MESA REDONDA: INMUNOTERAPIA EN EL TERCER MILENIO
Otras formas de inmunomodulación en pacientes alérgicos
I. Cortegano, V. del Pozo, M. Rojo, B. Cárdaba, E. Aceituno, S. Gallardo, A. Mínguez,I. Arrieta, P. Palomino y C. Lahoz
Servicio de Inmunología.
Fundación Jiménez Díaz.
Madrid.
INTRODUCCIÓN
Las enfermedades alérgicas afectan a casi un 30% de la población mundial, principalmente en los países industrializados, por lo tanto, el estudio y el tratamiento de esta enfermedad se encuentra como objetivo de numerosas compañías farmacéuticas en todo el mundo.
Hasta el momento, se han desarrollado diferentes fármacos para el tratamiento de la alergia, principalmente en el caso del asma, la rinitis y la dermatitis atópica. Gracias a los avances en el conocimiento de los mecanismos moleculares de la reacción inflamatoria-alérgica en estos últimos años, se han descrito nuevas dianas para el abordaje de terapias alternativas a las actuales en el tratamiento de estas enfermedades.
La terapia clásica con corticoides inhalados constituye uno de los tratamientos más utilizados para la obstrucción del flujo aéreo, de la inflamación eosinofílica y de la hiperreactividad bronquial. El mecanismo por el cual estos medicamentos son capaces de suprimir la inflamación se sabe desde hace relativamente poco tiempo, en concreto, los corticoides se unen al receptor de glucocorticoides que se encuentra en el citosol celular y este complejo corticoide-receptor se transloca al núcleo uniéndose como homodímero al ADN y activando la transcripción de diferentes genes. La acción de estos corticoides consiste en último término en suprimir la expresión de genes inflamatorios como citocinas, enzimas y moléculas de adhesión (1).
INHIBIDORES DE MEDIADORES
Ya que en el proceso inflamatorio-alérgico intervienen numerosos mediadores, otra de las posibles estrategias para su tratamiento es el uso de proteínas que actúen como inhibidores y antagonistas de estos mediadores.
Los tratamientos con modificadores de leucotrienos pueden actuar bien inhibiendo su producción (inhibidores de la 5´lipoxigenasa) o bloqueando la interacción de los leucotrienos con sus receptores celulares en el músculo liso (los cisteinil leucotrienos Tipo 1). En general son medicamentos de utilidad en la obstrucción de vías aéreas en el asma persistente, pero que no han demostrado ser mejores en comparación con corticoesteroides inhalados a dosis bajas o a la inhalación de agonistas ß2 de acción prolongada. Sin embargo, una adecuada combinación de estos fármacos permite la utilización de dosis más bajas con un buen control del asma.
Uno de los mediadores descritos en los últimos años y que participa activamente en la reacción inflamatoria es el óxido nítrico (NO). Esta molécula es liberada por diferentes tipos celulares durante la reacción alérgica y su aumento es debido a una mayor expresión de la enzima NO sintasa inducible (iNOS). Este NO participa de forma positiva en la vasodilatación y en el reclutamiento y supervivencia de los eosinófilos en el foco inflamatorio (2). En este momento se están estudiando posibles inhibidores de esta enzima del tipo de L-NAME (N-nitro-L-arginina-metil ester) que inhibe la producción de NO por las células endoteliales.
Otro mediador importante en la patología alérgica es la triptasa. Esta enzima producida por los mastocitos tiene numerosos efectos en el proceso inflamatorio como la broncoconstricción del músculo, la proliferación de fibroblastos y el reclutamiento de eosinófilos. Uno de los inhibidores de la triptasa, denominado APC366, ha sido probado en un modelo asmático experimental con resultados positivos, pero al probarlo en pacientes asmáticos no pudo ser demostrada su eficacia (3, 4).
MODULADORES DE CITOCINAS E IGE
Las citocinas más importantes que participan en la respuesta alérgica tipo Th2 son la IL-5 y la IL-4, por este motivo estas dos citocinas han sido la principal diana para el tratamiento.
