agxАндрология и генитальная хирургияAndrology and Genital Surgery2070-97812412-890210.62968/2070-9781-2024-25-2-61-68agx-759Research ArticleОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯORIGINAL REPORTСемейный случай мужского бесплодия с тотальной астенозооспермией, обусловленной структурными нарушениями в аксонеме жгутика сперматозоидовA family case of male infertility with total asthenozoospermia caused by structural abnormalities in the axoneme of the sperm flagellumhttps://orcid.org/0000-0002-4618-2466СорокинаТ. М.SorokinaT. M.

Сорокина Татьяна Михайловна - к.м.н., врач-генетик, старший научный сотрудник лаб. генетики нарушений репродукции

115522, Москва, ул. Москворечье, д. 1

Sorokina Tatyana

1 Moskvorechye St., Moscow 115522

reprolab@med-gen.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8422-4962БрагинаЕ. Е.BraginaE. E.

Брагина Елизавета Ефимвна – д.б.н., старший научный сотрудник отдела электронной микроскопии

115522, Москва, ул. Москворечье, д. 1

1 Moskvorechye St., Moscow 115522

Bld. 40, 1 Leninskie Gory, Moscow 119992

https://orcid.org/0000-0003-3603-4838КурилоЛ. Ф.KuriloL. F.

Курило Любовь Федоровна – д.б.н., профессор, заслуженный деятель науки РФ, главный научный сотрудник лаб. генетики нарушений репродукции

115522, Москва, ул. Москворечье, д. 1

1 Moskvorechye St., Moscow 115522

https://orcid.org/0000-0002-1389-4731СолововаО. А.SolovovaO. A.

Соловова Ольга Александровна – врач-генетик, научный сотрудник лаб. генетики нарушений репродукции

115522, Москва, ул. Москворечье, д. 1

1 Moskvorechye St., Moscow 115522

https://orcid.org/0000-0002-0580-5575ШтаутМ. И.ShtautM. I.

Штаут Мария Имреевна – научный сотрудник лаб. генетики нарушений репродукции

115522, Москва, ул. Москворечье, д. 1

1 Moskvorechye St., Moscow 115522

https://orcid.org/0000-0002-7032-0793СедоваА. О.SedovaA. O.

Седова Анна Олеговна – научный сотрудник лаб. генетики нарушений репродукции

115522, Москва, ул. Москворечье, д. 1

1 Moskvorechye St., Moscow 115522

https://orcid.org/0000-0002-7615-8512ЧерныхВ. Б.ChernykhV. B.

Черных Вячеслав Борисович – д.м.н., зав. лаб. генетики нарушений репродукции

115522, Москва, ул. Москворечье, д. 1

117997, Москва, ул. Островитянова, д. 1

1 Moskvorechye St., Moscow 115522

1 Ostrovityanova St., 117997 Moscow

ФГБНУ «Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова»РоссияResearch Centre for Medical GeneticsRussian FederationФГБНУ «Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова» ; НИИ физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского ФГБОУ ВПО МГУ им. М.В. ЛомоносоваРоссияResearch Centre for Medical Genetics ; A.N. Belozersky Institute of Physico-Chemical Biology, Lomonosov Moscow State UniversityRussian FederationФГБНУ «Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова» ;ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова»РоссияResearch Centre for Medical Genetics ; N.I. Pirogov Russian National Research Medical UniversityRussian Federation2024030720242526168Copyright © Сорокина Т.М., Брагина Е.Е., Курило Л.Ф., Соловова О.А., Штаут М.И., Седова А.О., Черных В.Б., 20242024Сорокина Т.М., Брагина Е.Е., Курило Л.Ф., Соловова О.А., Штаут М.И., Седова А.О., Черных В.Б.Sorokina T.M., Bragina E.E., Kurilo L.F., Solovova O.A., Shtaut M.I., Sedova A.O., Chernykh V.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://agx.elpub.ru/jour/article/view/759

В статье приводится описание семейного случая первичного мужского бесплодия, вызванного первичной цилиарной дискинезией (ПЦД). У двух родных братьев с тотальной астенотератозооспермией, по данным электронной микроскопии, выявлено тотальное отсутствие наружных и внутренних динеиновых ручек аксонемы жгутиков сперматозоидов, что свидетельствует о наличии ПЦД. В анамнезе у обоих пациентов отмечены повторные программы ЭКО/ICSI без положительного результата. Пациенты не имели обратного расположения внутренних органов и признаков поражения дыхательной системы. Два других брата были здоровы и фертильны, у обоих имеется по двое детей. У одного из них (состоит в кровнородственном браке) выявлена нетяжелая форма астенозооспермии, у сына отмечено обратное расположение внутренних органов (situs viscerum inversus). При полноэкзомном секвенировании обнаружен патогенный вариант нуклеотидной последовательности c.461A > C в экзоне 4 гена CCDC103 в гомо/гемизиготном состоянии у сибсов с ПЦД, у их фертильного брата – в гетерозиготном состоянии. Использование электронной микроскопии сперматозоидов с проведением секвенирования экзома позволило выявить причину тотальной астенотератозооспермии и диагностировать генетическую форму мужского бесплодия, связанную с аномалией строения аксонемы.

