Embriologia - Determinação sexual

Aula de determinação sexual :)

1. DETERMINAÇÃO E
DIFERENCIAÇÃO SEXUAL
Doutorando: Rodrigo Vasconcelos de Oliveira
Orientador: Arlindo de Alencar Araripe Moura
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
PROGRAMA DE DOUTORADO INTEGRADO EM
ZOOTECNIA
TÓPICOS ESPECIAIS EM REPRODUÇÃO E LACTAÇÃO

2. DESENVOLVIMENTO SEXUAL
XY
XX
Genes
Fatores
trancriptacionais
Hormônios
Receptores
hormonais

3. DETERMINAÇÃO SEXUAL
•Em mamíferos é
definida pela
constituição
cromossômica sexual
do zigoto.
cromossômica
gonadal
fenotípica

4. DIFERENCIAÇÃO SEXUAL
•É o processo de desenvolvimento das
diferençasentre machos e fêmeas a partir
de zigoto indiferenciado.
cromossomos sexuais
genes
gônadas
genitália externa
hormônios
comportamento

5. DIFERENCIAÇÃO SEXUAL
•Primária
–Gonadas
•Secundária
–Genitália externa, Comportamento

6. Embriologia
Mesentério
Alantóide
Reto
Cordão
nefrogênico
Crista
gonadal
mesentério
D. Muller
D. Wolff
mesonéfron
Crista
gonadal
Intestino

7. Fig 1. Esquema da diferenciação sexual
Crista
Gonadal
Gônada
bipotencial
SF-1
WT1
DAX-1
WNT4a
SRY
SOX-9
ovário
testículo
C. foliculares
C. tecais
Folículo
(E2)
C. Sertoli
C. Leydig
AMH
T4
SF-1
D. Mesonéfrico
(Wolff)
Genitália interna
masculina)
DHT
Seio
Urogenital
Pênis
próstata
D. Paramesonéfrico
(Muller)
x
Genitália interna
feminina
SRY
Wilhelmet al., 2007

8. GENES DOS CROMOSSOMOS SEXUAIS
ENVOLVIDOS NA DIFERENCIAÇÃO
GONADAL
•Gene SRY (Sex-determining Region of
Y Chromossome)
–Cromossomo Y (braço curto)
–1 éxon => ptn SRY (204 aa)
–Ptn SRY
•Domínio central de ligação ao DNA (HMG box)
Agente indutor da determinação sexual
masculina
Koopman et al. 1991 Werner et al., 1995

9. •Locus DSS(Dosage Sensitive Sex
Reversal)
–Gene DAX1 (gene 1 da região crítica DSS)
•Cromossomo X
•2 exons: Ptn DAX-1 (470 aa)
–Superfamília dos receptores nucleares
•Interage com receptor de E2
–Desenvolvimento do ovário
GENES DOS CROMOSSOMOS SEXUAIS
ENVOLVIDOS NA DIFERENCIAÇÃO
GONADAL

10. GENES DOS AUTOSSOMOS
ENVOLVIDOS NA DIFERENCIAÇÃO
GONADAL
•Gene SF-1 (Gene do fator
esteroidogênico 1)
–Cromossomo 9
–7 exons: Ptn SF-1 (461 aa)
•Superfamília dos receptores nucleares
–Regulador da função endócrina no H-H-G.
–Expresso em momentos cruciais:
•Gônada bipotencial antes da determinação
testicular
•Células de Sertoli regulando a expressão do
gene do hormônio anti-mülleriano (HAM)
•Células de Leydig regulando a produção dos
hormônios esteróides. Luo et al., 1994

11. GENES DOS AUTOSSOMOS
ENVOLVIDOS NA DIFERENCIAÇÃO
GONADAL
•Gene WT1 (Gene supressor do tumor de
Wilm’s)
–Cromossomo 11
–10 exons (2 alt. 5 e 7): + isoformas => ≠ gens
–Ptn WT1: fator de transcrição (+ ou -)
–Desenvolvimento renal e gonadal precoce
Luo et al., 1994; Wilhelm & Englert, 2001

12. GENES DOS AUTOSSOMOS
ENVOLVIDOS NA DIFERENCIAÇÃO
GONADAL
•Gene SOX-9 (Gene HMG box
relacionado ao SRY 9)
–Cromossomo 17
–3 exons => Ptn SOX-9 509 aa
•Fator transcriptacional (Família dos
genes SOX)
•HMG box ≈ PTN SRY
–Testículos em desenvolvimento (Cels.
De Sertoli)
–Regulado: SRY e DAX-1 (Locus DSS)
MANSUR et al., 1994; Kent et al., 1996

13. GENES DOS AUTOSSOMOS
ENVOLVIDOS NA DIFERENCIAÇÃO
GONADAL
•Gene WNT4 (Wingless-type mouse
mammary tumor virus integration site
member 4)
–Cromossomo 1
–5 exons => Ptn 193 aa
•Glicoproteína sinalizadora extracelular
–Desenvolvimento do ovário e Ductos de
Muller
VAINIO et al., 1999