Anti-IL-5
La IL-5 es la principal citocina responsable del reclutamiento y la supervivencia de los eosinófilos en el foco inflamatorio. El uso de anticuerpos monoclonales anti-IL-5 en experimentos in vivo ha demostrado que estas moléculas son capaces de prevenir la inflamación eosinofílica en modelos animales de asma durante algunas semanas, por lo tanto, son clínicamente beneficiosos en el tratamiento de la respuesta asmática (5, 6). Los inconvenientes de este tratamiento son que tiene un elevado coste, y requiere una administración prolongada a los pacientes.
En nuestro laboratorio, en los últimos años, se han realizado estudios con una proteína denominada galectina-3 que es una lectina tipo S que ya había sido implicada en la respuesta inflamatoria. Nuestros trabajos han demostrado que la galectina-3 es capaz de inhibir específicamente la transcripción y posterior traducción de la IL-5 en diferentes tipos celulares como son los linfocitos T y los eosinófilos, células que participan en la reacción alérgica (7, 8). Este efecto inhibitorio sobre la IL-5 es específico y no afecta a otras citocinas analizadas como por ejemplo la IL-4. Por lo tanto, la galectina-3 estaría afectando principalmente al reclutamiento y la supervivencia de los eosinófilos en el foco inflamatorio.
Actualmente nos encontramos analizando el efecto de la galectina-3 en un modelo asmático de rata. Para ello, estos animales están siendo tratados con un vector plasmídico que lleva inserto el ADNc que codifica para la galectina-3. Los resultados obtenidos hasta el momento muestran que los animales tratados con la galectina-3 tienen un menor número de células totales en los lavados bronco-alveolares (LBA) y, concretamente, un menor número de eosinófilos. Además, la cantidad de IL-5 expresada también disminuye en las ratas sometidas al tratamiento con la galectina-3. Como ya había sido demostrado in vitro, la galectina-3 no afecta a la IL-4, ya que los niveles de IgE en el suero de estos animales no se modifica con respecto a los controles. También hemos realizado pruebas de función pulmonar que indican que los animales tratados con el gen de la galectina-3 tienen parámetros como la capacidad respiratoria y los flujos respiratorios similares a los animales sanos y diferentes a las ratas asmáticas tratadas con ovoalbúmina.
Anti-IL-4
La IL-4 es otra de las citocinas del subtipo Th2 implicadas en la reacción alérgica. Concretamente es crítica para la síntesis de la inmunoglobulina E por los linfocitos B y también participa en el reclutamiento de los eosinófilos. Los estudios realizados hasta la fecha indican que su bloqueo podría ser efectivo en el tratamiento de la enfermedad alérgica, ya que los anticuerpos anti-IL-4 son capaces de bloquear la eosinofilia y el desarrollo de la hiperreactividad bronquial. Estos datos sugieren que la IL-4 es importante por su efecto directo o indirecto (a través del aumento en la producción de IgE) sobre los eosinófilos (9).
Anti-IgE
Las moléculas de IgE son la señal de inicio para que comience la reacción de hipersensibilidad inmediata. Esta IgE se une a través de sus receptores Fc a la superficie principalmente de mastocitos y basófilos, y esta interacción conduce a la activación y posterior liberación de mediadores por estas células. Por lo tanto, la capacidad de la IgE de unirse a estos receptores también es una de las posibles dianas terapéuticas importantes. El uso de anticuerpos anti-IgE para inhibir la respuesta de IgE se describió por primera vez en 1982. En estos trabajos se trataron ratones con un policlonal anti-IgE y se comprobó que se reducían los niveles de IgE en el suero de estos animales. Basándose en esta idea se generó un anticuerpo monoclonal que se unía a la IgE en el mismo sitio por el que esta inmunoglobulina interacciona con la cadena del receptor Fc de alta afinidad. De esta forma se demostró que el tratamiento de las células con este anticuerpo anti-IgE era capaz de inhibir la liberación de histamina, uno de los principales mediadores de la reacción alérgica. En estos modelos de ratón el tratamiento con anti-IgE también es capaz de inhibir la eosinofilia debido a la reducción de la presentación antigénica y posterior estimulación de los linfocitos T.
