Introducción

La pubertad es el período de transición durante el cual el individuo adquiere sus caracteres sexuales secundarios y su capacidad reproductiva. Este período normal del desarrollo es el resultado de la activación de las neuronas de GnRH del hipotálamo, que a su vez activan los gonadotropos resultando en el aumento de la amplitud y frecuencia de la secreción de LH y FSH que activan la gónada. El orden en que aparecen los caracteres sexuales puede orientar a definir si la pubertad está ocurriendo en forma normal o patológica. El evento más frecuente del inicio puberal es la aparición de botón mamario (telarquia) en las niñas y el aumento del volumen testicular en los niños. En niñas, los datos más actuales en Chile indican que la media de edad de inicio de desarrollo mamario (estadio de Tanner 2) es a los 8,8 ± 0,8 años; y la pubarquia, definida como la aparición de vello púbico, inicia a los 10,3 ± 0,3 años¹. Estos rangos de edad son similares a lo reportado por Herman-Giddens para telarquia en niñas afroamericanas y pubarquia en niñas caucásicas en EE. UU.².

El crecimiento del vello púbico es dependiente de los andrógenos suprarrenales y gonadales, y es por eso que en aproximadamente un 90% de los casos es precedido por la telarquia en niñas y el aumento de volumen testicular de niños. La pubarquia precoz (PP) se define como la aparición de vello púbico antes de los 8 años en niñas y 9 años en varones. A su vez, cuando se han descartado condiciones patológicas que lo originen, se le denomina pubarquia precoz idiopática (PPi). En la etiopatogenia de la PP, se ha atribuido un rol importante al aumento precoz de los niveles de andrógenos suprarrenales³.

La zona reticular (ZR) de la corteza suprarrenal, sufre un proceso madurativo progresivo denominado adrenarquia, que se manifiesta por el aumento de la secreción del andrógeno suprarrenal dehidroepiandrosterona (DHEA) y de su éster sulfato (DHEAS)^4,5. Actualmente, no se conoce claramente el factor que inicia este proceso, pero se reconocen señales tanto endocrinas, paracrinas y autocrinas^6-9. A nivel molecular, el aumento de actividad liasa de P450c17 debido a un aumento de la expresión del cofactor citocromo b5, la expresión de la enzima SULT1A2, que cataliza la sulfonación de DHEA, y la baja expresión de 3β-hidroxiesteroide deshidrogenasa tipo 2 (3BHSD2) marcan la actividad funcional de esta zona^10,11.

Los andrógenos suprarrenales DHEA o DHEAS no son andrógenos bioactivos, sino que actúan como precursores en los tejidos periféricos para la producción de andrógenos más potentes como testosterona y dihidrotestosterona (DHT) que actúan sobre su receptor en las células diana. La transformación de los esteroides precursores adrenales DHEAS y DHEA en andrógenos y/o estrógenos en los tejidos periféricos diana depende del nivel de expresión de las diversas enzimas esteroidogénicas y metabolizadoras en cada uno de estos tejidos¹². Esta característica proporciona a los tejidos diana de otro nivel de control para la formación y el metabolismo de los esteroides ajustando a los requerimientos locales¹³.

La maduración temprana de la ZR, denominado adrenarquia prematura (AP), se define como la aparición de signos de acción androgénica antes de los 8 años en niñas y 9 años en niños en ausencia de pubertad central, u otras patologías secretoras de andrógenos como tumores o hiperplasia suprarrenal congénita. Simultáneamente se observa un aumento de los niveles de andrógenos adrenales (> 40 µg/dl o 1 µmol/L) para la edad y sexo⁴, pero en concentraciones similares a las observadas durante la pubertad. En este contexto, la AP explicaría un porcentaje de los casos de PP. Sin embargo, en los casos de PP idiopática, donde por definición los niveles de andrógenos están normales para la edad¹⁴, se ha sugerido que esta mayor manifestación clínica de los andrógenos podría deberse a una mayor sensibilidad del receptor de andrógenos (RA).

Inicialmente, tanto la aparición de PP como de AP, fueron consideradas como variantes normales del desarrollo, pero actualmente reciben más atención a medida que aumenta la evidencia que las vincula con el riesgo de sufrir distintas enfermedades metabólicas^4,5.

