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Silvia Aznar Rodríguez (Residente 2º año, Endocrinología)
El trasplante de células madre hematopoyéticas con
autoantígeno codificado previene el desarrollo de
diabetes autoinmune
Raymond J. Steptoe, Janine M. Ritchie; Leonard C. Harrison
J Clin Invest, 111: 1357-1363 (2003)
INTRODUCCIÓN:
Durante los últimos años se ha utilizado el trasplante alogénico de médula ósea (TMO)
y de células stem (madre) hematopoyéticas (CSH) para el tratamiento y la prevención
de enfermedades graves autoinmunes. Pero este tipo de trasplante implica una serie de
riesgos que limitan su uso generalizado, como el rechazo del injerto o la enfermedad
injerto contra huesped. Por ello, los autores se plantean el trasplante singénico de CSH
como un método mas seguro y novedoso de prevención autoinmune. Se basan en que
la presentación del antígeno por células presentadoras (en reposo) induce una
toleracia inmune en las células T (Si las APC no están en reposo, lo que inducen es la
activación fisiológica de los linfocitos T); como las células presentadoras de antígeno
derivan de la CSH, se supone que el trasplante a un sujeto de la misma especie de CSH
que codifiquen en su material genético a los autoantígenos dirigidos contra células
presentadoras, tambien induciría tolerancia en la respuesta inmune.
(Se refiere al trasplante a un individuo genéticamente idéntico (singénico) de CSH
manipuladas genéticamente para que las APC resultantes expresen, en reposo, el
autoantígeno. Esta presentación “en reposo” induce tolerancia de los linfocitos T frente
al antígeno presentado.
En este artículo se utiliza como enfermedad autoinmune la diabetes tipo-1 y como
autoantígeno responsable de la destrucción de las células beta de los islotes
pancreáticos, la proinsulina.
Consiguen que la proinsulina se exprese selectivamente en las APC colocando el gen
bajo el control del promotor de las moléculas MHC-II (serían las HLA-II en humanos,
exclusivas de las APC). De esta manera, únicamente las APC derivadas de las CSH
expresarán el autoantígeno, y lo harán de manera constitutiva. Esta es la estrategia
tolerogénica. El resto, en mi opinión, está bien.
OBJETIVO:
Silvia Aznar Rodríguez (Residente 2º año, Endocrinología)
Comprobar si es posible prevenir la aparición de diabetes autoinmune mediante el
trasplante singénico de médula osea (MO) y células stem hematopoyéticas (CSH) que
contengan autoantígenos trasgénicos. Para ello se utiliza un modelo animal, siendo los
donantes ratones NOD-PI en los que la proinsulina había sido trasgenicamente
modificada , o bien ratones NOD. Como receptores del trasplante se utilizaron ratones
NOD hembra debido a su mayor incidencia de diabetes espontánea autoinmune.
RESULTADOS:
-
Se comparan los resultados observados entre tres grupos:
- Ratones receptores de MO procedente de ratones NOD-PI ( con
proinsulina modificada trasgenicamente para inducir tolerancia )
- Ratones receptores de médula osea de ratones NOD ( no trasgénicos)
- Ratones controles (no tratados)
1.- Como indican los resultados expresados en la tabla 1, se observó una menor
incidencia de diabetes en receptores de NOD-PI que en receptores de NOD, siendo la
diferencia estadisticamente significativa ( p= 0.003). En estos últimos (NOD), aunque la
edad a la que se produjo el debut de la diabetes mellitus fue algo más tardía, su
incidencia fue similar a la de los controles no tratados. ( figura 1 )
Se sabe que los ratones NOD se asocian con frecuencia a la presencia de timoma. Tras
la exclusión del estudio de todos aquellos ratones en los que se objetivo timoma en la
autopsia, se observó que existía un aumento relativo en cuanto a la incidencia de DM en
ambos grupos, aunque se mantuvo una menor incidencia significativa de DM en
receptores de NOD-PI .
TABLA 1: Casos de diabetes en receptores de TMO completa
Ratones NOD
DM/total (n)
7/12
Ratones NOD-PI
1/16
p=0.003
Exclusión timomas:
DM/ total (n)
FIGURA 1 :
7/10
15/23
p=0.001
1/5
p=0.041
Controles
Silvia Aznar Rodríguez (Residente 2º año, Endocrinología)
-cuadrados: controles
-triangulos: ratones NOD
-triángulos invertidos: ratones NOD-PI
2.- Las células T trasferidas con la médula ósea tienen un efecto regulador de la
diabetes, induciendo diabetes en un 50% de ratones inmunodeficientes ( NOD.scid) que
recibieron trasplante de MO procedente de ratones NOD. Sin embargo no ocurre así en
los ratones inmunodeficientes ( NOD-scid) receptores de MO de ratones NOD-PI, en
cuyo caso no se observó presencia de diabetes a pesar de la presencia de célulasT en el
trasplante.
Para descartar el efecto de las células T, se compara la incidencia de diabetes entre los
siguientes grupos:
-ratones receptores (irradiados) de médula ósea con depleción de células
T procedente de ratones NOD.
