4. Modelos experimentales de células Th- 17 en Artritis

Los antecedentes del eje IL-23/IL-17 inician utilizando modelos murinos de artritis inducida, los cuales previamente se consideraban mediados por una respuesta Th-1 poco controlada. Hoy en día surge un nuevo planteamiento con la intervención de estas nuevas citocinas, siendo el soporte de las futuras investigaciones. El descubrimiento del perfil Th-17, conllevó a continuar con la investigación en artritis reumatoide, hasta finalmente conducir a describir el comportamiento y asociación de estas citocinas en espondiloartropatías.

Estudios recientes han demostrado que las células T CD4 productoras de IL-17 representan un linaje pro inflamatorio diferente en varios modelos experimentales. La evidencia sugiere que en AR y EM consideradas enfermedades autoinmunes inflamatorias, se acumulan células del perfil Th-17, lo cual indica que los productos generados por estas células, podrían ser blancos terapéuticos importantes¹⁸.

La IL-23 se describe como una citocina relacionada con los linfocitos Th-17; es un heterodímero compuesto de una subunidad p19 y otra p40, ésta última proteína la comparte con la IL- 12. La IL-23 actúa sobre los linfocitos T de memoria Th-17 y sobre los macrófagos en procesos de inflamación a través de la unión de ésta con su receptor. Análisis han demostrado que la ausencia de la IL-23 es protectora, mientras que la pérdida de la IL-12 exacerba la artritis inducida por colágeno¹⁹. En ratones con supresión de IL- 23, se encontró que no desarrollan signos clínicos de artritis y son completamente resistentes a desarrollar patología articular u ósea, lo cual se asocia a la carencia de células T CD 4 productoras de IL-17¹⁹.

Otro modelo que se ha relacionado con el perfil Th-17, está basado en la inducción de inflamación articular específica en ratones de la cepa K/BxN en los cuales existe reactividad autoinmune contra una enzima citoplasmática, la "glucosa 6 fosfato isomerasa" (GPI). En este estudio se detectaron niveles elevados de IL-6 e IL-17 y se concluyó que estas citocinas juegan un papel esencial en la inducción de este tipo de artritis, hallazgos que se relacionan con autoantígenos involucrados en la generación de AR en humanos, demostrándose, además, que tratamientos con anticuerpos contra el receptor de IL- 6 (IL-6R), pueden ser excelentes en la supresión de este eje de citocinas²⁰.

Se ha logrado detectar en otro modelo murino la generación de células Th-17 en sitios de inflamación y el drenaje a los ganglios linfáticos, estudio que sugirió que la diferenciación de estas células es iniciada en los ganglios y la producción en sí de la IL-17 está restringida a la sinovia inflamada, generada en respuesta a citocinas locales producidas por los macrófagos²¹.

Niveles elevados de IL-17 reflejan una respuesta poco regulada de los linfocitos Th-17, lo cual ha sido asociado con procesos de inflamación crónica y varias condiciones inflamatorias severas como la AR y la enfermedad periodontal. En pacientes con AR se han detectado niveles de IL- 17 e IL-23 p19 en suero, líquido sinovial y biopsias de tejido sinovial, mientras que están ausentes en osteoartrosis^22-24. En modelos in vitro en cultivos de fibroblastos y sinoviocitos de pacientes con AR, se ha demostrado la expresión de receptores para IL-17 (IL-17R) y se observa que el estímulo con IL-17 en estas células, induce la producción de marcadores inflamatorios como IL-6, IL-1, TNF-α, IL-8, MMP y factores del endotelio vascular^26-28, vía NF-kB y PI3-K/Akt²⁵, a través de estos factores pro inflamatorios se puede generar la degradación de matriz celular y la reabsorción ósea²⁹.

Se propone que la IL-17 estimula al osteoblasto a expresar el ligando receptor del factor activador kB (RANK-L), y esto a su vez activa a los osteoclastos, resultando en el aumento de la expresión de la proteína RANK, lográndose la unión de esta proteína con su respectivo receptor, evento requerido para la pérdida de matriz ósea, lo que indica el posible papel de la IL-17 en dichos procesos. Sato, et al., en 2007 describieron que el IFN-γ inhibe fuertemente la osteoclastogénesis y la IL-17 la promueve, situación que pone en duda las hipótesis anteriores en donde se asociaba a la AR con el perfil Th-1³⁰. Un estudio prospectivo a dos años, con base en resultados sobre RNAm a partir de biopsias de pacientes con AR concluyó que la IL-17, la IL-1β, el TNF-α y la IL-10 pueden tener una función en la AR y pueden ser utilizados como factores predictivos de destrucción articular, ya que su presencia se relacionó con menor tiempo de evolución de la enfermedad³¹, dándole gran valor a la participación de las células Th-17 en su patogénesis³². Además, en modelos ex vivo de células mononucleares provenientes de membrana sinovial o de líquido sinovial de pacientes con AR, estimuladas con acetato forbol miristato y con ionomicina, se de demostró marcaje positivo para IL-17 en células con fenotipo CD45RO+/CD4+ sin correlacionarse con el índice de actividad³⁰.