14. Fig 1. Esquema da diferenciação sexual em
mamíferos
Crista
Gonadal
Gônada
bipotencial
SF-1
WT1
DAX-1
WNT4a
SRY
SOX-9
ovário
testículo
C. foliculares
C. tecais
Folículo
(E2)
C. Sertoli
C. Leydig
AMH
T4
SF-1
D. Mesonéfrico
(Wolff)
Genitália interna
masculina)
DHT
Seio
Urogenital
Pênis
próstata
D. Paramesonéfrico
(Muller)
x
Genitália interna
feminina
SRY
Wilhelmet al., 2007

15. Fig 2. Expressão gênica durante a diferenciação
sexual de ratos machos e fêmeas.
Swain, A. & Lovell-Badge, R. (2009)

16. Fig 3. Consequências do fenômeno de “crossing
over” entre cromossomos sexuais X e Y.
HAQQ, C.M. & DONAHOE, P.K. (1998)

17. Fig 4. Secção transversal em embrião
evidenciando o sistema genito-urinário.
Intestino
Crista
genital
Cordão
nefrogênico
Crista
genital

18. Fig 5. Desenvolvimento das gônadas bipotenciais
representado em secção transversal
D. Wolff C.G.P.
Epitélio celômico
da Crista Genital
Mesentério
D. Wolff
Mesênquima.
D. Muller
Proliferação do
epitélio celômico
Mesentério
Aorta
C.G.P.
Túbulo
mesonéfrico Túbulo
mesonéfrico

19. Fig 6. Diferenciação das gônadas bipotenciais no
macho (esquerda) e na fêmea (direita)
representada em secção transversal.
D. Wolff D. Wolff
D. Muller
Cordões
gonadais
C.G.P.
Epitélio
celômico
Degeneração :
cordões gonadais
Epitélio
celômico
C.G.P.
Túbulo mesonéfrico
Túbulo mesonéfrico
D. Muller
MACHO FÊMEA

20. Fig 7. Diferenciação das gônadas no macho
(esquerda) e na fêmea (direita) representada em
secção transversal.
Desenvolvimento
D. Wolff
D. Muller
C.G.P.
Tûnica
albugínea
D. Wolff
D. Muller
Cordões gonadais degenerados
Mesotélio
ovariano
Oôgonia
Cordões testiculares
Túbulo mesonéfrico
Túbulo mesonéfrico
MACHO FÊMEA

21. Fig 8. Diferenciação das gônadas no macho
(esquerda) e na fêmea (direita) representada em
secção transversal.
Atrofia
D. Wolff
D. Muller
Cordões
gonadais
degenerados
Mesótélio
ovariano
Folículo
primordial
Atrofia
D.Muller
D. Wolff
Cordões
testiculares
Tûnica
albugínea
C.G.P.
Tubulos
mesonéfricos
MACHO FÊMEA

22. Origem embrionária das células testiculares e
ovarianas
MACHO FÊMEAEspermatogônia
Cels. Sertoli
Céls. Leydig Céls. Teca
Céls. Granulosa
Oôgonia
Céls. Mesênquimais
Epitélio celômico
Céls. Germinativas Primordiais
Levy et al., 2006

23. Fig 9. Diferenciação gonadal no macho
representada em corte transversal
Tubulos
mesonéfricos
Tubulos
seminíferos
Tûnica
albugínea
C.G.P. rodeada C. Sertoli
Rete testis
D. Wolff
Ducto
deferente
Epidídimo
Canais eferentes
Tubulos
seminíferos
MACHO MACHO

24. Fig. 10. Organização das Células de Sertoli
(verde) e Células Germinativas Primordiais
(vermelho) durante a da diferenciação testicular.
Frojdmanet al., 1992

25. Fig.11. Organização das Células da granulosa e
Células Germinativas Primordiais durante a da
diferenciação ovariana

26. Tab 1. Cronologia da diferenciação das gônadas
em ratos, bovinos e seres humanos.
Eventos Estágio do desenvolvimento
(dias)
Rato BovinoHumano
Migração das cels.
Germinativas (M/F)
11 30 20
Diferenciação dos cordões
seminíferos (M)
14 40 50
Diferenciação das cels.
Leydig (M)
15 45 55
Início da Profase 1 (F) 17 70 65
Início da Foliculogênese (F)1-2 pós-natal90 100

27. Tab 2. Cronologia da oogênese e da
foliculogênese em ovários de fetos bovinos e
ovinos.
Estágio do desenvolvimento (dias)
Eventos Bovino Ovino
Surgimento folículos primordiais130 90
Surgimento folículos primários 140 95
Surgimento folículos primários 210 105
Surgimento folículos secundários240 150
Surgimento folículos terciários280 150
Russe, I. 1983

