El paradigma Th1-Th2
Respuesta inmune Th1-Th2
La respuesta inmune ante el reto antigénico puede dividirse en respuesta inmune humoral, mediada por anticuerpos específicos contra determinantes antigénicos o bien ser mediada por células y estar regulada por la expresión y secreción de citocinas. Un avance importante en el conocimiento de los mecanismos responsables de esta divergencia se dio hace poco más de una década con el descubrimiento --inicialmente a partir de estudios realizados en ratas-- de que el tipo de respuesta observada estaba influenciado por el tipo de linfocitos T que se aglomeran en el sitio de contacto con el antígeno --usualmente presentado por monocitos o células dendríticas--, así como por las citocinas en el entorno1-4.
En términos generales, los parásitos extracelulares (p. ej., bacterias y protozoarios) provocan una respuesta inmune mediada por anticuerpos; en cambio, los parásitos intracelulares (p. ej., virus, hongos y micobacterias) promueven una respuesta inmune mediada por células5-8.
En modelos animales, se han definido 2 tipos funcionales de linfocitos T cooperadores CD4+ basados en el perfil de citocinas que sintetizan, conocidas como Th1 y Th2 (T-helper)9. Estos 2 tipos de subpoblaciones celulares derivan de un precursor preinmune o virgen, denominado subpoblación Th0, localizado en los nódulos linfáticos, que se diferencia en Th1 o Th2 según el tipo de antígeno presentado por el complejo mayor de histocompatibilidad (MHC) por las células presentadoras de antígeno (APC), y por el microoambiente local de citocinas2. Así, en presencia de linfocitos T CD8*+ y/o interleucinas (IL) 12 y 18 o interferón-gamma (IFN-*), los precursores Th0 se diferencian en linfocitos Th1 (fig. 1). Este proceso es dependiente de transducción de señal, con participación del factor activador de trascripción-1 (STAT-1), así como del factor de trascripción T-bet10,11. De manera análoga, en presencia de linfocitos T CD8*- e IL-4, los linfocitos Th0 derivan en Th2. Este proceso incluye la transducción de señales por STAT-6 y la activación de varios factores de trascripción, como GATA-3, NFATc y c-maf12,13 (fig. 2). Las citocinas de tipo Th1 son importantes promotores de la respuesta inmune mediada por células, mientras que las citocinas Th2 inducen la respuesta inmune mediada por anticuerpos. Adicionalmente, hay un mecanismo de autorregulación entre linfocitos y citocinas Th1 y Th2, de modo que cada subpoblación de linfocitos es capaz de inhibir o inducir el desarrollo y el fenotipo promovido por el patrón de citocinas opuesto14.
Figura 1. Clasificación del patrón de citocinas Th1 y Th2. Los linfocitos Th0 preinmunes o vírgenes son activados a través de la presentación antigénica mediada por las células presentadoras de antígenos (APC). Una vez activados los linfocitos Th0, expresan un panel de citocinas que inducen el tipo de respuesta inmune de los linfocitos T cooperadores CD4+. El patrón de expresión de citocinas se clasifica en citocinas Th1 (IFN-*, TNF-*, IL-2, IL-12), Th2 (IL-4, IL-5, IL-6, IL-9, IL-10, IL-13) y Th3 (TGF-ß1).
Figura 2. Transducción de señal en la expresión de citocinas. Al activarse el linfocito T por la interacción de IL-2 con su receptor (receptores *, ß y *), se inicia la cascada de transducción de señal donde ocurren principalmente episodios de fosforilización. Los principales intermediarios en esta transducción de señal son las proteínas de las familias JAK (1 y 3) y STAT (1 y 6). Las proteínas STAT se internalizan en el núcleo y se asocian con otros factores transcripcionales (AP-1, NFAT, etc.) para interactuar de manera específica con las regiones promotoras de los genes de citocinas.