En la actualidad, se ha visto que no todos los pacientes responden igual a esta terapia con anti-IgE: mientras que unos responden bien, otros no son respondedores y, además, después de unas 20 semanas de tratamiento muy pocos pacientes muestran una remisión total de la enfermedad. La administración de anti-IgE atenúa la respuesta asmática inmediata y también reduce la respuesta tardía en un 60%. Por otro lado este tratamiento no da lugar a un aumento de la formación de inmunocomplejos, ya que la cantidad de IgE en la sangre humana es de un 0,01% con respecto al total de inmunoglobulinas.
La administración intravenosa de un anticuerpo anti-IgE produce una disminución en la presencia de receptores para la IgE en la membrana de mastocitos y basófilos, de esta manera se previene la liberación de mediadores como citocinas, leucotrienos e histamina. La terapia con anti-IgE requiere la administración parenteral, no induce anafilaxis y su eficacia no depende del perfil de reactividad antigénica de los pacientes (10-17).
En 1999 se publicó un estudio comparativo del tratamiento con anti-IgE y con anti-IL5 en un mismo modelo de ratones sensibilizados con ovoalbúmina. Estos animales sensibilizados desarrollan niveles elevados de IgE frente al antígeno, sus células producen citocinas del subtipo Th2, tienen un número elevado de eosinófilos, principalmente en los pulmones, y presentan hiperreactividad bronquial. El tratamiento con anti-IgE disminuye los niveles de IgE en suero y previene la anafilaxis, pero no tiene ningún efecto sobre la función de las células T, la eosinofilia ni la hiperreactividad bronquial. Por el contrario, los animales tratados con anti-IL-5 no modifican los niveles de IgE en suero, ni la función de los mastocitos, pero sí desarrollan menor eosinofilia, varía la producción de citocinas Th2 y por último, en estos animales disminuye la hiperreactividad bronquial. Comparando ambos tratamientos los autores sugieren que el primero sería efectivo para tratar la reacción alérgica inmediata en la cual están implicados los mastocitos. En cambio, no sería aconsejable para el tratamiento de la reacción crónica. En este último caso sí sería útil el tratamiento con anti-IL-5 ya que interferiría en la producción de citocinas Th2 y en la acumulación de eosinófilos y, en consecuencia, disminuiría la hiperreactividad bronquial (18).
BLOQUEO DE QUIMIOCINAS Y MOLÉCULAS DE ADHESION
Otra posible aproximación terapéutica consiste en la utilización de moléculas que bloqueen la acción de quimiocinas y moléculas de adhesión. Estos dos tipos de proteínas son responsables de la regulación de la circulación de los leucocitos desde la sangre hasta el foco inflamatorio. En el caso de los eosinófilos, las dos principales proteínas implicadas en la acumulación tisular de estas células son la IL-5 y la eotaxina (19). Las citocinas del tipo Th2, IL-4 e IL-13 inducen la producción de eotaxina por diferentes tipos celulares como fibroblastos, células endoteliales y células epiteliales. CCR3 es el receptor de eotaxina y se expresa principalmente en la membrana de los eosinófilos, así como en basófilos y linfocitos Th2. Por este motivo, la eotaxina es una proteína importante en el reclutamiento de linfocitos Th2 en los primeros estadios de la reacción alérgica (20).
La posibilidad de utilizar agentes que inhiban el reclutamiento de los eosinófilos y de otros tipos celulares implicadas en la reacción alérgica es uno de los objetivos actuales de estudio, concretamente en este momento se están desarrollando moléculas capaces de bloquear al receptor CCR3.
ESTRATEGIAS BASADAS EN LA MODULACION DE LA RESPUESTA
Vacunación alérgica-específica
La inyección subcutánea de pequeñas cantidades progresivas del antígeno es uno de los tratamientos más utilizados actualmente. Esta terapia es efectiva en la sensibilización a los venenos de avispas y en otros procesos de naturaleza alérgica, siempre y cuando se administren dosis adecuadas del antígeno o antígenos frente a los que el enfermo esté sensibilizado y posea IgE específica frente al mismo (21). El mecanismo molecular que rige este proceso es múltiple y existen diferentes factores que pueden producir interacciones que lleven a la disminución de la síntesis de IgE o al predominio de linfocitos Th1 sobre Th2.
