Se resumen algunos estudios importantes e interesantes del último año en el campo de la reumatología. Como en todos los campos, las posibilidades técnicas y analíticas se aceleran exponencialmente en la investigación básica. Como consecuencia, el número de estudios publicados cada año en reumatología también aumenta de forma constante, y se realizan más investigaciones y publicaciones que nunca en todas las áreas de la reumatología.
El siguiente artículo resume algunos estudios importantes e interesantes del último año en el campo de la reumatología. Debe tenerse en cuenta que la selección de los estudios es, por una parte, totalmente subjetiva y, por otra, naturalmente incompleta. Como en todos los campos, las posibilidades técnicas y analíticas se aceleran exponencialmente en la investigación básica. Como consecuencia, el número de estudios publicados cada año en reumatología también aumenta constantemente, y se realizan más investigaciones y publicaciones que nunca en todos los ámbitos de la reumatología. (Fig. 1). Sin embargo, sólo el tiempo dirá cuántos de estos resultados tendrán realmente un impacto a más largo plazo en nuestra comprensión de las enfermedades reumatológicas.
Biopsias guiadas por ecografía y análisis de células individuales
En el análisis de las causas patogénicas, los estudios del tejido sinovial han cobrado cada vez más importancia en los últimos años, especialmente en el análisis de la artritis reumatoide (AR), además de los estudios de las células sanguíneas y los anticuerpos. Por un lado, la realización de biopsias sinoviales guiadas por ecografía está cada vez más aceptada y se realiza de forma rutinaria en muchos lugares. Por otro lado, los avances en el desarrollo de tecnologías para el análisis de células individuales están abriendo nuevas posibilidades para la investigación diferenciada de los cambios en las poblaciones celulares individuales de la articulación. Con estos análisis unicelulares, la expresión de los genes, el llamado transcriptoma, así como la expresión de las proteínas e incluso los cambios en la cromatina pueden medirse por separado en cada célula individual. La mayoría de los estudios realizados hasta la fecha han utilizado mediciones del transcriptoma para definir las poblaciones celulares y analizar los cambios en su composición y expresión génica en los pacientes. Sin embargo, a medida que avanza el desarrollo y el campo se hace más rentable, es probable que cada vez haya más estudios que midan simultáneamente los cambios en la cromatina, el transcriptoma y la expresión de proteínas en células individuales. El análisis unicelular de tejidos complejos permite caracterizar los tipos de células, los subtipos de células y los fenotipos celulares de un tejido y, de este modo, identificar las células que se activan en una enfermedad y que, por tanto, tienen un posible papel clave en la patogénesis (Fig. 2) .
La denominada Asociación de Medicina Acelerada (AMP) de EE.UU. lidera el camino en este ámbito. Este consorcio, financiado en parte por la industria y en parte por el Estado, ya ha podido presentar varios estudios en los que se han podido caracterizar los tipos de células inmunitarias, pero también las células estromales de varios tejidos diana y de diversas enfermedades reumáticas. En la sinovial, ya se han descrito nuevos tipos de células inmunitarias relevantes para la AR y se han definido diferentes subtipos de fibroblastos [1]. Estos datos se completaron el año pasado y se pudo analizar mejor la formación y la función de las diferentes poblaciones de fibroblastos.
Interacciones entre endotelio y fibroblastos en la sinovial de la AR
En su primera publicación, los autores identificaron diferentes subtipos de fibroblastos sinoviales en el tejido [1]. En concreto, pudieron distinguirse los fibroblastos sinoviales CD90 negativos, que se encuentran en el revestimiento sinovial, y los fibroblastos sinoviales CD90 positivos, que se encuentran en el sublining. Los autores perseguían ahora la hipótesis de que en el tejido sinovial se establece un gradiente que favorece la formación de estos diferentes subtipos de fibroblastos [2]. De hecho, los análisis del receptor del ligando demostraron que las células endoteliales estabilizan el subtipo de fibroblasto CD90-positivo a través de la activación de la vía de señalización Notch. Esta activación fue más fuerte en el tejido de la AR que en el de la OA. Utilizando modelos de ratón con ratones knock-out Notch3, o la inhibición farmacológica de la vía de señalización Notch, los autores pudieron demostrar que la inhibición Notch es una nueva diana potencial para la terapia de la AR, ya que la artritis en ratones se vio influida positivamente de forma significativa por ella [2]. En general, este estudio encaja elegantemente en estudios anteriores que han demostrado que en la AR son principalmente los fibroblastos CD90-positivos los que se expanden [1] y que los fibroblastos del revestimiento son más responsables de la invasión y los fibroblastos del sublining son más responsables de la respuesta inflamatoria [3]. Este nuevo estudio sugiere ahora que la activación del endotelio conduce a la movilización de las poblaciones locales de fibroblastos en la AR, lo que a su vez mantiene la inflamación. En resumen, aquí interesa la vía de señalización Notch como posible diana terapéutica, por un lado, y el papel de la activación endotelial en la AR, por otro, que sin duda debe investigarse más a fondo en el futuro (Fig. 3).