Aspectos generales del gen y de la proteína del receptor de andrógenos

El gen que codifica el RA se localiza en la porción proximal del brazo largo del cromosoma X, posición Xq11-12, y corresponde al miembro NR3C4 de la superfamilia de receptores nucleares. El RA es una proteína de 920 aminoácidos codificada por 8 exones, la cual comparte con los demás miembros de la familia de receptores nucleares una estructura modular de tres grandes dominios: un gran dominio N-terminal variable (NTD) que precede al dominio central de unión al DNA (DBD), el cual se conecta por una región bisagra corta al tercer dominio de unión de ligando (LBD) en el extremo C-terminal. El NTD está codificado en el exón 1 y tiene función de transactivación (AF1) al interaccionar con factores basales de transcripción^15,16. El dominio alberga una repetición variable de 9 a 36 residuos de glutamina (codificado por el codón CAG) y de 10 a 27 residuos de glicina (codificado por el codón GGN). Estas extensiones de repetición son polimórficas, dado que su tamaño varía entre los individuos de la población normal^17,18 (Figura 1).

El principal mecanismo de acción del RA es la regulación directa de la transcripción génica. Después de la unión de la testosterona, o su metabolito DHT, se produce un cambio conformacional que causa la disociación de proteínas de choque térmico, seguido de dimerización y translocación del complejo al núcleo. El RA dimerizado se une a una secuencia específica del DNA, conocida como elemento de respuesta a andrógenos, provocando la activación o represión de la transcripción del gen diana¹⁹.

Polimorfismo del número de repeticiones de CAG y función del receptor de andrógenos

En 1991 La Spada et al.²⁰, demostraron que la enfermedad neurodegenerativa ligada al cromosoma X llamada atrofia bulbar muscular o enfermedad de Kennedy, está causada por una extensión anormal de poliglutaminas en la proteína del RA, codificadas por más de 40 repeticiones CAG. Interesantemente, estos pacientes presentan también rasgos hipoandrogénicos, como ginecomastia, atrofia testicular e infertilidad, lo cual planteó la relación entre el largo de las repeticiones CAG y la actividad transcripcional del RA. Si bien, el deterioro de las neuronas motoras característico de la enfermedad de Kennedy se debe a la acumulación progresiva de la proteína mutada en el núcleo de estas neuronas, el polimorfismo afectaría también la capacidad de unión al DNA, la función de trans­activación y el reclutamiento de coactivadores del RA²¹.

En este sentido, estudios in vitro, han mostrado que la variabilidad en las longitudes de la repetición de glutamina puede afectar la actividad transcripcional del receptor^22-24. Los autores Chamberlein et al.²³, usando construcciones del gen del RA humano con distintos números de repeticiones CAG, en un rango desde repeticiones normales hasta largas repeticiones de 77 CAG, observaron una correlación inversa con la capacidad transcripcional de este receptor sobre dos genes reporteros. Así mismo, la deleción de la secuencia codificante de poliglutamina de 22 repeticiones resultó en la exacerbación de la actividad del RA murino y humano comparado con la actividad de la versión silvestre del receptor. Por lo tanto, y teniendo en cuenta la proximidad de esta región con el dominio AF-1, estos resultados llevaron a pensar que la extensión de poliglutaminas tendría un efecto indirecto sobre la función del RA, por ejemplo causando perturbaciones estructurales dentro del dominio de transactivación. Adicionalmente, los residuos de glutamina podrían unir proteínas represoras o inhibir las interacciones del dominio de activación con su(s) proteína(s) diana por competición o impedimento estérico.

Así mismo, otros estudios advierten sobre el efecto de extensiones de poliglutamina dentro del rango normal. Buchanan et al.²², observaron una disminución en la actividad de transactivación del RA de aproximadamente 1,7% por cada repetición adicional de glutamina en un rango de 16 a 35 repeticiones. Sin embargo, esta relación lineal se perdió al analizar la acción de un constructo del RA con 9 residuos de glutamina, el cual mostró una actividad de transactivación menor a la de uno con 16 residuos debido a una menor interacción de los dominios N y C terminales. En concordancia con estos hallazgos, estudios en células humanas de cáncer de próstata muestran un aumento moderado de la actividad de transactivación de RA con una extensión de 17 repeticiones CAG, respecto de constructos con 21 repeticiones CAG, lo cual explicaría la mayor frecuencia de alelos de 17 repeticiones CAG en hombres que desarrollan cáncer de próstata agresivo²⁵.