En la siguiente tabla, presentada en el Congreso de la SEAIC celebrado en 1999 en La Coruña, se resumen varios de los posibles mecanismos que la inmunoterapia (hoy llamada VAE) produce en el sistema inmunológico de los pacientes.
| Efectos de la VAE sobre la respuesta inmune de los enfermos alérgicos | |||
| Aumento al principio de la VAE para decrecer gradualmente a lo largo de varios meses | "Anticuerpos bloqueantes" del tipo IgG4. Son un epifenómeno y no siempre correlacionan con la mejoría clínica | La VAE reduce el reclutamiento de células inflamatorias activadas y la liberación de mediadores inflamatorios. Disminuye la hiperreactividad bronquial, el numero de eosinófilos y sus mediadores | En las fases tardías de la VAE hay una disminución de CD4+ y eosinófilos. En la "desviación inmune" Th2 a Th1 hay aumento de células con transcritos para IFN-* y disminución de las que expresan mRNA para IL-4 e IL-5. Estos cambios correlacionan con la mejoría clínica. La IL-12 producida por los macrófagos tiene un papel importante. Otra posibilidad es la producción de anergia T: disminución funcional de CD4+ y un papel "supresor" de CD8+ |
| (22) | (23, 24) | (25, 26) | (27-30) |
Inmunoterapia con péptidos
Pequeños fragmentos del antígeno o péptidos son capaces de bloquear la respuesta T inducida por el antígeno. Trabajos publicados a principios de este año muestran que en ratones sensibilizados a ovoalbúmina el tratamiento con péptidos análogos a epítopos inmunodominantes de alergenos puede modular la respuesta de las células tipo Th2 específicas del antígeno (31-32).
Vacunación
En los últimos años otra teoría va cobrando importancia día a día. Esta teoría se basa en la idea de que un menor número de infecciones durante la infancia es uno de los factores que podría estar implicado en el desarrollo de la atopia. Las infecciones bacterianas dan lugar a una respuesta del tipo Th1 y su ausencia provoca una predisposición a una respuesta alérgica Th2 según han demostrado diferentes estudios epidemiológicos. Esta hipótesis apoya el hecho de que determinadas infecciones sobre todo las producidas por algunos virus y las debidas a gérmenes intracelulares inducen una respuesta Th1 protectora, que prevendría la sensibilización y, como consecuencia, el desarrollo de la alergia.
Trabajos realizados por diferentes grupos utilizando secuencias inmunoestimuladoras de ADN compuestas de oligonucleótidos CpG no metilados que se encuentran presentes en el ADN bacteriano, indican que estas secuencias estimulan la producción de citocinas del subtipo Th1, principalmente IL-12 y -IFN en un modelo murino sensibilizado a ovoalbúmina. Cuando estos animales son tratados con anticuerpos neutralizantes anti-IL12 los efectos inmunomoduladores de las secuencias CpG desaparecen. Este resultado sugiere un papel importante para la citocina Th1 en la repuesta de hipersensibilidad inmediata así como en la infiltración celular de la fase tardía. El uso de las secuencias CpG puede modular la respuesta Th2 disminuyendo tanto la producción de IgE como el número de eosinófilos y, en consecuencia, la hiperreactividad bronquial. Por otro lado, también se ha determinado que estas secuencias immunoestimuladoras disminuyen la producción de IL-5 y aumentan la de IFN-* de forma dependiente de antígeno. El uso de estas secuencias inmunoestimuladoras cuenta con ventajas como su bajo coste y su mayor estabilidad frente a las citocinas, por lo tanto, puede ser un nuevo método más efectivo para inducir protección frente a la reacción alérgica/inflamatoria (33-39).
Todos estos abordajes experimentales comentados muestran que, debido a que la alergia es una enfermedad multifactorial, existen diferentes dianas estratégicas para su tratamiento (40). Los resultados obtenidos con alguna de estas terapias en modelos animales han dado luz a los mecanismos que tienen lugar durante la reacción alérgico/inflamatoria y nos hacen pensar que en un futuro próximo algunos de ellos podrán ser utilizados, probablemente en combinación, para mejorar la calidad de vida de los pacientes alérgicos.