Nueva población de macrófagos en el tejido sinovial
Nuestro conocimiento de las poblaciones de macrófagos en el tejido sinovial también se ha ampliado enormemente en el último año. Culeman y sus colegas estudiaron diferentes poblaciones de médula ósea en la articulación en ratones y su comportamiento durante el desarrollo de la artritis [4]. Entre otras cosas, se encontraron macrófagos en el revestimiento sinovial (CX3CR1+), que parecen sellar la sinovial del interior de la articulación con su disposición y los contactos célula-célula. Cuando se indujo la artritis en ratones, esta arquitectura del revestimiento cambió. Los macrófagos abren sus contactos célula-célula y forman ahora empalizadas. Los fibroblastos de revestimiento, que yacían bajo esta capa de macrófagos en la articulación sana, ahora prácticamente se apretujaban entre ellos y tenían más contacto con el interior de la articulación. Estos macrófagos no proliferan por división, sino que probablemente se alimentan de un conjunto de macrófagos CX3CR1-negativos proliferantes en el revestimiento que se diferencian en esta población CX3CR1-positiva. Es importante destacar que este cambio morfológico en los macrófagos también se encontró en el revestimiento sinovial de los pacientes con AR, pero no en los pacientes con OA. En la OA, es decir, en el sinovio relativamente sano, estos macrófagos son TREM2 positivos, que es un marcador de una subpoblación de macrófagos antiinflamatorios. Cuando se agotó esta población de macrófagos en ratones, la progresión de la artritis fue más rápida y grave. Así pues, esta población especializada de macrófagos parece tener una importante función de barrera en la articulación. (Fig. 3). Por tanto, estabilizar esta barrera, por ejemplo con imatinib, que estabiliza las uniones estrechas en la barrera hematoencefálica y también tuvo un efecto positivo en la aparición de artritis en ratones en este estudio, también podría ser un nuevo enfoque terapéutico para los pacientes con AR.
Otro estudio se centró intensamente en las poblaciones de macrófagos de la articulación. Aquí se comparó el tejido sinovial de pacientes con AR en remisión clínica con el de pacientes con AR activa [5]. Una vez más, se encontraron diversas poblaciones de macrófagos en el tejido sinovial. En los pacientes con AR activa, se encontraron en particular las denominadas poblaciones de macrófagos MerTK-negativos, que mostraban un perfil de expresión proinflamatorio. En los pacientes con AR en remisión, los macrófagos especialmente positivos para MerTK, que además pueden expresar TREM2, estaban muy enriquecidos. Estos macrófagos MerTK-positivos encontrados en el revestimiento sinovial son probablemente los macrófagos de barrera TREM2-positivos del revestimiento ya descritos en el estudio mencionado en ratones y en pacientes con OA. En experimentos de co-cultivo con macrófagos MerTK positivos y fibroblastos sinoviales, se demostró que los fibroblastos producían menos factores proinflamatorios y destructores de las articulaciones debido a la presencia de estos macrófagos [5]. Por el contrario, los fibroblastos sinoviales fueron capaces de influir en la expresión de este fenotipo de macrófago antiinflamatorio. Así pues, parece existir una estrecha interacción entre los fibroblastos y los macrófagos de la membrana sinovial, que pueden influirse y moldearse mutuamente en las distintas fases de la AR. En el futuro, sería interesante ver si la presencia de macrófagos MerTK-positivos en la sinovial es un biomarcador pronóstico de una mayor probabilidad de remisión sin fármacos, y si sería posible empezar a reducir la terapia precozmente en estos pacientes sin arriesgarse a una recaída de la enfermedad.
Predicción de recaídas de la enfermedad en pacientes con AR
El pronóstico de las recaídas en pacientes con AR fue objeto de un estudio publicado en el New England Journal of Medicine [6]. Aquí se extrajo semanalmente una gota de sangre de la yema del dedo de 4 pacientes durante un periodo de 1 a 4 años y se realizaron mediciones mensuales de la actividad de la enfermedad. La sangre de estas gotas se secuenció para encontrar un patrón de expresión genética antes o durante un episodio de la enfermedad. De hecho, se pudieron identificar dos grupos de genes que siempre eran medibles en la sangre antes de una recaída. Basándose en los genes que estaban regulados en estos grupos, fue posible adivinar que uno de ellos procedía probablemente de células inmunitarias. El otro, sin embargo, sorprendentemente se parecía más a un perfil conocido de fibroblastos sinoviales. Fue posible aislar estas “células mesenquimales preinflamatorias” (PRIME) de la sangre de otros pacientes con AR y demostrar que estas células PRIME son efectivamente la población celular que produce la firma genética que buscamos. Estos datos podrían significar, por tanto, que antes de una recaída, las células mesenquimales, por ejemplo los fibroblastos sinoviales de las articulaciones, se filtran a la sangre y este proceso es precursor de la recaída o la desencadena. Sin embargo, el origen y el papel de estas células en la AR aún no están del todo claros y sin duda se abordarán en futuros estudios.
