Hormona antimulleriana: una citoquina gonadal con múltiples facetas

La hormona antimulleriana (HAM) es parte  de la ruta clásica para la inducción  del fenotipo masculino. Es la secreción testicular que dispara la degeneración  del precursor uterino (conducto de Muller) en los embriones masculinos y por mucho tiempo  se pensó  que la HAM solo tenía funciones varón-especificas. Sin embargo, esta percepción ha cambiado y actualmente  se sabe que la HAM tiene roles  locales (paracrinos/autocrinos) y circulatorios (endocrinos) en ambos sexos.   En la circulación, la HAM es una señal primaria  conjuntamente con otros miembros  de la familia TGFβ. Cuando opera de este modo, la HAM  puede producir variaciones anatómicas y fisiológicas que solo son detectadas por estudios cuantitativos.

La HAM es sintetizada en las gónadas de todas las especies de vertebrados examinadas hasta el presente, incluyendo anfibios, aves, reptiles y mamíferos.  En los peces que no tienen conductos de Muller, la HAM regula la proliferación de células germinales en ambos sexos. En todos los vertebrados, la producción de HAM ocurre en las células que protegen y regulan a las células germinales: las células de Sertoli de los testículos y las células granulosas de los ovarios.  Esto sugiere que la HAM tiene roles ancestrales en la filogenia como un regulador   de células germinales. Los sitios no gonadales de producción de HAM han sido reportados en peces y mamíferos, pero ninguna función  ha sido atribuida a estas fuentes de HAM. Por otra parte, la HAM circulante, al menos en mamíferos,  parece ser enteramente  de origen gonadal. En el humano, los niveles circulantes de HAM varían durante el ciclo de vida, con un patrón sexualmente dimórfico.  En la mayoría de -sino en todas- las especies de vertebrados, la secreción de HAM por los testículos precede a la síntesis de testosterona y otras hormonas gonadales y los niveles  de HAM en machos inmaduros  son relativamente mayores que  los de adultos y, al menos en mamíferos, la disminución en los niveles circulantes está asociada con la transición puberal. Las hembras producen poca o ninguna HAM in útero, la producción ovárica comienza más tarde en el desarrollo, pero los niveles circulantes nunca alcanzan los valores  de los machos inmaduros y caen a niveles muy bajos  durante el envejecimiento reproductivo. En las mujeres postmenopáusicas la HAM es prácticamente indetectable.

El gen HAM  codifica una preproproteína de 560 aminoácidos. El clivaje del péptido señal ocurre durante la síntesis de la proteína para dar origen a la proHAM (HAM_25-560). La proHAM puede ser clivada en la posición 451/452 para generar los fragmentos N y C terminales (HAM_N y HAM_C), los cuales permanecen asociados como un complejo estable unido covalentemente (HAM_N,C). Aunque la forma de HAM en el testículo embrionario y en la circulación de los machos prenatales es desconocida, recientemente se ha descubierto que la HAM postnatal circulante es una mezcla de proHAM, la cual no parece activar al receptor  HAMR2, y HAM_N,C que si lo activa. El agregado  proHAM + HAM_N,C es medido como HAM total. El fragmento C-terminal de los TGFβ se une al receptor, pero tiende a ser relativamente insoluble en soluciones fisiológicas. La formación del complejo N-terminal y C-terminal incrementa la solubilidad y facilita la difusión  a través de las estructuras biológicas. La HAM conforma este patrón con HAM_C como ligando del receptor y la presencia de HAM_N incrementa su bioactividad.  Más aún, la mayoría de mutaciones de perdida de función de la HAM humana  ocurren en el dominio N-terminal, lo cual enfatiza que el componente  que no se une al receptor también tiene función. La HAMc libre aún no ha sido detectada  en suero, lo cual sugiere que la HAM_N,C solamente se disocia en -o cerca de- sitios cercanos a la acción de la HAM. Variantes del clivaje de HAM (HAM_25-254 y HAM_255-560) ocurren en vitro cuando la proHAM es clivada con una  serina proteasa como la plasmina. Estas variantes no están presentes en niveles detectables en la sangre de individuos normales, pero fragmentos de HAM con estas características se han observado en la sangre de pacientes con tumores gonadales.