Dada la evidencia experimental, es posible que estos polimorfismos normales causen un efecto moderado en la función del RA y sólo se manifiesten más fuertemente cuando los niveles de andrógenos o de factores correguladores estén alterados in vivo.

Polimorfismos de repeticiones CAG del receptor de andrógenos y su relación con la pubarquia y adrenarquia precoz

Teniendo en cuenta estos antecedentes, se ha estudiado la influencia del polimorfismo del número de repeticiones CAG en la función transcripcional del RA en patologías de aparición más frecuente y sensibles a andrógenos (Revisado en referencias 26 a 30)^26-30. Se ha reportado la existencia de correlación entre el largo de las repeticiones CAG y el riesgo de sufrir cáncer prostático³¹, cáncer mamario³², síndrome de ovario poliquístico³³ y deterioro de la espermatogénesis^34,35.

Específicamente en el plano del desarrollo prepuberal, un corto número de repeticiones CAG se ha asociado con pubarquia y adrenarquia precoz. Dos estudios han reportado que en niñas de origen mediterráneo (Italia y España) con PP y niveles de DHEAS elevados, la media del número de repeticiones CAG corresponde a polimorfismos más cortos que los controles sanos^14,36. Si bien, los estudios no aclaran si son los polimorfismos más cortos de repeticiones CAG o el ambiente hiperandrogénico lo que favorece la aparición del vello púbico, la presencia de menor número de repeticiones junto con la aparente mayor expresión del AR en las niñas con PP puede conducir a hipersensibilidad de los folículos pilosos y, por tanto, al desarrollo prematuro del vello púbico¹⁴. Respondiendo a la hipótesis de una retroalimentación positiva por parte del RA en la secreción de andrógenos suprarrenales, son interesantes los hallazgos que sugieren que repeticiones CAG más cortas producen un aumento de la actividad del RA en el ovario y que éste tiene un efecto estimulatorio en la producción de andrógenos ováricos con un subsecuente mayor riesgo de hiperandrogenismo en niñas que habían sufrido PP³⁶.

Asimismo, Lappalainen et al.³⁷, encontraron que niños de ambos sexos con signos clínicos de AP presentaban polimorfismos de repeticiones CAG significativamente más cortos respecto de niños sanos, y la media del número de repeticiones de CAG fue aún menor teniendo en cuenta el cromosoma X inactivo (alelo inactivado). Los autores proponen que si bien el polimorfismo de CAG no tiene ningún papel en la retroalimentación de la secreción de andrógenos suprarrenales, la heterogeneidad de las manifestaciones clínicas de la AP podría ser modulada por los polimorfismos de repeticiones CAG del RA. Por otra parte destacan la importancia de considerar la inactivación del cromosoma X en los análisis de genes de este cromosoma, si bien en este estudio no se encontró una diferencia significativa en la frecuencia de inactivación no aleatoria del cromosoma X entre casos y controles. En congruencia con estos hallazgos, resultados no publicados de nuestro laboratorio en niñas con DHEAS elevado para su edad pertenecientes a una cohorte chilena de niños sanos, muestran una mayor frecuencia de polimorfismos de repeticiones CAG cortos (< 20 repeticiones ponderada por la inactivación del cromosoma X), sumado a una tendencia de mayor frecuencia de repeticiones CAG cortas en aquellas niñas con edad de pubarquia antes que telarquia. Desafortunadamente, en el estudio finlandés, no se hizo un seguimiento de los sujetos con el fin de observar el efecto del polimorfismo CAG en el desarrollo puberal posterior.

Contrariamente, un estudio realizado en niñas de origen asiático (Corea), mostró que el número de repeticiones CAG no está asociado a la aparición de PP³⁸. Si bien el número de sujetos estudiados es reducido, el trabajo representa un resultado válido dado la diversidad étnica en la distribución de este polimorfismo. En este sentido, se ha reportado que la distribución y la media del número de repeticiones CAG del RA son similares en poblaciones de distintos orígenes étnicos aunque no iguales. Así, se ha observado una mediana de 21-22 repeticiones en blancos caucásicos, 22-23 repeticiones en asiáticos y de 23 repeticiones en población hispana, y 19-20 repeticiones, en población afroamericana y africana^22,39.

