Nuevo mecanismo fisiopatológico involucrado en la patogenia de las espondiloartropatías
- Autores: María Lourdes Ladehesa Pineda
- Directores de la Tesis: Yolanda Jimenez Gomez (dir. tes.), Alejandro Escudero Contreras (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Córdoba (ESP) ( España ) en 2021
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Antonio Fernández Nebro (presid.), Ruxandra Elena Schiotis (secret.), Mª Angeles Aguirre Zamorano (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biomedicina por la Universidad de Córdoba
- Materias:
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- Resumen
1. Introducción o motivación de la tesis El término espondiloartritis (EspA) representa un grupo de enfermedades reumáticas heterogéneas de naturaleza inflamatoria crónica, que se encuentran interrelacionadas entre sí, y que comparten una serie de manifestaciones clínicas distintivas entre las que se encuentran la agregación familiar, la asociación con el antígeno leucocitario humano B27 (HLA-B27), la afectación predominante del esqueleto axial (columna vertebral y articulaciones sacroilíacas), un patrón típico de artritis periférica, entesitis, y manifestaciones extra-articulares como la uveítis, la psoriasis y la enfermedad inflamatoria intestinal, entre otras (1).
En las EspA, las diversas expresiones fenotípicas conforman las diferentes entidades, que se denominan Artritis Psoriásica (APs), EspA asociada a Enfermedad Inflamatoria Intestinal, Artritis Reactiva, EspA de inicio juvenil, EspA indiferenciada y Espondilitis Anquilosante (EA), que representa el prototipo clásico de las EspA. Sin embargo, este concepto de EspA se encuentra en evolución y, actualmente, el grupo ASAS (Assessment of Spondyloarthritis International Society) ha propuesto una nueva clasificación de los pacientes con EspA, basándose en los síntomas predominantes: una forma en la que predomina la afectación del esqueleto axial, incluyendo la columna y las articulaciones sacroilíacas, denominada EspA axial (EspAax), cuyo prototipo es la que tradicionalmente se ha conocido como Espondilitis Anquilosante (EA) o EspAax radiográfica (EspAax-r). Una forma con afectación predominantemente periférica, denominada EspA periférica (EspAp) que incluye la artritis psoriásica (APs), las artritis relacionadas con la enfermedad inflamatoria intestinal, las artritis reactivas, y las formas indiferenciadas de EspA.
Los síntomas de la enfermedad suelen comenzar de forma insidiosa a una edad temprana, variando desde la infancia hasta los 45 años. Los pacientes suelen consultar por lumbalgia y rigidez como resultado de la inflamación de las articulaciones sacroilíacas y/o de la columna lumbar. Esta inflamación conduce a la formación de nuevo hueso y a un proceso de anquilosis del esqueleto axial que provoca una limitación funcional, en casos más graves discapacidad y a un deterioro en la calidad de vida de los pacientes cuando el daño radiográfico es avanzado (2).
La EspA axial (EspAax) es una enfermedad multifactorial cuya causa aún no es suficientemente conocida. En su etiopatogenia, sobre un individuo genéticamente predispuesto, participan e interaccionan factores medioambientales entre los que se encuentran el estrés biomecánico, las infecciones y la microbiota intestinal, así como los factores inmunológicos e inflamatorios. Todos estos factores tejen una compleja red de interrelaciones que provocan tanto la expresión fenotípica característica de la enfermedad como en sus comorbilidades, dentro de las cuales destaca el incremento del riesgo cardiovascular (CV).