La relación entre proHAM y HAM_N,C en la circulación varía entre los grupos poblacionales. La proHAM es más abundante en niños, mientras HAM_N,C es la forma predominante en hombres y mujeres. En todos los grupos etarios, la relación de proHAM/HAM total  varía entre los individuos. Esto ha dado lugar  a preguntas  acerca del significado fisiológico de la HAM total y su relación con la activación del receptor. Es conocido que las formas pro y madura de algunas citoquinas  activan receptores diferentes y también que algunos precursores de citoquinas  pueden dar origen  múltiples hormonas diferentes. Por lo tanto, la presunción que la proHAM no tiene actividad biológica, a menos que sea clivada  a HAM_N,C,  podría no ser cierta.

Múltiples enzimas pueden clivar la proHAM in vitro en la posición 254/255, entre ellas las convertasas preproproteína de subtilisina/kexin tipo 3 (PCSK3) (furina), PCSK5 (PC5 y PC6) y PCSK6 (PACE4). La proHAM también es clivada por serina proteinasas, especialmente la plasmina. La plasmina disuelve los coágulos de fibrina, pero también tiene un rol en el clivaje de las proformas de citoquinas. La plasmina es sintetizada como un precursor de mayor tamaño, plasminógeno, el cual es activado por varias proteasas, cuya actividad   es regulada  a través de activadores e inhibidores. Por lo tanto, el clivaje de la proHAM  puede ser objeto de una regulación compleja in vivo. Las células de Sertoli y las células granulosas  expresan enzimas que pueden clivar la proHAM, con variaciones de los niveles de enzimas y/o sus reguladores  durante el desarrollo testicular y ovárico, el ciclo seminífero, el ciclo ovárico, el estadio de desarrollo folicular en el ovario y durante el embarazo. Las enzimas para el clivaje  de proHAM tienen formas extracelulares.  Estas enzimas se encuentran en tejidos vasculares y es posible que la proHAM sea clivada  a HAM_N,C en la circulación. En este contexto, el sistema cardiovascular es un potencial blanco de la HAM circulante y cualquier clivaje que ocurra en los vasos solo puede tener un efecto local. En estas circunstancias, la HAM_N,C circulante define un nivel basal de activación que puede ser amplificado por el clivaje local de proHAM a HAM_N,C. Esto es algo similar a lo que ocurre con la señal testosterona, donde la activación  del receptor de andrógenos es influenciada por los niveles circulantes de testosterona y por la conversión local  de testosterona en dihidrotestosterona. Por lo tanto, la forma de HAM en las gónadas y en la circulación  depende  de la ruta que tome la HAM. Por ejemplo, las células tecales  de los folículos ováricos usualmente tienen mayores niveles de PCSK3 y PCSK5 que las células granulosas adyacentes y además esas enzimas son regulados por las gonadotropinas. Esto puede alterar la forma de HAM si ésta difunde a través de la capa tecal. Por otra parte, la HAM producida en un sitio  de los túbulos seminíferos o por un folículo ovárico  puede ser clivada en otras partes de la gónada. Una pregunta clave es si la  HAM circulante  es distinta -o no-  de la que actúa como regulador paracrino en las gónadas.

La señal TGFβ de mamíferos comprende 30 ligandos, cinco  receptores tipo 2 y siete  receptores tipo 1. En consecuencia, la señal TGFβ involucra interacciones entre múltiples ligandos y múltiples receptores. Uno de los cinco receptores tipo 2 es específico de la HAM (HAMR2). La presencia de HAMR2 ha sido identificada en múltiples sitios, incluyendo sistema nervioso, pulmones, glándula mamaria,  útero y próstata. La evidencia indica que la HAM induce la regresión de los conductos de Mûller vía HAMR2, independientemente  de otros ligandos TGFβ. La función canónica de los receptores tipo 2 es activar a los receptores tipo 1, lo cual inicia la señal TGFβ. La HAM no tiene un receptor tipo 1 único y hasta el presente  no hay evidencia  de la existencia  de una ruta intracelular específica de la HAM. La regresión de los conductos de Mûller inducida por la HAM   es mediada por dos receptores tipo 1 (BMPR1A/ALK3 y ACVR1/ALK2), con redundancia funcional entre ellos. Las proteínas morfogenéticas del hueso (BMP) y los factores de diferenciación y crecimiento (GDF) también usan estos receptores. Los tres receptores tipo 1 de BMP/GDF  activan la ruta intracelular SMAD1/5/8, la cual también transduce  una proporción de péptidos  de la subfamilia TGFβ. BMP, GDF y las activinas  contribuyen a la generación del plan corporal básico  durante la embriogénesis, después de lo cual   influyen en el desarrollo de la mayoría de órganos, incluyendo al cerebro. HAM y BMP pueden combinarse para producir diferencias sexuales. Cuando la señal HAM actúa sola, la ruta SMAD1/5/8 es específica de varones; cuando se unen ambas señales, la ruta SMAD1/5/8 tiene inclinación masculina y cuando la BMP actúa sola, la ruta SMAD1/5/8 no es dimórfica.  Por lo tanto, el rol predominante de la HAM puede ser interactuar con otros ligandos TGFβ para producir diferencias sexuales en el cuerpo. Los datos en roedores y humanos son consistentes con esta hipótesis.