Se consideró importante definir fenotípicamente las células T CD4 Th-17, para esto se investigaron algunas de las principales moléculas de superficie, que son específicamente expresadas sobre ellas y su posible función en la migración hacia el tejido inflamado en AR. Se ha demostrado que las células Th-17 son positivas para la molécula CCR-6, la cual es una proteína considerada como receptor de citocinas quimioatractantes, propuesta como reguladora en la migración y reclutamiento en procesos inflamatorios; además, las células Th-17 producen su ligando, la citocina quimiotáctica CCL-20, proceso que facilita la migración de los linfocitos Th- 17 hacía el tejido articular. Además, en este estudio se confirmó la importancia de esta proteína CCR-6 al encontrar que el principal factor de transcripción RORγt de la IL-17 en ratones, no solamente induce el gen de la IL-17, sino también el de CCR6. Luego, el CCR6 es un marcador importante que contribuye al desplazamiento particular de este linaje celular en procesos articulares^16,33.

5. Th-17 y espondiloartritis

Los resultados encontrados en AR condujeron a investigar este perfil en EAS, dado que tanto la AR como las EAS son enfermedades inflamatorias sistémicas de origen desconocido que afectan las articulaciones. Su patogénesis aún no está bien entendida; mientras algunas vías de destrucción articular son comunes como lo han demostrado los tratamientos con anti TNF-α, otras no lo son. La AR y las EAS son entidades distintas que pueden ser diferenciadas por sus características clínicas, radiológicas y serológicas. La composición de las lesiones inflamatorias varía, pero en ambas entidades es consistente la presencia de macrófagos, de linfocitos B y T activados, células que secretan una variedad de citocinas proinflamatorias y regulatorias. Varios análisis han demostrado y han permitido plantear que la relación de citocinas regulatorias o inmunosupresoras asociadas inicialmente al perfil Th-2 como son la IL-4 y la IL-10, se encuentran en niveles mayores que los de citocinas proinflamatorias como TNF alfa e IFN gamma, los cuales se han detectado disminuidos en pacientes con EAS y aún más en individuos HLA-B27, posiblemente regulados por la IL-10 aumentada sugiriendo un imbalance de la respuesta Th-1 y generando una falla en la respuesta inmune. Pero en realidad, la naturaleza y fenotipo de las células comprometidas no están bien definidos. Por eso nueva información sobre citocinas, modelos animales y estudios de asociación con el genoma, sugieren mecanismos que pueden incluir el eje IL-23/IL-17 en la generación de estas dos patologías y modificar el paradigma hasta ahora conocido¹⁵.

Independiente del subtipo de EAS, la principal manifestación clínica es el dolor espinal inflamatorio, seguido de la artritis periférica, entesitis y uveítis anterior. Se han reconocido cinco tipos de EAS sobre la base de los criterios diagnósticos propuestos por el Grupo Europeo de Espondiloartropatías: 1. Espondilitis anquilosante (EA), 2. Artritis psoriásica (APs), 3. Artritis reactiva (ARe), 4. Artritis asociada a enfermedad inflamatoria intestinal y 5. Las espondiloartritis indiferenciadas (EASI); entidades en las cuales se han empezado a obtener resultados significativos en estudios de este nuevo eje IL-23/IL-17³⁴.

Hasta el año 2007, los hallazgos de mediciones de citocinas en el líquido sinovial de pacientes con EAS eran limitados. Singh, et al.,⁵ evaluaron en 51 pacientes con ARe/EASI, mediante técnica de ELISA, la concentración de IL-17, IL-6, IFN-γ, IL- 12p40, IL-10, TGF-β, citocinas con características pro-inflamatorias e inmunorreguladoras. Los resultados demostraron niveles elevados de IL-17, IL-6, TGF-β e IFN-γ en EAS comparados con aquellos mostrados en AR. Se propuso que los niveles de IFN-γ podrían estar regulando la inflamación generada por las células Th-17. Estos resultados también sugirieron que las células Th-1 y Th-17 podrían ser consideradas principales agentes en la inflamación de estas entidades, haciendo énfasis en la necesidad de estudiar el perfil Th-17 en tejido sinovial de estos pacientes⁵. Un segundo estudio en el 2007, encuentra nuevamente niveles elevados de IL-17 en el suero de 28 pacientes con EA activa, comparado con controles sanos³⁵. Dentro de esos resultados llamó la atención la disminución en marcadores de formación ósea e incremento en los de reabsorción, lo cual hoy en día se podría explicar dada la relación del perfil Th-17 con la inducción de osteoclastos descrita previamente^5,31.