Las células del sistema inmunológico son esenciales en la patogénesis de las EspAax, y aunque existe un considerable conjunto de evidencias sobre el papel central de los linfocitos T en el proceso patológico (3), el papel de los neutrófilos no se ha examinado a la misma extensión en esta enfermedad. Es bien conocido la función de los neutrófilos en la respuesta inmediata a las infecciones, empleando múltiples estrategias que incluyen la fagocitosis, la liberación de enzimas granulares tóxicas y de especies reactivas de oxígeno (ROS), o la generación de NETosis, un tipo de muerte celular específico de los neutrófilos para eliminar microorganismos nocivos (4). En el proceso de NETosis, los neutrófilos expulsan su contenido nuclear en forma de redes denominadas NETs (del inglés, neutrophil extracelular traps) en la cual capturan y destruyen a los microorganismos invasores. Estas redes están compuestas de cromatina (ADN de neutrófilos e histonas de alta afinidad) descondensada que está cubierta de péptidos antimicrobianos y enzimas generadoras de oxidantes (entre ellas, la elastasa de neutrófilos –NE-, la mieloperoxidasa -MPO-, la NADPH oxidasa -NOX- y la óxido nítrico sintetasa -NOS-) (5). La vía de transmisión de señales subyacente que conduce a la formación de las NETs implica la movilización de calcio, mediadores pro-inflamatorios, generación de ROS, delobulación nuclear por NE y MPO, y citrulinación de histonas por la peptidilarginina deiminasa 4 (PAD4), todas ellas esenciales en la descondensación de la cromatina y en la extrusión del ADN (6, 7). Si bien la observación inicial de la formación de las NETs mostró al proceso de NETosis como una estrategia esencial para inmovilizar y destruir a los microorganismos invasores, existen numerosas evidencias que sugieren que la formación aberrante de dichas redes también es fundamental en la etiología de diversas patologías, como la artritis reumatoide (8) y el lupus eritematoso sistémico (9). No obstante, nunca se ha evaluado la generación espontánea de NETosis y su papel en la fisiopatología de la EspAax.
En cuanto a las comorbilidades asociadas a la EspA, destaca el ya mencionado incremento del riesgo CV (10), siendo la enfermedad CV una de las principales causas de morbilidad y mortalidad en pacientes con EspAax radiográfica (EspAax-r) (11). Además, existe un incremento en la prevalencia de aterosclerosis subclínica entre los pacientes con EspAax (12, 13), siendo el aumento del grosor de la íntima media carotídea un hallazgo más frecuente que el aumento del número de placas carotídeas. La evidencia muestra que la aterosclerosis subclínica y el riesgo CV es menos frecuente entre los pacientes con actividad persistentemente baja de la enfermedad o en tratamiento con anti-TNF-α (14), sugiriendo el papel etiológico de la inflamación sistémica en esta patología (15). No obstante, hasta el momento, no se ha estudiado la relación entre el riesgo CV y la aterosclerosis con el daño estructural presente en la EspAax.
Por tanto, en el presente trabajo hemos pretendido arrojar nuevas evidencias que ayuden a aclarar el complejo entramado que caracteriza la fisiopatología de las espondiloartritis y para ello hemos realizado dos estudios con los siguientes objetivos: 1) Objetivo principal del primer estudio: evaluar el papel de la NETosis en la patogénesis de la EspAax-r y analizar los efectos beneficiosos de la terapia anti TNF-α sobre este proceso celular; 2) Objetivo principal del segundo estudio: evaluar la asociación entre los factores de riesgo de CV estimado y la aterosclerosis subclínica con el daño estructural radiográfico, independientemente de la edad, en un registro de pacientes con EspAax (CASTRO).
2. Contenido de la investigación Para cumplir con los objetivos propuestos para esta Tesis Doctoral hemos desarrollado dos sistemas de reclutamiento de pacientes, de material utilizado y de métodos empleados. Ambos sistemas se han implementado secuencialmente intentando dar respuesta a las preguntas de investigación que motivan los trabajos conducentes a esta tesis doctoral: Sistema 1. Estudio del papel de la NETosis en la patogénesis de la espondiloartritis axial radiográfica. Los pacientes fueron seleccionados de la consulta monográfica de EspA del Servicio de Reumatología del Hospital Universitario Reina Sofía (Córdoba, España). Para el estudio transversal, diseñado para evaluar la generación espontánea de NETosis y su asociación con parámetros clínicos inflamatorios, se incluyeron 30 pacientes con EspAax-r y 32 donantes sanos relacionados en sexo y edad mientras que, para el estudio longitudinal prospectivo, diseñado para evaluar el efecto de la terapia anti-TNF sobre el proceso de NETosis, se empleó una cohorte adicional de 15 pacientes con EspAax-r tratados con infliximab durante 6 meses. Todos los pacientes incluidos en el presente trabajo cumplían los criterios de clasificación para EspAax ASAS (16). Se cuantificó la formación de NETs, los mediadores de la cascada de transducción de señales necesaria para la inducción de la NETosis y los productos derivados de la NETosis extracelulares. Se diseñaron estudios in vitro para evaluar los efectos del infliximab en la generación de NETosis y el perfil inflamatorio desencadenado.
