1.4 DETERMINACIÓN SEXUAL GONADAL

1.4.1 LA DETERMINACIÓN SEXUAL TESTICULAR

Para que la gónada primitiva se desarrolle como testículo es indispensable la presencia del cromosoma Y. El gen determinante del testículo, conocido como Sry en ratón y SRY (por sus siglas en inglés: Sex determining Region Y) en humanos, codifica para un factor de transcripción del mismo nombre (sry y SRY, respectivamente). El gen se expresa durante el desarrollo embrionario en las células somáticas de la cresta genital. En el ratón la expresión es detectable en el día 10.5, poco después de la aparición de las crestas genitales, llega a su máximo durante el día 11.5 y se mantiene hasta poco después de que se dan los primeros signos morfológicos de diferenciación testicular en el día 12.5. Este patrón de expresión indica que la proteína SRY actúa como un factor transitorio en las células precursoras de Sertoli, induciendo la activación de la red de expresión génica que conduce primero a la especificación y diferenciación de las células de Sertoli y después a una cascada de señalización intercelular que llevará al desarrollo testicular.

El SRY inicia la regulación de una vía de expresión de genes localizados en los cromosomas autosómicos de ambos sexos, entre ellos destaca el (por sus siglas en inglés: SRY-Box Transcription Factor 9) expresado por las células de Sertoli solo unas horas después de activado el .

Al igual que éste, el Sox9 funciona como un factor de transcripción. En tejidos extragonadales, el Sox9 se expresa abundantemente en los condrocitos y está relacionado con defectos del sistema óseo, como la displasia campomélica en humanos.

En el ratón, la proteína SRY tiene como sitio blanco al potenciador o enhancer del Sox9 conocido como TES, ubicado río arriba del inicio de la transcripción. La regulación de la expresión del gen Sox9 se divide en tres etapas (video 1):

1. Iniciación: es regulada por la unión de SF1 al potenciador de Sox9, lo que promueve una expresión moderada de Sox9.
2. Sobreexpresión: la proteína del gen SRY junto con la proteína SF1 interactúan sinérgicamente en el potenciador de Sox9, lo que incrementa los niveles de Sox9. En el ratón, la expresión de SRY y Sox9 en las células precursoras de Sertoli coincide por un periodo de seis horas en la cresta gonadal.
3. Mantenimiento: En esta etapa Sox9 regula de forma negativa la expresión de SRY. El mantenimiento de la expresión de Sox9 es crucial para la permanencia del testículo diferenciado, para lo cual, varios factores participan con la función de mantenimiento como es el caso de FGF9 y PGD2 sintasa.

Es importante destacar que para obtener los niveles elevados de Sox9 que se requieren para la diferenciación testicular es también necesaria la participación de SF1.

Aunque el enhancer TES se activa en respuesta a SF1, SRY y SOX9 su secuencia homóloga en humanos no participa en la regulación de la expresión de Sox9. Recientemente se reportó que tres potenciadores contribuyen con la iniciación y sobreexpresión del mantenimiento autorregulado de la expresión de SOX9 en el testículo humano. La duplicación o deleción de dichos potenciadores lleva a Desórdenes del Desarrollo Sexual (DSD) sin afectar otros procesos del desarrollo que requieren la expresión de Sox9.

Los potenciadores se ubican a 500 kb (kilobases) de distancia del potenciador TESCO. El primer potenciador llamado eSR-A Sex (Reversal Enhancer-A) tiene elementos de respuesta para Sox9, SF1 y FOXL2 en humanos. El segundo potenciador es eSR-B. Tanto eSR-A como eSR-B se encuentran duplicados en pacientes 46, XX DSD, SRY negativos. El tercer potenciador es llamado eALDI (Alternate Long-Distance Initiator), es el único enhancer activado por SRY y se considera como el potenciador primario.

Existe una distancia considerable entre los tres potenciadores: 63 kb entre eSR-A y eSR-B y 555 kb entre eSR-B y eALDI, por lo que la formación de una asa en la cromatina (loop) entre los potenciadores podría regular la acción sinérgica sobre la expresión de SOX9.

La proteína SOX9 tiene como blanco de regulación transcripcional a la hormona antimülleriana (AMH), la cual, contribuirá con la regresión de los conductos de Müller. Este aspecto será abordado con mayor detalle en la sección de la diferenciación de los conductos sexuales. Además de la cascada iniciada por SRY, se hace cada vez más notable la existencia de redes de expresión que mantienen el estado diferenciado del testículo. En mamíferos, el gen DMRT1 (Double sex and mab-3 related transcription factor-1), además de los mencionados anteriormente, es necesario para el mantenimiento de la diferenciación testicular. En ratones XY con mutaciones del DMRT1, las células de Sertoli reprimen la expresión de SOX9 y comienzan a activar una cascada de señalización de genes feminizantes como FOXL2.

1.4.2 LA DETERMINACIÓN SEXUAL OVÁRICA

A diferencia del avance sobre las cascadas de expresión génica que regulan la determinación y diferenciación sexual del testículo, conocemos poco acerca de los mecanismos moleculares relacionados con el establecimiento del ovario. La cascada de señalización que controla la diferenciación ovárica depende de la expresión coordinada de varios factores como son: GATA 4 (Gata binding protein 4), WNT4 (wingless-related MMTV integration site 4), RSPO 1 (R-sponding homologue), CTNNB1 (beta- catenina) y FOXL2 (Forkhead box L2). Básicamente, la vía de señalización WNT4/ catenina junto con RSPO1 y FOXL2 antagonizan la cascada de expresión inducida por SOX9.

La deleción de WNT4 y FOXL2 o de RSPO 1 y FOXL2 únicamente lleva al desarrollo de ovotestis en lugar de testículos, indicando una reversión sexual parcial. Estos resultados sugirieron la existencia de otros factores que contribuyen a la diferenciación ovárica.

Así, FOXL2 codifica para un factor de transcripción que se expresa principalmente en ovarios, también lo hace en los párpados y la hipófisis. En humanos, su mutación lleva a la presencia del síndrome blefarofimosis-ptosis-epicanto inverso conocido bajo el acrónimo BPES. Los pacientes se caracterizan por presentar blefarofimosis (disminución de la apertura palpebral), ptosis (caída del párpado superior), telecanto y la infertilidad femenina caracterizada por la falla ovárica temprana. Por lo que el papel de FOXL2 en el ovario humano es fundamental en el mantenimiento de la reserva folicular. Sin embargo, en el caso de las cabras, la pérdida de la expresión de FOXL2 es suficiente para inducir la reversión sexual.

En los ratones adultos, se ha demostrado que la expresión de FOXL2 es importante para la formación folicular y el mantenimiento de la diferenciación ovárica. La deleción dirigida de FOXL2 promueve la expresión de SOX9 en los folículos antrales, trayendo consigo la reversión de las células foliculares hacia células de Sertoli. Esto provoca que el tejido ovárico adulto inicie un proceso de reversión sexual parcial recapitulando la red de señalización que ocurre en la gónada fetal, con cambios que incluyen el rearreglo de los folículos, asemejando túbulos seminíferos y las células esteroidogénicas del tejido estromático, incrementan la producción de andrógenos similar a las células de Leydig en el testículo (video 2). Es importante enfatizar la importancia de estos resultados en términos de la bipotencialidad que mantienen las células somáticas de la gónada, aún después de su diferenciación como ovario o testículo.