Los linfocitos Th1 humanos secretan IFN-*, IL-2 y factor de necrosis tumoral alfa (TNF-*) al ser activados, lo cual promueve la generación de linfocitos T citotóxicos y de células asesinas naturales (NK)15. Asimismo, el IFN-* es importante por su antagonismo hacia las citocinas Th216. La IL-12 es producida por varias líneas celulares (particularmente por macrófagos activados) y tiene un papel central al inducir la producción de IFN-* por los linfocitos Th117. Por el contrario, los linfocitos Th2 secretan IL-4, IL-5, IL-6, IL-9, IL-10 e IL-13. Estas citocinas están involucradas en la proliferación y diferenciación de los linfocitos B en células plasmáticas secretoras de anticuerpos17. En particular, IL-4 e IL-13 están involucradas en el cambio de isotipo de IgM a IgE en los linfocitos B, y esta última es la inmunoglobulina causante de las reacciones alérgicas clásicas18. IL-4 e IL-10 son también citocinas reguladoras y antagonizan las actividades de las citocinas Th119. Adicionalmente, se reconoce que la IL-10 tiene las propiedades de una citocina inmunosupresora y es también producida por un tipo de linfocitos T reguladores, denominados Tr20. Dado que en la actualidad se sabe que muchas otras células, aparte de los linfocitos T CD4+, producen IFN-*, IL-4, IL-5, IL-9 e IL-10, muchos autores se refieren a ellas como citocinas tipo 1 y tipo 2, las cuales representan la respuesta celular y humoral, respectivamente21,22. Por tanto, la naturaleza, la intensidad y la duración de una respuesta inmune específica depende del delicado balance entre las actividades de las células y las citocinas Th1 y Th221,22.
Además de su papel en la protección del organismo, las respuestas Th1 y Th2 polarizadas son causantes de diferentes tipos de reacciones inmunopatológicas23. Así, las citocinas Th1 están relacio- nadas con la patogenia de trastornos autoinmunes en órganos específicos, como la destrucción selectiva de las células ß del páncreas en la diabetes mellitus tipo 1, la inflamación y la destrucción de cartílago en la artritis reumatoide, la úlcera péptica inducida por Helicobacter pylori, y otras enfermedades autoinmunes24-31. Por el contrario, se ha observado una respuesta polarizada Th2 en trastornos atópicos, como el asma y la rinitis alérgica, y en algunos cánceres32-35. Asimismo, la presencia de una respuesta Th2 polarizada puede tener un papel fisiopatológico en la evolución de la infección por el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) a sida, y se asocia con la gravedad de la enfermedad36-38.
El conocimiento de los mecanismos de regulación génica de los efectos biológicos de las citocinas Th1 y Th2, tanto en condiciones normales como patológicas en los seres humanos, apoyado por el conocimiento obtenido por medio de los modelos animales knock-out, proporcionará un mejor entendimiento de los mecanismos que regulan el proceso salud-enfermedad, y será la base para el planteamiento de nuevas estrategias preventivas y terapéuticas39,40.
Las citocinas Th3
El factor de crecimiento de transformación beta-1 (TGF-ß1), recientemente identificado, es una citocina Th3 considerada como parte de una familia de moléculas pleiotrópicas de señalización, las cuales comparten propiedades inmunorreguladoras únicas41,42. Se ha descrito un amplio espectro de funciones del TGF-ß1, que dependen del contexto y del blanco celular, pero también del balance de citocinas Th1-Th243-45. El TGF-ß1 es producido por numerosas líneas célulares, incluidos los linfocitos, los macrófagos y las células dendríticas, y su expresión sirve para controlar la diferenciación, la proliferación y el estado de activación de diversas células del sistema inmune. El TGF-ß fue inicialmente reconocido como un factor capaz de inducir reversiblemente la transformación e inhibir la proliferación de fibroblastos normales, de ahí su nombre42. Actualmente, se le ha reconocido como un factor inactivador de macrófagos, con la capacidad de suprimir la expresión de la sintetasa inducible de óxido nítrico (iNOS) y la producción de mediadores de la inflamación por estas células. Asimismo, el TGF-ß se ha clasificado como un potente inhibidor de los linfocitos Th1 y Th2 y de su diferenciación. El TGF-ß inhibe la expresión del factor de trascripción GATA-3, necesario y suficiente para la expresión genética de citocinas Th2 por los linfocitos T CD4+46. Asimismo, TGF-ß1 inhibe la expresión del factor de trascripción T-bet, análogo al GATA-3, el cual dirige el desarrollo de linfocitos y citocinas Th147.
La producción aumentada de TGF-ß1 se ha relacionado con defectos inmunes asociados con la malignidad y los trastornos autoinmunes, la susceptibilidad a infecciones oportunistas e infecciones virales, así como con las complicaciones fibróticas de condiciones inflamatorias crónicas. El conocimiento acumulado por numerosas investigaciones realizadas in vitro y en modelos animales apoya el concepto de futuras terapias basadas en la modulación de la expresión génica de esta citocina en diversas afecciones, en que la inflamación tiene una función fisiopatológica significativa48.
