Explicación molecular a la enigmática enfermedad de dos hermanos

La cuestión dice así:

Dos hermanos estuvieron en tratamiento médico por esterilidad. El análisis de su semen indicó que los espermatozoides no se movían. Estos hermanos también padecían bronquitis crónica y otros problemas debidos a la inmovilidad de los cilios del aparato respiratorio. 
¿Existe una explicación que relacione estos dos problemas médicos de estos dos hermanos?.

Bien, hagámonos algunas preguntas y elaboremos nuestras primeras deducciones.

En primer lugar, el hecho de que estas dolencias aquejen a dos hermanos (creo recordar que gemelos en otro enunciado similar) sugiere una afección de naturaleza genética (y esto ya nos debería hacer pensar en proteínas defectuosas).

En segundo lugar, la inmovilidad de los flagelos de los espermatozoides y de los cilios de las células del tracto respiratorio nos debe sugerir algún tipo de problema que interfiera en la estructura y/o en la actividad de los centriolos o quizás de los microtúbulos, componentes ambos de estos sistemas de motilidad celular.

Sin embargo, no parecen verse afectados otros procesos celulares en los cuales están implicados microtúbulos o centriolos. Baste recordar a este respecto que el desarrollo correcto de la mitosis, imprescindible para el crecimiento y regeneración de los tejidos, necesita de la formación y buen funcionamiento de los microtúbulos del huso acromático, por poner un ejemplo. Del mismo modo, el transporte de vesículas en el citoplasma también se debería ver afectado si el problema se centrara en la formación (polimerización) de microtúbulos.

Así pues, recapitulando, hemos de pensar en un factor genético que afecte más bien a las proteínas acompañantes de microtúbulos de los cilios y flagelos (nexina, dineína ...) y no a las proteínas puramente estructurales de los mismos (tubulinas).

Sección transversal del flagelo mostrando el axonema. 1-doblete externo de microtúbulos, 2-doblete interno de microtúbulos, 3-dos brazos de dineína, uno interno y otro externo, 4-radio, 5-puente de nexina, 6-membrana plasmática.

Alexei Kouprianov - Wikimedia- Trabajo propio, based on the descriptions and diagrams published in the textbooks of Cytology.

Falta ver si nuestras conclusiones pueden tener alguna base bibliográfica.

Rebuscando un poco en internet podemos encontrar esta base documental.

Existe una enfermedad, denominada disquinesia ciliar primaria (DCP) o síndrome de Kartagener, que resulta ser un trastorno congénito que afecta a la estructura de cilios y flagelos. Los defectos de la ultraestructura de los cilios pueden ser variados, pudiendo afectar a los brazos de dineína, a las proteínas radiales (ausencia o alteraciones), alterar el número de microtúbulos o a su disposición en el axonema.

La DCP conlleva una alteración del transporte mucociliar en el tracto respiratorio, del mismo modo que puede afectar, anulándolo, a la movilidad de los flagelos de los espermatozoides, produciendo infertilidad en los hombres. Debido a la variedad de proteínas involucradas en el trastorno ciliar los genes responsables del cuadro clínico de la DCP son también variados y parecen encuentrarse en diferentes cromosomas. Aunque no tenga un interés directo con el tema que nos ocupa, puede ser interesante saber que las referencias indican que la DCP se transmite siguiendo un modelo genético mendeliano del tipo autosómico recesivo.

Fuentes consultadas:

• Síndrome de disquinesia ciliar, en la Wikipedia.
• Discinesia ciliar primaria, en Orphanet, Portal de información de enfermedades raras y medicamentos huérfanos.