Licht- en elektronenmicroscopie van foetale testes bij 16 en 22 weken zwangerschapsduur, na prenatale diagnose van het Fragiele X Syndroom, toonde aan dat de morfogenese van het macroorchidisme begint vóór 16 weken en progressief is gedurende de zwangerschap.

Licht- en elektronenmicroscopie van de testis bij 16 weken toonden interstitieel oedeem met toename van interstitieel grondsubstantie geassocieerd met een toename van hydrofiele glycoproteïne granules, verspreide collageenvezels en bundels microfibrillen. Met 22 weken was er progressie van deze veranderingen met verdere toename van de grondsubstantie, in bundels gegroepeerde collageenvezels en een matige toename van fibroblasten.

Het primaire mechanisme van het macroorchidisme lijkt de foetale interstitiële celproductie te zijn van een abnormale grondsubstantie bestaande uit glycoproteïnekorrels die hydrofiel zijn en resulteren in interstitieel oedeem met ten minste 16 weken. Een primair bindweefseldefect kan dus verantwoordelijk zijn voor het macroorchidisme, evenals voor sommige andere kenmerken van het Fragiele X Syndroom.