Sistema 2. Estudio de la evaluación de la asociación del riesgo CV estimado y el daño estructural. Se realizó un estudio transversal que incluyó a 114 pacientes con EspAax (16) del registro CASTRO (Córdoba Axial Spondyloarthritis Task force, Registry and Outcomes), y 132 controles sanos relacionados por edad y sexo. Se registró la actividad de la enfermedad y la presencia de factores de riesgo CV tradicionales. La presencia de placas ateroscleróticas y el grosor de la íntima media carotídea se evaluaron mediante ecografía carotídea y se calculó el índice SCORE de estimación del riesgo CV (17). El daño radiográfico se midió mediante mSASSS (del inglés, modified Stoke Ankylosing Spondylitis Spine Score) (18). La asociación entre el mSASSS y el SCORE se examinó mediante modelos lineales generalizados y se realizó un análisis de conglomerados ajustado por la edad para identificar diferentes fenotipos dependientes del riesgo CV subclínico.
Ambos estudios siguieron los principios establecidos en la Declaración de Helsinki (1964), el Convenio del Consejo Europeo sobre los Derechos Humanos y la Biomedicina (1997), la Declaración Universal de la UNESCO sobre el Genoma Humano y los Derechos Humanos (1997), los requisitos establecidos en la legislación española en el área de investigación, de protección de datos de carácter personal y de bioética, en virtud de la Ley 14/2007 (Julio) sobre la Investigación Biomédica. Así mismo, se ajustaron a lo dispuesto en la Ley 31/1995 (de 8 de noviembre) sobre prevención en materia de salud y seguridad laboral, y los reales decretos relacionados con la exposición a agentes biológicos, y la investigación con células y tejidos humanos.
En relación con el estudio de la NETosis, hemos hallado que, en comparación con los donantes sanos, los neutrófilos de los pacientes con EspAax-r exhiben un aumento en la generación espontánea de NETs, una expresión elevada de componentes de señalización asociados a estas NETs, la translocación de la PAD4 al núcleo y un aumento de la histona H3 citrulinada. Además, los pacientes presentaron niveles circulantes alterados de productos de la NETosis extracelulares (ADN, nucleosomas y elastasa). Estudios adicionales revelaron que los productos derivados de la NETosis extracelulares podrían ser biomarcadores adecuados para distinguir a los pacientes con EspAax-r de los donantes sanos. Los estudios de correlación mostraron que existe una asociación entre los productos derivados de la NETosis extracelulares y los parámetros inflamatorios clínicos. Además, los nucleosomas demostraron potencial como biomarcador para discriminar a los pacientes según la actividad de la enfermedad. El tratamiento con infliximab promovió una reducción tanto de la generación de NETosis como de la actividad de la enfermedad en los pacientes con EspAax-r. Los estudios in vitro revelaron la importancia del tratamiento con infliximab en la reducción de la liberación de NETs y en la normalización de las actividades inflamatorias promovidas por la formación de NETs en las células mononucleares.