-ratones receptores( irradiados) de médula ósea con depleción de células
T procedente de ratones NOD-PI
-grupo control no trasplantado
Como indican los resultados expresados en la tabla 2, la depleción de células T en la
médula ósea trasplantada no modifica el efecto protector de la misma, en aquellos
ratones receptores de TMO procedente de ratones NOD-PI. Existe menor incidencia de
DM en receptores de NOD-PI que en receptores de NOD, siendo esta diferencia
estadísticamente significativa. Al igual que antes, al excluir del estudio a ratones con
timoma, no se modifican las diferencias objetivadas
TABLA 2: Casos de diabetes en receptores de TMO con depleción de Células T
Ratones NOD
DM/total (n)
10/15
Ratones NOD-PI
3/17
p=0.003
Exclusión timomas:
DM/ total (n)
10/15
Controles
7/12
p=0.036
2/11
p=0.0012
-Tras 10 semanas post-trasplante, se comparó el grado de infiltración
mononuclear de células insulares pancreáticas (insulinitis) y el grado de infiltración
mononuclear de glándulas submandibulares (sialinitis) existente entre los receptores de
NOD y NOD-PI. La extensión y distribución de sialinitis fue similar entre ambos
grupos. En cuanto a la insulinitis los resultados son los siguientes:
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INSULINITIS
NOD-PI
% Infiltración cel
insulares
Distribución
insulinitis
46 %
NOD
73%
Periferia
(score 1)
Global
(store 2.1)
P=0.008
. Se comprueba así que el TMO de NOD-PI protege específicamente de la autoinmunidad dirigida
contra los islotes pancreáticos.
Insulinitis en NOD-PI
* Insulinitis en NOD
3.- La trasferencia de células stem y células progenitoras hematopoyéticas (CPH)
purificadas a partir de la MO de ratones NOD-PI y NO, tambien demuestra una menor incidencia
de diabetes a favor de NOD-PI al comparar los resultados con los de NOD y con los controles
NOD-PI
NOD
Controles
CSH DM/Total
0/10
5/9
8/16
CPH DM/ Total
2/14
9/19
8/16
*p<0.03
4.- ¿Que cantidad de injerto de MO procedente de ratones NOD-PI es necesaria para evitar el
desarrollo de diabetes mellitus (DM)? Para responder a esta cuestión utilizaron la cuantificación
mediante PCR. Se contabilizó la cantidad de células procedentes de NOD-PI que había en los bazos
de los ratones trasplantados . En la siguiente tabla se exponen los resultados correspondientes a la
cuantificación de PCR en los 4 tipos de trasplante (MO completa, MO con depleción de células T,
CSH y CPH).
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La mayor cantidad de células derivadas de NOD-PI se observa tras instilación de CSH
purificada, correlacionándose dichos resultados con la ausencia de desarrollo de
diabetes en estos individuos. Pero aunque cuanto mayor cantidad de injerto de NOD-PI
se observe en el receptor, mayor es la prevención de la DM, niveles relativamente bajos
tambien previenen del desarrollo de diabetes.
5.- Para constatar que la prevención de DM obtenida mediante el TMO de NODPI no se asocia a una alteración en la restauración de la respuesta inmune, se
compararon las respuestas inmunes de ratones con TMO de NOD, NOD-PI y controles
tras inyección de ovoalbúmina 10 semanas post-trasplante. No se observaron diferencias
significativas entre los 3 grupos siendo similares tanto la disminución de CD-4, CD-8 y
Linfocitos B a los 10 días del trasplante, como sus niveles de recuperación a las 10
semanas.
DISCUSIÓN:
Existe una base hematopoyética en la etiopatogenia de las enfermedades autoinmunes.
Esto nos da la posibilidad del desarrollo de un nuevo tipo de inmunoterapia para
prevenir la aparición de las mismas mediante el trasplante singénico de células stem
hematopoyéticas modificadas genéticamente. Es decir, es posible regular la aparición de
enfermedad autoinmune desde el compartimento hematopoyético. Aquí se utiliza como
modelo experimental el TMO y CSH del ratón NOD-PI, que expresa proinsulina
transgenica, y que es capaz de limitar el desarrollo de diabetes en los sujetos
trasplantados.La presencia ocasional de insulinitis se explica por la persistencia de
células T radiorresistentes, o por la aparición de células T contra otros antígenos
insulares diferentes a proinsulina. Se sugiere que la diabetes inducida tras el trasplante
de CSH de ratones NOD, no se debe a la trasferencia de células T diabetogénicas, sino a
la producción de células T diabetogénicas “de novo”. Al igual que en humanos, el ratón
NOD presenta una fase subclínica de DM caracterizada por la presencia de insulinitis.
En modelos humanos no sería aceptable mieloablación con irradiación en fase
subclínica; pero como se ha dicho, un injerto con escasa cuantía celular es suficiente
para prevenir la aparición de DM en ausencia de mieloablación. Se prevee que para su
uso futuro en humanos las CSH podrían extraerse de sangre periférica de individuos de
Silvia Aznar Rodríguez (Residente 2º año, Endocrinología)
riesgo, modificadas genéticamente para codificación de autoantígenos y reinfundidas
mediante un vector ( lentivirus) para prevenir la aparición de enfermedades
autoinmunes.
CONCLUSIONES:
1.- Es posible controlar el desarrollo de enfermedades
autoinmunes como la diabetes mellitus desde el compartimento
hematopoyético.
2.- Los mejores resultados, en cuanto a nivel de prevención, se
han descrito tras trasferencia de células stem hematopoyéticas con
autoantígeno trasgénico codificado.
3.- El trasplante singénico ha permitido el desarrollo un nuevo
tipo de inmunoterapia exento de los riesgos atribuibles al trasplante
alogénico
4.- Se abren gran cantidad de expectativas en cuanto al uso
futuro de la inmunoterapia descrita para la limitación de
enfermedades autoinmunes en humanos.