SF-1 e a determinação do sexo –e não só

Biologia do DesenvolvimentoDocente: Paulo de OliveiraDiscentes: Joana Monteiro nº26185

Nicole Vieira nº26556

Determinação do sexo gonadal

Gónada Indiferenciada

46, XY (presença de Y)

Testículos

Testosterona & Hormona Anti -

Mulleriana

46, XX (ausência de Y)

Ovários

Ausência de Testosterona

& Ausência de Hormona Anti - Mulleriana

SF-1 (Factor esteroidogénico 1)

Factor de transcrição, codificado pelo gene Nr5A1;

Membro orfão da superfamília de receptores hormonais nucleares;

Domínios de ligação do SF-1O sinal de localização nuclear está ligada a

jusante do domínio de ligação ao DNA (DBD), na região 89-101;

DBD clássico, caracterizado por duas estruturas em dedos de zinco na região N-terminal, que

intermedeiam a sua ligação ao DNA;

Região “hinge”: domínio fléxivel, que conecta o DBD ao LDB, influenciando o tráfico intracelular e

a distribuição subcelular;

LDB(domínio ligante de ligação) conservado na sequência e na estrutura, contribui para a

interface de dimerização do receptor e liga-se a co-activadores e proteínas co-repressoras

A-box e P-box

Acetilação:●Lys34●Lys38●Lys72

Fosforilação:●Ser203

Modificação e activação

pós-tradução

5’-YCAAGGYC-3’

5’-RRAGGTCA-3’

Sequências de DNA onde se

liga o SF-1

Expressão de SF-1 nos tecidos embrionários

Dia 9•Crista urogenital: origem da supra-renal, gónadas e mesonefro.•Grupo de células adjacentes à aorta dorsal: precursores adrenocorticais•Grupo adjacente ao epitélio celómico: precursores gonadais.•Gónadas bipotenciais(antes da actuação de Sry).

Dia 10 – 10,5 •Primórdio adrenogenital.

Dia 12,5 •Cordões testiculares.•Células de Leydig.

Dia 12,5 – 13,5 •Córtex supra-renal.

Locais de expressã

o

Células do córtex da

supra-renal

Pituitária

Baço

Núcleo ventro-medial

hipotalâmico

Células da teca e

granulosa do ovário

Células de Leydig e Sertoli

Papel do SF-1 na determinação sexual

Co-activação pelo Sry, e subsequente activação do SOX 9, AMH e INSL3;

Promoção da regressão dos ductos mullerianos;

Cooperação com WT1 (factor supressor de tumor) e GATA4 ( factor de transcrição associado a defeitos no septo cardíaco e reprodutores).

Crista Gonadal

Gónada bipotencial

SF-1WT1

DAX-1 WNT4a

SRY SOX-9

C. foliculares

C. tecais

Folículo(E2)

C. Sertoli

C. Leydig

AMH

T4SF-1

D. Mesonéfrico (Wolff)

Genitália interna

masculina)

DHT

Seio Urogenital

Pênis próstata

D. Paramesonéfrico (Müller)

Genitália interna feminina

SRY

Dias pós-coito: 10,5 11,5 12,5 Adulto

Cascata de determinação sexual

Ovário

Testículo

Determinação do sexo gonadal

Gónada Indiferenciada

46, XY (presença de Y)

Testículos

Testosterona & Hormona Anti -

Mulleriana

46, XX (ausência de Y)

Ovários

Ausência de Testosterona

& Ausência de Hormona Anti - Mulleriana

Diferenciação da Genitália Interna Masculina

SF-1Testosterona

:Desenvolvimento dos

Ductos de Wolff(mesonéfricos)

G. I. Masculina:epidídimo

canal deferentevesícula seminal

Inibição dosDuctos de Müller

(paramesonéfricos)

Hormona Anti-Mulleriana:

Não desenvolvimento

dosDuctos de Wolff(mesonéfricos)

Ausência de Testosterona:

Não inibição dosDuctos de Müller

(paramesonéfricos)

G. I. Feminina:trompas

úterocérvix

1/3 superior da vagina

Ausência de AMH:

Diferenciação da Genitália Interna Feminina

SF-1

Regulação através do SF-1

SF-1

Supra-renal e esteroidogén

se●ACTH

●Receptores HDC SR-B1

●Star●Cyp 11A●Cyp 11A1●Cyp 11B●Cyp 21B●Cyp 21A2

●3B-hidroxiesteróide desidrogenase●Aromatase

Diferenciação Sexual

●NROB1 (DAX1/AHCH)

●AMH●Receptor do AMH●Productos do factor

3 tipo Insulina

Reprodução

●Receptor de GnRH●Hormona

glicoproteíca, sub-unidade alfa

●LH, sub-unidade B●Oxitocina

●Inibina, sub-unidade alfa

DAX1 SF-1 e DAX1 expressos exactamente nos

mesmo tecidos

interacção na função dos dois factores.

A função de DAX1 não se limita à regulação de genes dependentes de SF-1.

Existem células que expressam DAX1 mas não SF-1, em diferentes órgãos.

DAX 1

SF-1

Activação da transcrição

DAX1

DAX 1 Reprime a transcrição por:

› Interacção directa

› Ligação às regiões promotoras dos genes regulados por SF-1

SF-1 DAX1

Desenvolvimento de tecidos esteroidogénicos e/ou componentes do eixo hipotalâmico/hipofisário/adrenal-gonadal

SF-1 “in vivo” Animais sem SF-1 morrem com insuficiência

adrenal logo após o nascimento, regredindo de masculino para feminino.