The article describes a family case of primary male infertility caused by primary ciliary dyskinesia (PCD). According to the data of electron microscopy of spermatozoa, two siblings with total asthenotheratozoospermia have a total absence of external and internal dynein axoneme handles in the flagella of spermatozoa, indicating the presence of PCD. Both patients had a history of repeated failures of IVF/ICSI programs. The patients did not have situs viscerum inversus and signs of damage to the respiratory system. The other two brothers were healthy and fertile, and both have two children. Non-severe asthenozoospermia was revealed in one of fertile brothers (who is in a consanguineous marriage), and situs viscerum inversus was mentioned in his son. Whole-exome sequencing revealed a pathogenic variant of the c.461A>C in exon 4 of the CCDC103 gene in a homo/hemizygous state in both siblings with PCD, in their fertile brother – in a heterozygous state. The use of transmission electron microscopy of spermatozoa with exome sequencing made it possible to identify the cause of total asthenotheratozoospermia and diagnose the genetic form of male infertility associated with an ultrastructure anomaly of the axoneme.

аксонемапервичная цилиарная дискинезиясиндром Картагенерамужское бесплодиеастенозооспермияaxonemaprimary ciliary dyskinesiaKartagener syndromemale infertilityasthenozoospermiaРабота выполнена в рамках государственного задания Министерства образования и науки России.ReferencesБрагина Е.Е., Сорокина Т.М., Арифулин Е.А. и др. Генетически обусловленные формы патозооспермии. Обзор литературы и результаты исследований. Андрология и генитальная хирургия. 2015;16 (3):29-39. https://doi.org/10.17650/2070-9781-2015-16-3-29-393.Брагина Е.Е., Сорокина Т.М., Арифулин Е.А. и др. Генетически обусловленные формы патозооспермии. Обзор литературы и результаты исследований. Андрология и генитальная хирургия. 2015;16 (3):29-39. https://doi.org/10.17650/2070-9781-2015-16-3-29-393.Брагина Е.Е., Арифулин Е.А., Сенченков Е.П. Генетически обусловленные и функциональные нарушения подвижности сперматозоидов человека. Онтогенез, 2016; 47(5): 271–286. doi: 10.7868/S0475145016050025.Брагина Е.Е., Арифулин Е.А., Сенченков Е.П. Генетически обусловленные и функциональные нарушения подвижности сперматозоидов человека. Онтогенез, 2016; 47(5): 271–286. doi: 10.7868/S0475145016050025.Lucas JSA, Walker WT, Kuehni CE et al. “Chapter 12. Primary ciliary dyskinesia.” (2011). Monograph Orphan Lung Diseases Edited by J-F. Cordier.2011; Vol. 54: 201-217.10.Lucas JSA, Walker WT, Kuehni CE et al. “Chapter 12. Primary ciliary dyskinesia.” (2011). Monograph Orphan Lung Diseases Edited by J-F. Cordier.2011; Vol. 54: 201-217.10.Kartagener M. Zur Pathogenese der bronchiektasien: bronchiektasien bei situs viscerum inversus. Beitrage zur Klinik der Tuberkulose 1933; 83: 489-501.Kartagener M. Zur Pathogenese der bronchiektasien: bronchiektasien bei situs viscerum inversus. Beitrage zur Klinik der Tuberkulose 1933; 83: 489-501.Basu B., Brueckner M. Cilia multifunctional organelles at the center of vertebrate left-right asymmetry. Curr Top Dev Biol 2008;85: 151-74. 10.1016/S0070-2153(08)00806-5.Basu B., Brueckner M. Cilia multifunctional organelles at the center of vertebrate left-right asymmetry. Curr Top Dev Biol 2008;85: 151-74. 10.1016/S0070-2153(08)00806-5.Jayasena CN, Sironen A. Diagnostics and Management of Male Infertility in Primary Ciliary Dyskinesia. Diagnostics (Basel). 2021;11(9):1550. doi: 10.3390/diagnostics11091550.Jayasena CN, Sironen A. Diagnostics and Management of Male Infertility in Primary Ciliary Dyskinesia. Diagnostics (Basel). 2021;11(9):1550. doi: 10.3390/diagnostics11091550.Osinka A, Poprzeczko M, Zielinska MM et al. Ciliary Proteins: Filling the Gaps. Recent Advances in Deciphering the Protein Composition of Motile Ciliary Complexes. Cells. 2019;8(7):730. doi: 10.3390/cells8070730.Osinka A, Poprzeczko M, Zielinska MM et al. Ciliary Proteins: Filling the Gaps. Recent Advances in Deciphering the Protein Composition of Motile Ciliary Complexes. Cells. 