Marco Omenzetter

Charakterisierung von Mikrodeletionen in der AZFc-Region des Y-Chromosoms bei Männern, die zur assistierten Befruchtung vorgesehen sind

Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades Doktor der Medizin (Dr. med.) vorgelegt an der Medizinischen Fakultät der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
verteidigt am 04.02.2004

Abstract
Männliche Infertilität kann durch Mikrodeletionen auf dem Y-Chromosom bedingt sein. In dieser Arbeit wurden 270 männliche Infertilitätspatienten, für die eine Indikation zur intracytoplasmatischen Spermieninjektion (ICSI) besteht, auf Deletionen an 5 Loci des DAZ-Gen-Komplexes in der AZFc-Region des Y-Chromosoms untersucht. Es konnte bei zwei Probanden eine Deletion des DAZ-Gen-Komplexes festgestellt werden. Die nähere Charakterisierung beider Deletionen ergab für beide Probanden eine identische Deletion der AZFc-Region. Die Analyse klinischer Befunde zeigte eine positive Korrelation zwischen der Schwere der Spermatogenesestörung und der Häufigkeit von DAZ-Deletionen. Bei Probanden mit Azoospermie betrug die Häufigkeit von DAZ-Deletionen 7,7%, bei Probanden mit Kryptozoospermie 5%. Probanden mit einer Spermienzahl von 1 Million Spermien pro ml Ejakulat aufwärts wiesen keine DAZ-Deletion auf.
Um Unterschiede in der Häufigkeit des Thymidinsequenzpolymorphismus im Intron 8 des CFTR-Gens festzustellen, wurden die Häufigkeiten für das 5T-, 7T- und 9T-Allel des ICSI-Probandenkollektivs, mit den Häufigkeiten der T-Allele von Probanden eines Kontrollkollektivs verglichen. Im ICSI-Probandenkollektiv als Gesamtheit konnte kein Unterschied in den Häufigkeiten festgestellt werden. Die Untergruppe der Azoospermiepatienten wies aber eine signifikante Erhöhung des 5T-Allels gegenüber der Kontrollpopulation auf. Die Auswertung der Häufigkeit von CFTR-Mutationen ergab neun Probanden mit heterozygoten Mutationen bei 218 untersuchten Probanden. Das ist vergleichbar mit der Häufigkeit in der Normalbevölkerung. Allerdings fand sich eine Häufung bei ICSI-Patienten mit Normozoospermie. Die Auswertung von 218 Karyogrammen ergab sechs Chromosomenmutationen. Das ist 2,5 mal häufiger als in der Normalbevölkerung. Die Betrachtung in Untergruppen zeigte, dass dies auf eine Häufung von Chromosomen-mutationen in der Normozoospermiegruppe zurückzuführen ist. ICSI-Patienten mit Normozoospermie weisen eine 8 mal höhere Rate an Chromosomenmutationen im Vergleich zur Normalbevölkerung auf. Zusammenfassend ist es nach den Ergebnissen dieser Studie sinnvoll, allen ICSI-Patienten eine genetische Beratung anzubieten, da aufgrund der vorliegenden Daten bei ihnen ein erhöhtes Risiko an AZF-Deletionen, Chromosomen- und CFTR-Mutationen in verschiedenen Untergruppen besteht.

Male infertility can be caused by Y chromosome microdeletions. The knowledge of Y chromosome microdeletions in infertil men is important for medical assisted reproductive methods, because genetically determined male infertility would be transmited to the male offspring by the Y chromosome.
We analyzed 270 unselected patients with indication for an intracytoplasmic sperm injection treatment on deletions of the DAZ gene complex in the AZFc region of the long arm of the Y chromosome. Furthermore we examined the frequencies for the 5T-, 7T- and 9T alleles of the thymidine sequence polymorphism in intron 8 of the CFTR gene in 218 ICSI patients in order to check a possible correlation with the sperm concentration.
We found two (0,75%) identical AZFc deletions in the ICSI collective (n=270). Both had severe disturbance of the spermatogenesis (azoospermic and cryptozoospermic). One patient had a hypospadia glandis. Subdividing the ICSI collective in groups shows, that the prevalence of AZFc deletions in azoospermic patients is 7,7% and 5% in patients with cryptozoospermia (< 1x106 spermatozoa/ml ejaculate). In patients with more than 1x106 spermatozoa/ml ejaculate no deletion were found. The frequencies of the 5T-, 7T- and 9T-alleles in the ICSI collective (5T: 3,7%, 7T: 85,2%, 9T: 11,1%) were not different from a reference group. Subdividing the ICSI collective in groups shows a significant higher prevalence (p=0,02) of the 5T allele in the azoopsermic group compared with the reference group. An analysis of the frequencies of CFTR and chromosome mutations shows a higher prevalence of chromosome mutations (2,7%) in the ICSI collective than in the normal population. This is a result from a very high significant (p<0,01) prevalence of chromosome mutations (8%) in the normozoospermic group of the ICSI patients. The rate of CFTR mutations detected (4,1% ) was not increased in the whole ICSI collective compared with the normal population. An analysis in subgroups again shows a high significant (p<0,01) prevalence in the normozoospermic group. In summary the prevalence of AZFc deletions in ICSI patients with azoospermia and cryptozoospermia is up to 7,7%. In azoospermic ICSI patients the prevalence of the 5T allele is higher than in the normal population. The prevalence of CFTR und chromosome mutations in normospermic ICSI patients is higher than in the normal population.

Keywords:
ICSI, T-Allel-Polymorphismus, cystische Fibrose, CBAVD, männliche Infertilität, AZFc, DAZ-Deletion, Chromosomenmutation, CFTR, 5T

ICSI, T-allele polymorphism, cystic fibrosis, CFTR, CBAVD, male infertility, AZFc, 5T, DAZ deletion, chromosome mutation

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Inhaltsverzeichnis
Titelblatt, Referat, Inhalts-, Abkürzungs-, Abbildungs-, Tabellenverzeichnis (1-2, i-vii)
1 Einleitung (1-7)
2 Material und Methoden (8-19)
3 Ergebnisse (20-40)
4 Diskussion (41-54)
5 Zusammenfassung (55-56)
6 Anhang (57-59)
7 Literaturverzeichnis (60-68)
8 Thesen (69-70)