Con base en los resultados de evaluación del perfil Th-17 en otras patologías articulares inflamatorias y considerando en ese momento que la IL-23 era uno de los principales inductores de la polarización de las células nativas T CD4 hacia este perfil Th-17, surgió la inquietud de evaluar de forma simultánea en el suero y en el líquido sinovial de pacientes con EAS, la subunidad p40 compartida por las IL-12 y la IL-23, dada su relación con el perfil Th-1 para la primera y Th-17 para la segunda6. Además del interés por la rápida evolución de los tratamientos anti TNF-α; se evaluaron simultáneamente BASDAI, VSG, PCR (proteína C reactiva), IL-17 y MMP-3. Los pacientes fueron evaluados en el momento inicial y a las 10 semanas pos terapia anti TNF-α; No presentaron cambios significativos en los niveles antes y después del tratamiento. Las diferencias no fueron estadísticamente significativas entre pacientes y controles, ni entre el compromiso axial y periférico. Los niveles fueron mayores en pacientes HLA-B27 negativo y, no hubo correlación con ninguna de las otras variables, concluyéndose que estos marcadores no son de ayuda biológica en la medición de actividad de los pacientes con EAS⁶.

Posteriormente se estudió en una cohorte de 51 pacientes, 22 con APs, 6 con EA, 22 con EASI, y 2 con ARe comparadas con 22 con AR³⁶. Se analizaron muestras pareadas de suero, líquido y biopsias sinoviales, y se midieron los niveles de IL-17, IL-23 y CCL-20 por ELISA, para correlacionarlos con marcadores clínicos de actividad de la enfermedad. Se encontraron niveles mayores de IL-17 en el líquido sinovial de los pacientes con EAS comparados, con APs y AR. Los resultados para la IL-23 fueron similares. La concentración de CCL-20 fue mayor en AR y sus concentraciones más altas en el fluido sinovial que en el suero. En pacientes con AR se evidenció más producción de IL-23 en suero, en correlación directa con el nivel de actividad de la enfermedad³⁶. Estos hallazgos confirman la expresión de citocinas del perfil Th-17 en articulaciones de EAS así como en AR y una regulación diferencial para la IL-23 entre estas dos patologías³⁶.

También se han detectado niveles elevados de IL-17 en el líquido sinovial en artritis relacionada con entesitis (ERA), que es una forma de EAS en niños y en la artritis idiopática juvenil (AIJ) comparados con AR y OA³⁷. Los niveles fueron similares en las patologías de los niños, y la concentración fue mayor en el líquido sinovial frente a los niveles en suero. Se correlacionaron con el número de articulaciones inflamadas, con el número de articulaciones con movimiento limitado y no hubo correlación con la VSG. Este estudio analizó, además, la producción de IL-6, IL-8, MMP-1, MMP-3 y TIMP en sobrenadantes de cultivos de fibroblastos derivados de fluido sinovial de estos pacientes estimulados con IL- 17 y TNF-α. Los resultados sugieren que los niveles de IL-17 en ERA se correlacionan con la actividad de la enfermedad, posiblemente debido a la producción de MMP inducidas por los fibroblastos de manera local³⁷.

En una segunda etapa de estudio en estos pacientes, se investigaron mediante el uso de citometría de flujo, los niveles de IL-1β, IL-6, IL- 21, IL-23 y TGF-β para determinar los fenotipos Th-1, Th-2, Th-17 y T- reg comparándolos con controles sanos a partir de la sangre periférica y del líquido sinovial. No se encontraron diferencias entre los fenotipos en sangre entre pacientes y controles. La concentración de células CD4+/ IL-17+ fue más alta en el líquido sinovial comparado con la sangre periférica. La concentración de células Th-1 y Th-17 fue mayor que la de Th- 2 en el fluido sinovial, concluyéndose que las concentraciones de IL-1β y de IL-6 pueden ser las responsables del aumento de las células Th-17 en tejido sinovial³⁸.

Dentro de la población de células periféricas Th-17, se han descrito algunas denominadas polifuncionales, por su capacidad de producir simultáneamente citocinas de diferentes perfiles como IL-17 e IL-2 ó IL-17 con TNF-α esta expresión simultánea fue considerada con capacidad de representar células patogénicas en pacientes con EAS y APs, y de ser, además, células de memoria en estadios avanzados de diferenciación y expansión^33,39.