Gónadas e glândulas supra-renais sem SF-1, presentes em estádios iniciais do desenvolvimento, regridem posteriormente.

Na placenta produz grande quantidade de progesterona e converte androgénios adrenais a estradiol.

Alterações no factor SF-1 em humanos provocam: Insuficiência da

supra-renal e gónadas Insuficiência primária

da supra-renal 46, XX Insuficiência da

supra-renal de origem desconhecida

Distúrbios do desenvolvimento sexual 46, XY (DSD 46, XY)

DSD Severa 46, XY Hipospádia Anórquia bilateral Factor de

infertilidade masculina

Insuficiência ovárica Tumor da supra-

renal Endometriose

Insuficiência da supra-renal e gónadas

Originada pela mutação p.G35E (de novo) na P-Box

Mudança p.G35E afecta uma região fundamental para o funcionamento do SF-1, alterando a sua transactivação em múltiplos alvos e em diferentes fases do desenvolvimento;

Uma mutação p.R92Q do Nr5A1 está associada a mudanças na A-box do SF-1 e interfere com a estabilidade monomérica da ligação do DNA.

Insuficiência primária da supra-renal 46, XX

Causada por mutação de novo no gene NR5A1

Transversão G → T

Susbtituição (p.R255L) na parte proximal do

LBD

Inactivação do SF-1

Alteração no SF-1:

-Não interrompe o desenvolvimento dos ovários;

- Insuficiência primária na supra-renal.

Insuficiência da supra-renal de origem desconhecida

SF-1 interage com diversos co-factores e co-reguladores em vários tecidos em desenvolvimento

Fenótipos que afectam predominantemente a glândula supra-renal e as gónadas.

Originando

Mutações no NR5A1

Mudança no receptor nuclear

DAX1/RROB1

Hipoplasia Adrenal Primária & Disfunção Testicular

Distúrbios do desenvolvimento sexual 46, XY (DSD 46, XY)

Mutações no gene NR5A1, do tipo:› Frameshift› Missense› Nonsense

Genitália ambígua;Pequenos testículos

inguinais;

Estruturas de Müller ausentes ou

rudimentares;Estruturas de Wolff

intactas ou rudimentares;

Disgenésia gonadal primária diminui a síntese

de androgénios; Disgenésia gonadal primária;

Funcionamento da supra-renal intacto;

Fenótipos

DSD Severa 46, XY

Disgénese gonadal grave (amenorreia primária, baixos níveis de testosterona e clitoromegália).

Mutação p.G146A, disruptiva em

heterozigoticos

Mutação no codão de iniciação

Iniciação da tradução do mRNA

Ambas as mutações vão originar:

Hipospádia

Mutação pL437Q no domínio de

ligação do NR5A1

Anorquia bilateral

Mutação no NR5A1→Alteração

no SF-1→ AMH indetectável

Infertilidade masculina

Alterações na região “hinge” do SF-1

Fenótipo: Azoospermia; Oligozoospermia severa; Baixo nível de gonadotrofina; Testosterona elevada e Digenésia testicular.

Factores epigenéticos ou ambientais

Insuficiência ovárica

Mutação no SF-1

↑LH; ↑FSH; ↓Estradiol

Fenótipo: reduzido número de células

germinativas; anomalias na

foliculogénese; integridade do estroma prejudicada e defeitos na esteroidogénese.

Quando o SF-1 está a mais…●Aumento da estabilização da proteína ou redução da degradação;●Diminuição da SUMoilação → aumento da transcrição dos genes-alvo do SF-1;●Mudanças específicas na estrutura do SF-1 que resultam num aumento da actividade basal ou da afinidade pelos ligandos.

●Duplicação do locus que contém o NR5A1, resultando num aumento do número de cópias;●Regulação positiva da transcrição do gene NR5A1 ocorre devido ao aumento da actividade do promotor/enhancer ou devido à metilação reduzida do promotor.

Hiperactividade

Sobreexpressão

Tumor da supra-renal Duplicações somáticas no 9q33

(localização do NR5A1)

↑expressão do NR5A1, este fenómeno juntamente com alterações na actividade do p53, pode conduzir a :

↑ Proliferação ↓ Apoptose em células adrenocorticais

Endometriose

Aumento da actividade ou

expressão do SF-1

Aumento da aromatase e do

STAR (proteína de regulação aguda da esteroidogénese)

Diminuição da síntese local de

estrogénio

Bibliografia: Ferraz-de-Souza, B;Lin, L;Achermann, J. Steroidogenic

factor-1 (SF-1, NR5A1) and human disease. Developmental Endocrinology Research Group, Clinical & Molecular Genetics Unit, UCL Institute of Child Health, University College London, 2010.

Philibert, P; Leprieur, E; Zenaty D; Thibaud, E; Polak, M; Frances, A; Lespinasse, J; Raingeard, I; Servant, N; Audran, F; Paris, F; Sultan, C. Steroidogenic factor-1 (SF-1) gene mutation as a frequent cause of primary amenorrhea in 46,XY female adolescents with low testosterone Concentration.

Domenice,S; Costa, E; Corrêa, R; Mendonça, B. Aspectos Moleculares da Determinação e Diferenciação Sexual.

Fim