La HAM está presente en la circulación de adultos en concentraciones suficientes para activar sus receptores. En los adultos, los TGFβ regulan múltiples aspectos  de la homeostasis a través de un proceso que integra varias rutas de señalización. De esta manera, los TGFβ ayudan a que las funciones de las células reflejen su ambiente inmediato y el estatus del cuerpo como un todo. En este contexto, la función de la HAM en adultos puede ser la de agregar una influencia gonadal a este proceso integrativo. Las gónadas liberan múltiples hormonas en ambos sexos, las activinas y las inhibinas son ligandos TGFβ que activan la ruta SMAD2/3, mientras los esteroides sexuales y el INSL3 activan otras rutas. Es posible, por lo tanto, que cada una de estas hormonas  transmita la misma información biológica pero a diferentes partes  de la cascada intracelular. Sin embargo, los niveles circulantes  de HAM en hombres no muestran  concordancia con los niveles de otras hormonas testiculares.  Esto sugiere que la HAM puede transmitir información acerca de las gónadas diferente a la transmitida por la testosterona  y las otras hormonas testiculares.

El número y el estadio  de las células germinales son los mayores determinantes  del nivel de HAM en la circulación. Esto es más evidente en las hembras, pero también ocurre en varones, pues las células germinales regulan las células de Sertoli. En consecuencia, los niveles de HAM son una información confiable  de la capacidad reproductiva actual y futura de un individuo.

La fisiología de la HAM circulante  no es completamente conocida. La evidencia inicial indica que el sistema cardiovascular es un tejido blanco de la HAM. En hombres, los niveles circulantes de HAM están asociados con el tamaño de la aorta. Por otra parte, la HAM ha sido relacionada con la hipertensión  asociada al embarazo y en monas Rhesus, los niveles premenopáusicos de HAM están asociados con ateroesclerosis. Sin embargo, hasta la fecha no hay evidencia experimental que la HAM pueda influir directamente en algún parámetro cardiovascular.

En conclusión, la HAM es una hormona/citoquina presente en todos los vertebrados con su función original de regulador de células germinales en ambos sexos y como un inductor primario del fenotipo masculino.  Las células de Sertoli del testículo y las células foliculares del ovario liberan la HAM como una prohormona (proHAM), la cual forma un complejo estable (HAM_N,C) después de su clivaje por enzimas convertasas o serina proteinasas. La expresión gonadal de estas enzimas  está sometida a una regulación compleja y los datos preliminares sugieren que esto influye en las proporciones relativas  de proHAM y HAM_N,C en la circulación. La HAM circulante  es una mezcla de proHAM y HAM_N,C , la proHAM es activada en las gónadas y potencialmente en los tejidos blanco. La HAM activa rutas de señalización intracelulares conjuntamente con los ligandos BMP y GDF. Durante la etapa inicial de desarrollo, la HAM es varón-específica y teóricamente puede producir rasgos masculinos en el cuerpo a través de una amplificación de la señal BMP/GDF específica de varones. Después de la pubertad, los niveles circulantes  de HAM son similares en hombres y mujeres. La función de la HAM en el adulto puede ser la de agregar una influencia gonadal a la homeostasis regulada por BMP/GDF.

Fuente: McLennan IS y Pankhurst MW (2015). Anti-Mullerian hormone is a gonadal cytokine with two circulating forms and cryptic actions.