BIBLIOGRAFÍA
1.Barnes PJ, Pederson S, Busse WW. Efficacy and safety of inhaled corticosteroids: an update. Am J Respir Crit Care Med 1998;157:S51-S53.
2.Barnes PJ. Nitric oxide and airway disease. Am Med 1995;27:389-93.
3.Clark JM. Tryptase inhibitors block allergen-induced airway and inflammatory responses in allergic sheep. Am J Respir Crit Care Med 1995;152:2076-83.
4.Krishna MT. Effect of inhaled APC 366 on allergen-induced bronchoconstriction and airway hyperresponsivness to histamine in atopic subjects. Am J Respir Crit Care Med 1998;157:A456.
5.Hamelmann E, Cieslewicz G, Schwarze J, Ishizuka T, Joetham A, Heusser C et al. Anti-interleukin-5 but not anti-IgE prevents airway inflammation and airway hiperresponsiveness. Am J Crit Care Med 1999;160:934-41.
6.Singh AD, Sanderson CJ. Anti-interleuquin-5 strategies as a potential treatment for asthma. Thorax 1997;52:483-5.
7.Cortegano I, del Pozo V, Cárdaba B, de Andrés B, Gallardo S, del Amo Arrieta I et al. Galectin-3 down-regulates IL-5 gene expression on different cell types. J Immunol 1998;161:205-8.
8.Cortegano I, del Pozo V, Cárdaba B, Arrieta I, Gallardo S, Rojo M et al. Interaction between galectin-3 and FcgammaRII induces down-regulation of IL-5 gene: implication of the promoter sequence IL-5REIII. Glycobiology 2000;10(3):237-42.
9.Borish LC. Phase I/II study of interleukin-4 receptor (IL-4R) in moderate asthma. J Allergy Clin Immunol 1998;101:S8.
10.Demoly P, Bousquet J. Anti-IgE therapy for asthma. Am J Crit Care Med 1997;155:1825-7.
11.Heusser C, Jardieu P. Therapeutic potential of anti-IgE antibodies. Curr Opin Immunol 1997;9(6):805-13.
12.Patalano F. Injection of anti-IgE antibodies will suppress IgE and allergic symptoms. Allergy 1998;54:103-10.
13.Frew AJ Effects of anti-IgE in asthmatic subjects. Thorax, 1998;53(Supl 2):552-7.
14.Holgate ST, Corne J, Jardieu P, Fick RB, Heusser C.H. Treatment of allergy airways disease with anti-IgE. Allergy 1998;53:83-8.
15.Rabinovitch N, Gelfand EW, Leung DY. The role of immunoglobulin therapy in allergic diseases. Allergy 1999;54(7):662-8.
16.Fick RB. Therapy of allergic pulmonary diseases with anti-IgE antibodies. A review. Pediatr Pulmonol 1999;Suppl 18:115-7.
17.Lotwall J, Pullerits T. Treating asthma with anti-IgE or anti-IL-5. Curr Pharm Des 1999;5(10):757-70.
18.Durham SR. Long-term clinical efficacy of grass-pollen immunotherapy. N Engl J Med 1999;341:468-75.
19.Jose PJ, Griffiths-Johnson DA, Collins PD, Walsh DT, Moqbel R, Totty NF, Truong O, Hsuan JJ, Williams TJ. Eotaxin: A potent eosinophil chemoattractant cytokine detected in a guinea-pig model of allergic airways inflammation. J Exp Med 1994;179:881-7.
20.Ponath PD, Qin S, Post TW, Wang J, Wu L, Gerard NP et al. Molecular cloning and characterization of a human eotaxin receptor expressed selectively on eosinophils. J Exp Med 1996;183:2437-48.
21.Malling HJ. Allergen-specific immunotherapy. Present state and directions for the future. Allergy, 1999;54(Supl 50):30-3.
22.Lichtensten L, Ishizaka K, Norman P, Sobotka A, Hill B. IgE antibody measurements in ragweed hay fever. Relationship to clinical severity and the results of immunotherapy. J Clin Invest 1973;52:472-82.