28. DIFERENCIAÇÃO SEXUAL DO TRATO
GENITAL NO MACHO
•Depende de 3 hormônios:
–Hormônio antimulleriano (HAM)
–Andrógenos:
•Testosterona:
–Desenvolvimento do D. Wolff => Genitália Interna
•Dihidrotestosterona:
–Genitália externa: pênis, bolsa escrotal
–Insl3 ( Fator 3 Tipo Insulina)
•Cromossomo 19
•Cels. Leydig
•Descida testicular

29. HORMÔNIO ANTI-MULLERIANO
•Glicoproteína da Superfamília do TGFβ
–(fator transformador de crescimento-β)
•Cromossomo 19
•Gene 5 exons (região promotora : SF-1(WT-1),
SRY e SOX-9): 560 aa
•Células de Sertoli
•Regressão dos D. de Muller, descida testicular e
regula produção andrógenos (-expressão de
genes de enzimas da síntese da T4)
Nacthigal et al., 1998

30. HORMÔNIO ANTI-MULLERIANO
•Receptor para HAM
–receptores de membrana
treonina/serinaquinase tipo I e II
–Receptor HAM tipo II (D. de Muller)
•Cromossomo 12
•11 exons
Nacthigal et al., 1998

31. Fig.12. Desenvolvimento embrionário do trato
genital no macho e na fêmea.
Ducto MullerMACHO FÊMEADucto Wolff
Testosterona
HAM

32. AÇÃO DA TESTOSTERONA NA
DIFERENCIAÇÃO SEXUAL DO MACHO
Testosterona
(T4)
T4
T4
T4 E2
DHT
Aromatase
5αredutase Genitália
externa
Genitália interna
e características
sexuais
secundárias
(pós-natais)
Hipotálamo
Femea ?
α-fetoproteína

33. Fig. 13 Diferenciação dos genitais internos
no macho e na fêmea representada em
secção longitudinal.
Alantóide
Cloaca
Bexiga
Seio Urogenital
Porção
fálica
Porção
pélvica
Reto
Bexiga
Seio
Urovaginal
Canal utero-vaginal
Reto
Períneo
FÊMEA
Tubérculo genital
Testosterona
MACHO

34. Fig. 14. Diferenciação dos genitais internos
no macho e na fêmea representada em
secção longitudinal.
Ureter
V. seminal
Bulbo-uretral
Útero
D.deferente
Reto
Períneo
Bexiga
Uretra
Úraco
Uretra
prostática Reto
Cérvice
MACHO FÊMEA
Vagina
Testosterona

35. Fig. 15. Desenvolvimento embrionário dos
genitais externos
Tubérculo genital
Membrana
cloacal
Prega
cloacal
Ânus
Períneo
Prega
uretrall
Tubérculo genital
Orifício
urogenital
Intumescência
genital

36. Fig. 16. Desenvolvimento embrionário dos
genitais externos
MACHO FÊMEA
Períneo
Glânde
Meato urinário
Bolsa
Escrotal
Períneo
Orifício
urogenital
Ânus
Grandes
lábios
vulvares
Pequenos
lábios
vulvares
Clitóris
Óstio
uretral
Hímen
Dihidrotestosterona

37. Fig. 17. Regiões dependentes de testosterona e
diidrotestosterona no sistema genital do macho.
Testosterona
Dihidrotestosterona

38. Descida testicular
Pênis
Gubernáculo
testis
Canal inguinal
Testículo
Cavidade
peritonial
Ducto
deferente
Migração transabdominal
Migração inguino-escrotal
T4
HAM
Zimmerman et al., 1999
Gen Insl3

39. Tab 3. Cronologia da diferenciação do trato
genital em ratos, bovinos e humanos.
Eventos Estágio do desenvolvimento
(dias)
Rato BovinoHumano
Regressão do D. Muller (M) 15 50 30
Masculinização da genitália
externa (M)
19 45 70
Vesículas seminais (M) 18 55 70
Regressão do D. Wolff (F) 18 70 65
Fim da migração testicular
(M)
20 140 95

40. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Aelucidaçãodarededegense
proteínaspotencialmenteenvolvidosna
determinaçãoediferenciaçãosexual,irá
promoveravançosnacompreensãodos
mecanismosmolecularesderegulação
gênicabemcomonodiagnósticoe
tratamentodedesordensintersexuais.

41. Rodrigo V. de Oliveira
[email protected]

43. GENES DOS AUTOSSOMOS
ENVOLVIDOS NA DIFERENCIAÇÃO
GONADAL
•Genes DMRT1 e DMRT2 (Doublesex and
Mab-3 Related Transcription Factor 1 and 2)
–Cromossomo 9
–proteínas com o núcleo de ligação ao DNA
(DM-relativo aos genes dsx e mab-3
Muroya et al., 2000

44. GENES DOS CROMOSSOMOS SEXUAIS
ENVOLVIDOS NA DIFERENCIAÇÃO
GONADAL
•Gene ATR-X
–Cromossomo X
–35 éxons => Ptn ATRX (NTP)
•Ligação homóloga da superfamilia helicase 2