2019;8(7):730. doi: 10.3390/cells8070730.Sironen A, Shoemark A, Patel M et al. Sperm defects in primary ciliary dyskinesia and related causes of male infertility. Cell Mol Life Sci. 2020 ;77(11):2029-2048. doi: 10.1007/s00018-019-03389-7.Sironen A, Shoemark A, Patel M et al. Sperm defects in primary ciliary dyskinesia and related causes of male infertility. Cell Mol Life Sci. 2020 ;77(11):2029-2048. doi: 10.1007/s00018-019-03389-7.Leigh M.W., Horani A., Kinghorn B. et al. Primary ciliary dyskinesia (PCD): a genetic disorder of motile cilia. Transl. Sci. Rare Dis. 2019; 4: 51-75.Leigh M.W., Horani A., Kinghorn B. et al. Primary ciliary dyskinesia (PCD): a genetic disorder of motile cilia. Transl. Sci. Rare Dis. 2019; 4: 51-75.Kumar N, Singh AK. The anatomy, movement, and functions of human sperm tail: an evolving mystery. Biol Reprod. 2021 ;104(3):508-520. doi: 10.1093/biolre/ioaa213.Kumar N, Singh AK. The anatomy, movement, and functions of human sperm tail: an evolving mystery. Biol Reprod. 2021 ;104(3):508-520. doi: 10.1093/biolre/ioaa213.Wan F, Yu L, Qu X, et al. A novel mutation in PCD-associated gene DNAAF3 causes male infertility due to asthenozoospermia. J Cell Mol Med. 2023;27(20):3107-3116. doi: 10.1111/jcmm.17881.Wan F, Yu L, Qu X, et al. A novel mutation in PCD-associated gene DNAAF3 causes male infertility due to asthenozoospermia. J Cell Mol Med. 2023;27(20):3107-3116. doi: 10.1111/jcmm.17881.Ozkavukcu S, Celik-Ozenci C, Konuk E, Atabekoglu C. Live birth after Laser Assisted Viability Assessment (LAVA) to detect pentoxifylline resistant ejaculated immotile spermatozoa during ICSI in a couple with male Kartagener's syndrome. Reprod Biol Endocrinol. 2018;16(1):10. doi: 10.1186/s12958-018-0321-6.Ozkavukcu S, Celik-Ozenci C, Konuk E, Atabekoglu C. Live birth after Laser Assisted Viability Assessment (LAVA) to detect pentoxifylline resistant ejaculated immotile spermatozoa during ICSI in a couple with male Kartagener's syndrome. Reprod Biol Endocrinol. 2018;16(1):10. doi: 10.1186/s12958-018-0321-6.Liu L, Zhou K, Song Y, Liu X. CCDC40 mutation as a cause of infertility in a Chinese family with primary ciliary dyskinesia. Medicine (Baltimore). 2021;100(51):e28275. doi: 10.1097/MD.0000000000028275.Liu L, Zhou K, Song Y, Liu X. CCDC40 mutation as a cause of infertility in a Chinese family with primary ciliary dyskinesia. Medicine (Baltimore). 2021;100(51):e28275. doi: 10.1097/MD.0000000000028275.Богорад А.Е., Дьякова С.Э., Мизерницкий Ю.Л. Первичная цилиарная дискинезия: современные подходы к диагностике и терапии. Рос вестн перинатол и педиатр 2019; 64:(5): 123–133. DOI: 10.21508/1027–4065–2019–64–5–123–133Богорад А.Е., Дьякова С.Э., Мизерницкий Ю.Л. Первичная цилиарная дискинезия: современные подходы к диагностике и терапии. Рос вестн перинатол и педиатр 2019; 64:(5): 123–133. DOI: 10.21508/1027–4065–2019–64–5–123–133Amaral A, Castillo J, Ramalho-Santos J, Oliva R. The combined human sperm proteome: cellular pathways and implications for basic and clinical science. Hum Reprod Update. 2014 Jan-Feb;20(1):40-62. doi: 10.1093/humupd/dmt046.Amaral A, Castillo J, Ramalho-Santos J, Oliva R. The combined human sperm proteome: cellular pathways and implications for basic and clinical science. Hum Reprod Update. 2014 Jan-Feb;20(1):40-62. doi: 10.1093/humupd/dmt046.Newman L, Chopra J, Dossett C et al. The impact of primary ciliary dyskinesia on female and male fertility: a narrative review. Hum Reprod Update. 2023; 29(3):347-367. doi: 10.1093/humupd/dmad003.Newman L, Chopra J, Dossett C et al. The impact of primary ciliary dyskinesia on female and male fertility: a narrative review. Hum Reprod Update. 2023; 29(3):347-367. doi: 10.1093/humupd/dmad003.Shoemark A, Pinto AL, Patel MP et al. PCD Detect: enhancing ciliary features through image averaging and classification. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2020;319(6):L1048-L1060. doi: 10.1152/ajplung.00264.2020.Shoemark A, Pinto AL, Patel MP et al. PCD Detect: enhancing ciliary features through image averaging and classification. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2020;319(6):L1048-L1060. doi: 10.1152/ajplung.00264.2020.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.