Por otra parte, el grado de metilación del promotor o regiones regulatorias cercanas del gen del RA se correlaciona inversamente con la transcripción del gen⁴⁰. En el estudio italiano antes mencionado¹⁴, se reportó una menor metilación de regiones regulatorias del gen del RA en las niñas con PP que en las niñas prepúberes de la misma edad con similares niveles de andrógenos en sangre. Además, el nivel de metilación del RA en niñas con PP, fue similar al de niños de mayor edad con el mismo grado de desarrollo del vello púbico y con mayores niveles de andrógenos adrenales¹⁴. En este sentido, la variación en la inactivación del cromosoma X por metilación dependiente de la edad, parece ser un mecanismo normal de la regulación de la expresión de este gen⁴¹. Finalmente, estos hallazgos apoyan que la presencia de un receptor más activo podría ser fundamental en la aparición del vello púbico a edades tempranas. En consecuencia, es razonable pensar que en algunas patologías los mecanismos que llevan a la normal expresión del gen del RA para la edad (ambiente hormonal, factores presentes en los centros de metilación del DNA, factores ambientales) estén desregulados, y pudieran acelerar el proceso de expresión génica y la consecuente actividad del RA.

En la mujer, uno de los dos cromosomas X se inactiva en forma aleatoria en cada célula. La inactivación convierte a uno de los dos cromosomas en transcripcionalmente inactivo a través de una serie de eventos que llevan a la condensación de la cromatina (revestimiento del cromosoma X por XistRNA, metilación del DNA, y modificación de las histonas). La inactivación del cromosoma X se produce poco después de la implantación de embriones femeninos o durante la inducción de la diferenciación celular, y el mantenimiento estable de la inactivación requiere acciones sinérgicas de varios mecanismos epigenéticos⁴². La metilación de sitios de restricción con HpaII, cercanos a la región de las repeticiones CAG en el gen del RA, se correlaciona con la inactivación del cromosoma X⁴³. En esta dirección de pensamiento, los autores Vottero et al.⁴⁴, estudiaron un grupo de mujeres con hirsutismo idiopático (no hiperandrogénico), concluyendo que existe una inactivación sesgada (no aleatoria) hacia el cromosoma con el alelo de repeticiones más largo en estos sujetos, dejando activo el alelo de repeticiones más corto y probablemente más sensible frente los andrógenos, lo cual explicaría su fenotipo. Los autores teorizan que la inactivación preferencial de un alelo podría ocurrir por mecanismos similares a como ocurre con la inactivación preferencial de un gen deletéreo. Sin embargo, los resultados de Calvo et al.⁴⁵, no validan esta hipótesis al estudiar una cohorte más grande de mujeres con hirsutismo hiperandrogénico, no hiperandrogénico respecto de mujeres controles. No obstante, no descartan que diferencias metodológicas o de las etnias estudiadas pudiera haber influenciado en la discrepancia de los resultados.

Polimorfismos de repeticiones CAG del receptor de andrógenos y su relación con la composición corporal

Durante la pubertad se producen cambios notorios en la composición de masa corporal grasa y masa magra, así como en la adquisición de masa ósea del hueso. Estos cambios dependen principalmente de la actividad de la hormona del crecimiento y de los esteroides sexuales. En la mujer, la presencia de los estrógenos secretados por el ovario determina la adquisición de mayor masa grasa que en los hombres durante esta etapa⁴⁶.