23.Bousquet J, Maasch H, Martinot B, Hejjaoui A, Wahl R, Michel FB. Double-blind, placebo-controled immunotherapy with mixed grass pollen allergoids. II Comparison between parameters assesing the efficacy of immunotherapy. J Allergy Clin Immunol 1988;82:439-46.
24.Reisman R. Should rutine measurements of serum venom-specific IgG be a standard of practice in patients receiving venom immunotherapy? J Allergy Clin Immunol 1992;90:282-4.
25.Dieguez I, Sanz ML, Oehling A. Influence of immunotherapy on histamine release and other immunological parameters of immediate hypersensitivity in pollinosis. J Inves Allergol Clin Immunol 1993;3:64-71.
26.Furin MJ, Norman PS, Creticos PS. Immunotherapy decreases antigen-induced eosinophil cell migration into the nasal cavity. J Allergy Clin Immunol 1991;88:27-32.
27.Secrist H, Chelen CJ, Wen Y, Marshall JD, Umetsu DT. Allergen immunotherapy decreases IL-4 production in CD4+ T cells from allergic individuals. J Exp Med 1993;178:2123-30.
28.McHugh SM, Deighton J, Stewart AG, Lachmann PJ, Ewan PW. Bee venom immunotherapy induces a shift from Th2 to a Th1 dominant pattern: comparison of rush and conventional immunotherapy. Clin Exp Allergy 1995;25:828-38.
29.Lamb JR, Skidmore BJ, Green N, Chiller JM, Feldman M. Induction of tolerance in influenza virus immune T lymphocytes clones with synthetic peptides of influenza hemagglutinin. J Exp Med 1983;157:1434-47.
30.Renz H, Lack G, Saloga J. Inhibition of IgE production and normalization of airways resposivenesss by sensitized CD8+ T cells in a mouse model of allergen induced sensitization. J Immunol 1994;152:351-60.
31.Norman, PS. Treatment of cat allergy with T-cell reactive peptides. Am J Respir Crit Care Med 1999;154:1623-8.
32.Haselden BM, Barry K, Larche M. Immunoblobulin E-independent major histocompatibility complex-restricted T cell peptide epitope-induced late asthmatic reactions. J Exp Med 1999;189:1885-94.
33.Kline JN, Waldschmidt TJ, Businga TR, Lemish JE, Weinstock JV, Thorne PS et al. Modulation of airway inflammation by CpG oligodeoxynucleotides in a murine model of asthma. J Immunology 1998;160:2555-9.
34.Sur S, Wild JS, Choudhury BK, Sur N, Alam R, Klinman DM. Long term prevention of allergy lung inflammation in a mouse model of asthma by CpG oligodeoxynucleotides. J Immunology 1999;162:6284-93.
35.Chu RS, Targoni OS, Krieg AM, Lehmann PV, Harding CV. CpG oligodeoxynucleotides act as adjuvants that switch on T helper 1 (Th1) immunity. J Exp Medicine 1997;186(10): 1623-31.
36.Kline JN, Krieg AM, Waldschmidt TJ, Ballas ZK, Jain V, Businga TR. CpG oligodeoxynucleptides do not require Th1 cytokines to prevent eosinophilic airway inflammation in a murine model of asthma. J Allergy Clin Immunology; 1999. p. 1258-64.
37.Chiaramonte MG, Hesse M, Cheever AW, Wynn TA. CpG oligonucleotides can prohpylactically immunize against Th2-mediated schistosome egg-induced pathology by an IL-12-independent mechanism. J Immunology 2000;164(2):973-85.
38.Roman M, Martín-Orozco E, Goodman J, Nguyen MD, Sato Y, Romaghy A et al. Immunostimulatory DNA sequences function as Th1 promoting adjuvants. Nature Medicine 1997;3:849-54.
39.Kobayashi H, Horner A, Takabayashi K, Nguyen MD, Huang E, Cinman N et al. Immunostimulatory DNA pre-priming: A novel approach for prolonged Th-1 biased immunity. Cell Immunol 1999;198:69-75.
40. Barnes PJ. Therapeutic strategies for allergic diseases. Nature 1999;402:B31-B38.
