e as de FSH, elevadas. O seqüenciamento do gene LHB revelou a presença da mutação IVS2+1G>C em homozigose nos indivíduos afetados. O rastreamento da mutação por digestão enzimática revelou que seis familiares férteis eram heterozigotos para a nova mutação, enquanto a mutação não foi identificada em nenhum dos 100 indivíduos normais, no grupo controle. A análise por RT-PCR do RNAm extraído de leucócitos dos indivíduos afetados demonstrou que a mutação resultou na inclusão do íntron 2 e, consequentemente, mudança da fase de leitura do éxon 3 do LHB. O alinhamento das seqüências da suposta proteína aberrante e do LH-beta normal evidenciou a perda de estruturas essenciais para a dimerização das subunidades e conseqüentemente comprometimento provável de sua secreção. Os resultados do ESTUDO A sugeriram que o FSH pode exercer efeito regulatório sobre a produção de andrógenos pelas células de Leydig normais, provavelmente agindo de forma parácrina, mediada por sua ação nas células de Sertoli. No ESTUDO B, a mutação identificada no gene LHB (IVS2+1G>C) resultou no fenótipo de deficiência seletiva de LH nos homozigotos, corroborando os efeitos fisiológicos principais do LH sobre a produção androgênica e fertilidade no sexo masculino e sobre a capacidade ovulatória e fertilidade, no sexo feminino. _____________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Inactivating mutations of gonadotropins genes are rare and represent a unique oportunity to study FSH and LH effects, separately, in vivo. We previously described a Brazilian family including two siblings, a man and a woman, with selective FSH deficiency due to a mutation (Tyr76X) in FSHB gene. Recently, we identified another family including three siblings, two men and a woman, with selective LH deficiency. In the first part of this study (STUDY A), we performed a hormonal stimulation protocol in the FSH-deficient patients, in order to analyse the effects of selective gonadotropin stimulation on gonadal steroidogenic response in both sexes. In the second part (STUDY B), we described the clinical characteristics and physiopathologic features of selective LH deficiency in both sexes and performed the analysis of the LHB gene in the affected patients and their relatives. In STUDY A, the protocol started with overnight serial LH sampling for the analysis of LH pulsatility. After adrenal suppression with oral dexametasone given two days before and during the protocol, gonadal steroids levels were assessed at baseline and after hCG, FSH or FSH +hCG administration. The following variables were analysed: LH pulse number, mean ± SD LH amplitude, mean ± SD overnight LH level and baseline and stimulated serum levels of testosterone (T), estradiol (E2), dehidroepiandrosterone sulphate (SDHEA), 17hydroxi-progesterone (17OHP), androstenedione (AD) and inhibin B. The following results were obtained, for the woman and the man, respectively: the mean overnight LH levels were 49.2 ± 5.7 mIU/mL and 9.1 ± 2.9 mIU/mL; there were 8 pulses/8h and 9 pulses/9h, with mean amplitudes of 53.4 ± 6.5mIU/mL and 11.7 ± 1.9mIU/mL. There was no steroid response to rFSH, hCG or FSH+hCG in the woman. In the man, there was an increase in T and AD after hCG (55.2% and 125%, respectively), after FSH (76.3% and 40%) and after FSH+hCG (68% and 140%); an increase in 17OHP was observed only after FSH+hCG (238.8%); estradiol increased after hCG (>116%) and after FSH+hCG (111.8%), and inhibin B increased by 480% after FSH. In STUDY B, LH deficiency was charactized by absent pubertal development and azoospermia in the men, and by secondary amenorrhea and infertility in the woman. LH levels were undetectable, whereas FSH was elevated. LHB gene sequencing revealed a mutation (IVS2+1G>C) in homozygous state in the affected subjects. Mutation screening by enzymatic digestion revealed that six fertile family members were heterozygotes for the new mutation, whereas the mutation was not found in any of the 100 normal subjects in the control group. RT-PCR analysis of the LHB mRNA extracted from leucocytes of the affected subjects demonstrated that the mutation resulted in the inclusion of intron 2 and, consequently, in an exon 3 frameshift. Sequence alignments of the supposed aberrant protein and wild-type LHB showed that the aberrant protein would lack structures essential for subunit dimerization, which would probably compromise its secretion. The results from STUDY A suggested that FSH may exert a regulatory role in androgen production by Leydig cells, probably acting in a paracrine way, mediated by its action on Sertoli cells. The LHB mutation identified in STUDY B (IVS2+1G>C) resulted in the phenotype of selective LH deficiency in homozygotes, reinforcing the main physiologic effects of LH on androgen production and fertility in men, and on ovulatory capacity and fertility in women.