En situaciones patológicas de exceso de andrógenos, se ha reportado que niños de ambos sexos con AP presentan mayor masa grasa total y central, y que además, son más altos en estadios prepuberales comparado con controles sanos^47,48. Sorprendentemente, aquellos niños con AP pero con índice de masa corporal (IMC) comparable a controles sanos, tenían polimorfismos de CAG más cortos³⁷, lo cual hace pensar en una mayor sensibilidad del RA en la modulación de la composición corporal frente a niños con AP y polimorfismos CAG medios. En relación a la PP, Ibáñez et al.⁴⁹, describe un aumento de la obesidad central (abdominal y troncal) en estas niñas a lo largo de todo el desarrollo puberal (estadíos de Tanner I a IV-V), que si bien se relaciona con un aumento de los andrógenos y de la insulina, esta relación se establece en forma similar en tanto en PP como en controles. Estos resultados dejan el interrogante de cuál será la contribución de la hiperandrogenemia en la aparición de obesidad central. En otro estudio, del mismo grupo catalán, con niñas posmenárquicas que habían presentado PP, si bien no se evaluó la composición corporal, se mostró que a menor número de repeticiones CAG del RA se producían mayores niveles de andrógenos ováricos, así como la presencia de hirsutismo e irregularidad menstrual, sugiriendo que una mayor actividad del RA tendría un efecto estimulatorio en la producción de andrógenos ováricos y que esta retroalimentación positiva podría exacerbar la gravedad de las manifestaciones del hiperandrogenismo como podría ser la distribución de la masa grasa de tipo central o androide en la posmenarquia³⁶.

En este mismo sentido, en un estudio longitudinal en una cohorte de niños daneses sanos se encontró una tendencia a una mayor acumulación de grasa corporal en varones prepúberes con repeticiones CAG largas (24-30 repeticiones CAG) comparado con varones con un número de repeticiones medio (21-23 repeticiones CAG) de la misma edad⁵⁰. Al entrar a la pubertad estos niños normalizaron sus índices de acumulación de grasa corporal, sugiriendo que el polimorfismo de repeticiones CAG afectaría positivamente la regulación de la composición corporal mediada por andrógenos antes de la pubertad, y que luego del desarrollo puberal, el considerable ambiente androgénico tendría un rol preponderante en este mecanismo. Por otra parte resulta interesante, que los niños con repeticiones cortas (17-20) presentan menor grosor de los pliegues cutáneos comparado con niños con repeticiones medias al inicio de la pubertad, lo cual apoya también el rol de los andrógenos en la distribución de la grasa corporal y el efecto modulador del polimorfismo de repeticiones CAG.

Es bien conocido que los andrógenos, mediante su receptor, tienen un efecto de estimulación de la lipólisis a diferentes niveles de esta cascada, y de inhibición de la lipogénesis⁵¹. Más controvertida es la participación de los andrógenos en la adipogénesis. Diversos estudios in vitro muestran un efecto inhibitorio de la testosterona o DHT en la diferenciación de los adipocitos⁵¹. En humanos, este efecto ha sido observado en pre adipocitos de hombres⁵², pero no se ha confirmado en mujeres⁵³.

En otro aspecto del desarrollo puberal, se ha sugerido que la altura se correlaciona inversamente con el número de repeticiones CAG en varones antes del inicio de la pubertad y que esta correlación desaparece luego del inicio de la pubertad⁵⁴. Así, los polimorfismos de repeticiones CAG cumplirían una función moduladora de la acción del RA mientras los niveles de andrógenos se mantienen en niveles prepuberales. Por el contrario, estos autores no encontraron una relación con índices de composición corporal. Asimismo, no se encontraron tendencias o asociaciones significativas para ninguno de los parámetros investigados en las niñas, posiblemente por el bajo número de casos estudiados.

En relación a la variabilidad en la presentación de estas manifestaciones en ambos sexos, se ha postulado que las niñas prepúberes muestran más fácilmente que los varones signos de acción androgénica, lo cual podría ser explicado por un dimorfismo sexual en la expresión de enzimas del metabolismo tisular de los andrógenos o en la activación del RA⁵⁵. Así mismo el desarrollo de AP es más frecuente en niñas⁵⁵.

Conclusiones

En la Tabla 1 se resumen los principales resultados de los estudios que investigan el polimorfismo de repeticiones CAG en relación a la aparición de eventos peripuberales. Si bien se destaca el escaso número de trabajos publicados, la evidencia apunta hacia un rol modulador del polimorfismo de repeticiones CAG del RA en la regulación de la acción de los andrógenos en el período peripuberal, donde todavía no se ajustan los niveles hormonales a lo que será en el adulto. La variabilidad intrínseca de la actividad de RA provocada por la presencia de coreguladores tejido-específicos, así como el metabolismo y disponibilidad tisular de los andrógenos hacen que el acercamiento a un resultado concluyente sea complejo. Teniendo en cuenta estos elementos, se ha sugerido que una mejor aproximación sería el análisis entre fenotipos y los alelos CAG como una variable discreta, y no continua la cual supone un efecto proporcional en la función del RA.