Nuevos conocimientos sobre el desarrollo del lupus eritematoso sistémico (LES)
Se sabe desde hace tiempo que una subpoblación especial de granulocitos denominada granulocitos de baja densidad (LDG) está presente en la sangre de los pacientes con LES y se ha sugerido que éstos desempeñan un papel en el desarrollo de la firma del interferón en el LES. En un nuevo análisis, se ha podido demostrar ahora que los monocitos, por un lado, y estos LDG, por otro, son efectivamente responsables de la elevada producción de genes de respuesta al interferón en los pacientes con LES [7]. Además, el estudio pudo demostrar con la ayuda de análisis de células individuales que esta subpoblación de LDG también puede subdividirse de nuevo y que estos diferentes fenotipos se correlacionan con diferentes parámetros clínicos. En concreto, se distinguieron dos subtipos de LDG, los que son CD10-positivos y los que son CD10-negativos. Dado que el CD10 es un marcador de maduración de los granulocitos neutrófilos, los LDG CD10 negativos son probablemente un precursor inmaduro. Estos granulocitos neutrófilos inmaduros eran incapaces de fabricar trampas extracelulares nucleares (NET) in vitro, mostraban menos actividad quimiotáctica y fagocítica que los granulocitos CD10 positivos, pero producían más mieloperoxidasa, lo que indica una mayor capacidad de degranulación. En consecuencia, especialmente la LDG madura CD10-positiva se correlacionó con parámetros clínicos, como el daño orgánico y la tasa de filtración glomerular. Esto sugiere que las propias funciones que desempeñan las LDG maduras CD10-positivas, como la formación de NET, la quimiotaxis y la fagocitosis, desempeñan un papel en la patogénesis de estos síntomas.
Un grupo de investigadores de Bethesda (EE UU) presentó un nuevo enfoque para aclarar cómo podría desencadenarse esta formación de NET en el LES [8]. Este grupo pudo demostrar que los canales aniónicos dependientes de voltaje (VDAC) se oligomerizan y, estabilizados por el ADN mitocondrial libre, forman un canal en la membrana mitocondrial por el que el ADN mitocondrial puede salir al citoplasma. Este ADN mitocondrial desencadenó una respuesta de interferón en el citoplasma, por un lado, y condujo a la formación de NET en los LDG ya mencionados, por otro. En las células sanguíneas de pacientes con LES, estos canales mitocondriales se encontraron con mayor abundancia y en un modelo de ratón con lupus, el bloqueo de esta formación de canales en las mitocondrias dio lugar a menos ADN mitocondrial en el citoplasma, menos producción de interferón, menos formación de NET y mejores parámetros clínicos. La formación de NET también pudo reducirse en los granulocitos de pacientes con LES con este tratamiento. Bloquear esta proteína del canal podría ser, por tanto, un nuevo y prometedor enfoque en la terapia del LES.