6. Conclusión

Estudios recientes demuestran que el modelo clásico de las células T CD4 efectoras Th-1/Th-2 debe ser reinterpretado, dándole espacio a las células Th-17 dentro de las patogenias inflamatorias articulares como las EAS. Hasta el momento, la evidencia permite considerar a los linfocitos Th-17 como células altamente diferenciadas, que expresan las moléculas de superficie CD4+/CD45RO+/ CCR-6+, receptores involucrados en su migración hacia el tejido sinovial generando reacciones inmunes autodestructivas locales, especialmente en articulación, permitiendo el desarrollo de artritis. Una vez en el sitio de la inflamación los sinoviocitos pueden reclutar más linfocitos Th-17 a través de la producción de la quimiocina CCL-20, con lo cual se incrementa la producción de citocinas pro inflamatorias como IL-17, IL-1, IL-6, TNF-α, MMP, entre otras. La disminución encontrada por muchos estudios del IFN-γ y del TNF-α propone una alteración en la regulación del perfil Th1/Th2 en EAS, las cuales pueden estar genéticamente determinadas. Sin embargo, los resultados hoy permiten generar una nueva relación interesante planteada entre el IFN-γ y la IL-17. El IFN-γ demostró que puede controlar la producción de la IL-17 y a su vez disminuir el perfil proinflamatorio, pero desafortunadamente los niveles en pacientes con EAS se encuentran disminuidos, lo que predispone al desarrollo del perfil Th-17, facilitando el proceso inflamatorio poco controlado. La segunda posibilidad de la intervención del IFN-γ es su contribución al inducir alteración en el plegamiento de proteínas y, como consecuencia, incrementar citocinas como la IL-23, la cual mantendría la expansión crónica de estos clones.

Aunque los resultados son limitados hasta ahora, indicios tempranos dirigen la investigación hacia el eje IL-23/IL-17 en EAS como nueva propuesta. Futuras investigaciones sobre la disregulación descrita en estos pacientes pueden aclarar su función y la participación en su patogénesis, lo cual podría generar nuevos blancos terapéuticos.

Agradecimientos

Al Dr. Gersaín Rodríguez, coordinador del departamento de publicaciones de la Universidad de La Sabana, por la revisión del documento.

Al Sr. Jason Garry, por su aporte en la revisión y corrección del inglés.

Abreviaturas

AIJ: artritis idiopática juvenil - APs: artritis psoriásica - AR: artritis reumatoide - ARe: artritis reactiva - BASDAI: Bath Ankylosing Spondylitis activity Index - CCL-20: chemokine (C-C motif) ligand 20- ligando de quimiocina 20 motivo C-C - CCR 6: chemokine receptor 6 - EA: espondilitis anquilosante - EAE: encefalitis autoinmune experimental - EAS: espondiloartropatías o espondiloartritis - EASI: espondiloartropatías indiferenciadas - EM: esclerosis múltiple - ERA: artritis relacionada con entesitis - GATA-3: enhancer binding protein 3- proteína de unión a amplificador 3 - GM-CSF: granulocyte-macrophage colony-stimulating factor-factor estimulante de colonias granulociro-monocito - GPI: glucosa 6 fosfato isomerasa - IL: interleucina - IL-X-R: receptor de interleucina - IFNg: interferón gama - IFNg-R: receptor de IFNg - MCP-1: Monocyte chemotactic protein-1- proteína quinioatractante del monocito 1 - MMP-3: matrix metallopeptidase 3-metaloproteinasa de matriz 3 - PCR: proteína C reactiva - RANK: Receptor Activator for Nuclear Factor k B - receptor activador del factor nuclear kb - RANK-L: Receptor Activator for Nuclear Factor kB Ligand- ligando del receptor activador del factor nuclear kb - RORγc: RAR-related orphan receptor C -receptor huérfano relacionado con RAR - STAT-1-6: Signal transducers and activator of transcription protein 1-6 - proteína activadora de transcripción y transductora de señal -1-6 - T-bet: T-box family of transcription factorsfactor de transcripción de la familia de la caja T. - TCR: T cell receptor -receptor de la célula T - TGF-β: Transforming growth factor beta- Factor transformante de crecimiento b - Th-: Linfocito T helper - TIMP: inhibidor tisular de metaloproteinasa - TNF-α: Tumor necrosis factor alpha- factor de necrosis tumoral alfa - T-reg: linfocitos t reguladores - UPR: Unfolded protein response, repuesta a proteínas mal plegadas - VSG: velocidad de sedimentación globular.

Referencias