Por otra parte y dada la sorprendente falta de claridad en las bases genéticas de la adrenaquia prematura idiopática, el polimorfismo de repeticiones CAG aparece como una variabilidad genética que conlleve un factor de riesgo de sufrir AP y sus manifestaciones.

Tabla 1. Estudios que investigan el polimorfismo de repeticiones CAG del RA en relación a la adrenarquia precoz, pubarquia precoz y composición corporal

Referencia	Sujetos	Controles	Población	Mediciones y principales resultados
Ibáñez, 200336	181 niñas con PP (10,9; 4 a 19 años) y DHEAS > 40 µg/dl al momento del diagnóstico	124 niñas sanas (baja estatura, percentiles 10-25)	España (Catalana)	Menor número de repeticiones CAG (21,3; 7-31 repeticiones vs 22; 15-32) y mayor proporción de alelos ≤ 20 en niñas con PP vs controles. En niñas PP posmenárquicas un menor número de repeticiones CAG se asoció a hiperandrogenismo ovárico
Vottero, 200614	25 niñas con PP (6,4 ± 2,4 años )	23 niños ambos sexos prepúberes (6,1 ± 3,4); 10 niñas en estadio de Tanner II (11,7 ± 1,5)	Caucásica (Italia)	Menor número de repeticiones CAG (20,5 ± 2,1 vs 21,4 ± 2,0) y mayor proporción de alelos ≤ 20 en niñas con PP vs niños sanos (prepúberes y Tanner II). Niveles de DHEAS similares entre casos y controles
Lappalainen, 200837	71 niños (61 F y 10 M) con AP clínica (7,4 años; 7,2- 7,7 IC95%).	85 (67 F y 18 M) sanos (7,6 años; 7,4-7,7 IC95%).	Finlandia	Menor número de repeticiones mw(CAG)n en casos vs controles (20,7 ± 1,7 vs 21,4 ± 2,3). mw(CAG)n se correlaciona positivamente con IMC en niños con AP. Niños con AP y IMC similar al de niños sanos, presentan menor mw(CAG)n comparado con controles
Kang, 201738	16 niñas con PP (7,7; 7,1-8,3 años )	16 niñas con P normal (9,1; 8,5-9,7); 16 niños  (8 F y 8 M) prepúberes (7,8; 7,2-8,4).	Corea	No se observan diferencias en mw(CAG)n entre los grupos. DHEAS elevado en niñas con PP vs niñas prepúberes
Mouritsen, 201350	Estudio longitudinal de 78 niños sanos (6,2-12,4 años de edad)	---	Caucásicos (COPENHAGEN Puberty Study)	Varones con repeticiones CAG cortas (CAG 17-20) presentaron una media menor del grosor de los pliegues cutáneos a los 12 años de edad (inicio puberal) comparado con niños de la misma y repeticiones medias (21-23)
Voorhoev, 201154	Estudio longitudinal de dos cohortes de sujetos sanos (n = 226, 13-36 años de edad; n = 244, 8-14 años de edad).	---	Caucásicos (Cohorte AGAHLS y Cohorte Bonestaak)	Asociación inversa entre la altura y el número de repeticiones CAG en varones a edades tempranas
Lardone, datos no publicados	58 niñas con DHEAS > 42 µg/dl a edad de 7 años	107 niñas misma edad con DHEAS normal	Chile (Estudio Chileno de Crecimiento y Obesidad, ECO)	La media mw(CAG)n fue similar entre casos y controles. La edad de pubarquia se correlacionó positivamente con mw(CAG)n. IMC (SDS), % de masa grasa y la circunferencia de cintura (CC) se correlacionaron positivamente con DHEAS a 7 años.  Casos con mw(CAG)n < 20 tuvieron menor IMC (SDS), % de masa grasa, CC en comparación con los casos con ≥ 20 < 25 mw(CAG)n a los 7 años de edad. Los indicadores de adiposidad no mostraron asociación con mw(CAG)n a la edad de telarquia

PP: Pubarquia precoz. AP: Adrenarquia precoz. mw(CAG)n: número de repeticiones CAG ponderado por porcentaje de inactivación del cromosoma X.

 

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