El análisis de las células B permite comprender el desarrollo de las enfermedades inmunomediadas
Las nuevas tecnologías también ayudaron a analizar en detalle las células B y sus receptores en diferentes enfermedades inmunomediadas [9]. Células B de pacientes con vasculitis asociada a ANCA (AAV), LES, Mb. Crohn, Mb. Enfermedad de Behçet, granulomatosis eosinofílica con poliangitis (EGPA, antes síndrome de Churg-Strauss) y vasculitis IgA. El estudio examinó los isotipos, los genes del locus IGHV, es decir, la cadena pesada del receptor de células B, y la clonalidad del repertorio de células B y descubrió algunas cosas interesantes. Los anticuerpos IgA estaban sobrerrepresentados en todas las enfermedades estudiadas excepto en la AAV y la EGPA. Dado que la secreción de IgA se estimula principalmente a través del sistema inmunitario de la mucosa, por ejemplo en el intestino, era de esperar que en los pacientes con Mb. Crohn, el contenido de IgA es elevado. Sin embargo, resultó sorprendente que también se midieran niveles muy elevados de IgA en pacientes con LES. Esto también podría indicar una estimulación de la mucosa, por ejemplo en el intestino, en el LES. El análisis de los genes que codifican la región variable de la cadena pesada de la inmunoglobulina también reveló diferencias interesantes. La expresión de los genes IGHV6 e IGHV4 fue especialmente elevada en el LES, EGPA y Mb. Aumento del Crohn. Estos genes se han relacionado anteriormente con la autoreactividad. La elevada expresión de genes IGHV1 en células B de pacientes con Mb. Behçet, ya que la sobreproducción de estos genes se asocia principalmente a las infecciones. Esto apoya la hipótesis de que la infección puede preceder a la aparición de Mb. Behçet podría subyacer. La investigación de la clonalidad de las células B en las diferentes enfermedades mostró que en los pacientes con LES y Mb. Crohn, se incrementó la expansión de los clones así como la diversidad de los clones de células B. Aunque esto era de esperar, muestra por el contrario que en las otras enfermedades, a pesar de una fuerte activación del sistema inmunitario, la clonalidad de las células B es normal. Además, este estudio también investigó los cambios en el repertorio de células B tras la terapia, demostrando que los distintos tratamientos inmunosupresores tienen efectos diferentes en el repertorio de células B. El tratamiento con micofenolato mofetilo provocó un aumento de la proporción de células B productoras de IgM e IgD y, por tanto, una reducción del número de células B que sufrieron un cambio de isotipo. Por el contrario, tras el tratamiento con rituximab, el número de células B circulantes disminuyó bruscamente, pero las células B persistentes habían cambiado en su mayoría de isotipo y se habían expandido clonalmente. En el AAV, las células B productoras de IgA se encontraron predominantemente tras el rituximab, en el LES IgG1 o IgG2.
Resumen
En resumen, puede decirse que especialmente los últimos métodos analíticos sobre una base unicelular han conducido a nuevos conocimientos sobre la función de determinados subtipos celulares tanto en tejidos sanos como enfermos. De este modo, podemos diferenciar los procesos patológicos de las distintas enfermedades reumáticas de forma cada vez más precisa, lo que es de esperar que también conduzca a nuevas terapias para las enfermedades individuales en el futuro. En reumatología en particular, el paso de la investigación básica a los nuevos métodos de tratamiento ya se ha dado con éxito muchas veces.
Mensajes para llevarse a casa
- Las biopsias sinoviales guiadas por ecografía y los análisis de células individuales se han convertido en una parte importante de la investigación traslacional.
- La inhibición farmacológica de Notch y la estabilización de las uniones estrechas de los macrófagos en el revestimiento sinovial son nuevas dianas terapéuticas para la AR.
- La formación de NET y la producción de genes de interferón en el LES por un subtipo específico de granulocitos neutrófilos se correlaciona con los síntomas clínicos.
- La inhibición de la formación de canales de membrana mitocondriales es una nueva diana terapéutica en el LES.
Literatura:
- Zhang F, et al: Definición de los estados celulares inflamatorios en los tejidos sinoviales articulares de la artritis reumatoide mediante la integración de la transcriptómica unicelular y la citometría de masas. Nat Immunol 2019; 20: 928-942.
- Wei K, et al: La señalización Notch impulsa la identidad de los fibroblastos sinoviales y la patología de la artritis. Naturaleza 2020; 582: 259-264.
- Croft AP, et al: Distintos subconjuntos de fibroblastos impulsan la inflamación y el daño en la artritis. Nature 2019; 570: 246-251.
- Culemann S, et al: Los macrófagos sinoviales residentes que se renuevan localmente proporcionan una barrera protectora para la articulación. Nature 2019; 572: 670-675.
- Alivernini S, et al: Distintos subconjuntos de macrófagos del tejido sinovial regulan la inflamación y la remisión en la artritis reumatoide. Nat Med 2020; 26: 1295-1306.
- Orange DE, et al: Identificación de tres subtipos de enfermedad de artritis reumatoide mediante la integración del aprendizaje automático de las características histológicas sinoviales y los datos de secuenciación del ARN. Arthritis Rheumatol 2018; 70: 690-701.
- Mistry P, et al: Análisis transcriptómicos, epigenéticos y funcionales implican la diversidad de neutrófilos en la patogénesis del lupus eritematoso sistémico. Proc Natl Acad Sci USA 2019; 116: 25222-25228.
- Kim J, et al: Los oligómeros VDAC forman poros mitocondriales para liberar fragmentos de ADNmt y promover una enfermedad similar al lupus. Science 2019; 366: 1531-1536.
- Bashford-Rogers RJM, et al: Análisis del repertorio de receptores de células B en seis enfermedades inmunomediadas. Nature 2019; 574: 122-126.
InFo DOLOR Y GERIATURA 2021; 3(1): 6-9