En relación con el estudio de la asociación del riesgo CV con el daño estructural en pacientes con EspAax, se observó un aumento de los factores de riesgo CV tradicionales, del SCORE y de la presencia de placas carotídeas en los pacientes con EspAax en comparación con los donantes sanos. En los pacientes con EspAax, los estudios de correlación mostraron que el SCORE y la presencia de placas carotídeas ateroscleróticas se correlacionaban significativamente con el daño estructural en términos de mSASSS total, mSASSS cervical y lumbar, sindesmofitos y puentes óseos. Un análisis de correlación en dos grupos de pacientes según la edad media (47 años), manifestó que la correlación entre el mSASSS total y el SCORE se mantenía en ambos grupos. Además, tras ajustar por la duración de la enfermedad, el hábito de fumar, el aumento de los niveles de PCR (al menos tres determinaciones en los últimos 5 años) y la ingesta de AINEs, el mSASSS total se asoció de forma independiente con el SCORE [coeficiente β 0,24; intervalo de confianza (IC) del 95%: 0,10-0,38]. De la misma forma, el mSASSS total también se asocia significativamente con la presencia de placas ateroscleróticas tras ajustar por la duración de la enfermedad, el estado de tabaquismo, la PCR y la ingesta de AINE (coeficiente β 1,05 (IC95% 1,01 - 1,12). El análisis de conglomerados o clústers que incluía como variables la presencia de placas carotídeas y los niveles de grosor de la íntima media carotídea derecha e izquierda distinguía dos fenotipos diferentes de pacientes según su prevalencia de factores de riesgo CV. Estos grupos se ajustaron por edad y utilizamos los datos de la ecografía carotídea para estratificar a los pacientes. Así, el clúster 1 se caracterizó por un aumento significativo del riesgo CV en comparación con el clúster 2, mostrando mayores tasas de hábito tabáquico, obesidad, índice aterogénico, resistencia a la insulina y diabetes tipo 2. Asimismo, el clúster 1 tenía niveles significativamente mayores de SCORE en comparación con los del clúster 2. Cabe destacar que el clúster 1, que no presentaba diferencias en la edad media con respecto al clúster 2, mostraba niveles significativamente aumentados de mSASSS total, mSASSS cervical, mSASSS lumbar y mayor presencia de puentes óseos.
3. Conclusión A. Los neutrófilos de pacientes con EspAax-r sufren generación espontánea de NETosis, indicativo de un potencial nuevo mecanismo involucrado en la patogénesis de la enfermedad.
B. Los niveles circulantes de productos derivados de la NETosis extracelulares podrían ser biomarcadores útiles para la enfermedad y para discriminar a los pacientes según la actividad de la misma.
C. Además de la actividad de la enfermedad, la terapia anti-TNF-α disminuye la generación de NETosis en los pacientes con EspAax-r.
D. La inhibición de la NETosis mediante infliximab reduce la actividad inflamatoria de las células mononucleares de la sangre periférica, lo que sugiere un papel potencial de la generación de NET en la evaluación de la eficacia del tratamiento en pacientes con EspAax-r.
E. Los pacientes con EspAax presentan un incrementado riesgo CV estimado.
F. Los pacientes con EspAax-r con más daño estructural exhiben un mayor riesgo cardiovascular estimado, independientemente de la duración de la enfermedad, la edad y el hábito de fumar.
G. La inflamación persistente en pacientes con EspAax se asocia con el elevado riesgo CV observado en esta enfermedad, lo que señala a la inflamación como la más importante conexión entre el daño radiográfico y el riesgo CV que la edad.
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17. Authors/Task Force Members, Piepoli MF, Hoes AW, Agewall S, Albus C, Brotons C, Catapano AL, Cooney MT, Corrà U, Cosyns B, Deaton C, Graham I, Hall MS, Hobbs FD, Løchen ML, Löllgen H, Marques-Vidal P, Perk J, Prescott E, Redon J, Richter DJ, Sattar N, Smulders Y, Tiberi M, van der Worp HB, van Dis I, Verschuren WM; Additional Contributor: Simone Binno (Italy); Document Reviewers:, De Backer G, Roffi M, Aboyans V, Bachl N, Bueno H, Carerj S, Cho L, Cox J, De Sutter J, Egidi G, Fisher M, Fitzsimons D, Franco OH, Guenoun M, Jennings C, Jug B, Kirchhof P, Kotseva K, Lip GY, Mach F, Mancia G, Bermudo FM, Mezzani A, Niessner A, Ponikowski P, Rauch B, Rydén L, Stauder A, Turc G, Wiklund O, Windecker S, Zamorano JL. 2016 European Guidelines on cardiovascular disease prevention in clinical practice: The Sixth Joint Task Force of the European Society of Cardiology and Other Societies on Cardiovascular Disease Prevention in Clinical Practice (constituted by representatives of 10 societies and by invited experts): Developed with the special contribution of the European Association for Cardiovascular Prevention & Rehabilitation (EACPR). Eur J Prev Cardiol. 2016 Jul;23(11):NP1-NP96. doi: 10.1177/2047487316653709. Epub 2016 Jun 27. PMID: 27353126.
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