Efectos metabólicos de las citocinas Th1-Th2
Los efectos metabólicos de la IL-1 y el TNF-* --2 de las principales citocinas del tipo Th1-- son notables. Ambas son potentes inhibidores de la lipoproteinlipasa, por lo cual pueden conducir a valores aumentados de lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL) e hipertrigliceridemia. Se ha evidenciado que la acción en el hígado de IL-1ß produce la dislipidemia con una elevación de VLDL y un descenso de la lipoproteína de alta densidad (HDL), características del síndrome metabólico49,50. Asimismo, estas citocinas ejercen importantes efectos sobre el metabolismo de la glucosa y la energía. Se ha observado experimentalmente que la estimulación con dosis altas de TNF-* conduce a la aparición de caquexia, y se ha argumentado la posibilidad de que valores más bajos de TNF-* que los usados en estos experimentos puedan producir cambios similares a los observados en el síndrome metabólico, como hipertrigliceridemia, resistencia a la insulina y redistribución de la grasa corporal51-53. Por otro lado, se ha demostrado en modelos animales y en humanos que la administración de IL-6, una importante citocina proinflamatoria, induce la gluconeogénesis con la subsecuente hiperglicemia e hiperinsulinemia compensatoria54,55. Los valores circulantes elevados de IL-6 se han asociado con una inhibición de la síntesis de glucógeno hepático, la activación de la fosforilasa de glucógeno y la lipólisis con producción aumentada de triglicéridos54.
Hormonas sexuales y respuesta inmune Th1-Th2
El predominio de enfermedades autoinmunes entre las mujeres sugiere que las hormonas sexuales pueden tener una función en la susceptibilidad a este tipo trastornos56. La mayor parte de la atención se ha dirigido a los siguientes esteroides sexuales: estrógenos, progesterona y testosterona.
El efecto de los esteroides sexuales sobre la respuesta inmune es muy notable e incluye la diferenciación de linfocitos B, la selección de subpoblaciones de linfocitos T (selección clonal) y se ha probado que afectan directamente a los linfocitos y citocinas Th1-Th2 en modelos animales57. Así, se ha demostrado en estos modelos que la hormona dehidroepiandrosterona (DHEA) contrarregula a las interleucinas IL-4, IL-6 e IL-10, e incrementa la citocina TNF-*. Este efecto conduciría a la promoción de una respuesta de tipo Th1 y la inhibición de la respuesta Th2. Al parecer, ocurre lo contrario con las hormonas femeninas: inhibición de la respuesta Th1 y promoción de la respuesta Th258. Estas observaciones son consistentes con la mejoría en el estadio clínico (remisión) de las enfermedades autoinmunes con predominio Th1 (como la artritis reumatoide y la esclerosis múltiple) y el empeoramiento de trastornos con predominio Th2 (como el lupus eritematoso sistémico) asociados a cambios hormonales durante el embarazo, particularmente durante el tercer trimestre59.
Algunos efectos de las hormonas sexuales sobre la respuesta inmune en humanos incluyen la reducción de la proteína C reactiva (PCR) con terapéutica hormonal de reemplazo en mujeres con diabetes mellitus tipo 2 (DM2)60. Es sabido que los pacientes con DM2 tienen concentraciones elevadas de PCR, que es un factor de riesgo importante de enfermedad cardiovascular60. Asimismo, se ha probado que el estradiol oral solo o en combinación con medroxiprogesterona durante 6 meses previene el aumento de las citocinas proinflamatorias IL-1 e IL-6 que se produce después de histerectomía y ooforectomia61. Estos hallazgos son compatibles con una disminución de la actividad inflamatoria y la reducción de citocinas Th1 en estas mujeres y tienen un indudable valor clínico.
Por otro lado, los anticonceptivos orales se han asociado con la exacerbación de la enfermedad en pacientes con lupus eritematoso sistémico57 y hay estudios epidemiológicos que demuestran un incremento en la incidencia del lupus eritematoso sistémico en mujeres que toman anticonceptivos orales62. Por el contrario, algunos estudios indican que los anticonceptivos orales tienen un efecto beneficioso en la artritis reumatoide y en la esclerosis múltiple, ambas entidades dominadas por una respuesta Th156. Estas observaciones plantean la duda de si el uso diseminado de anticonceptivos orales estaría influyendo en la respuesta inmune Th1-Th2 y modificando de manera inadvertida el perfil de morbilidad de las mujeres usuarias.
En resumen, el componente Th1-Th2 de la respuesta inmune representa el orquestador que regula el fino balance del patrón de citocinas secretadas. La pérdida de este balance y la consecuente polarización de la respuesta Th1-Th2 tiene importantes efectos biológicos, tanto en las enfermedades infecciosas como en los trastornos crónicos degenerativos. A continuación se revisa la función de la respuesta inmune Th1-Th2 en la obesidad, la aterosclerosis y la diabetes mellitus (tabla 1).
Función de la respuesta inmune Th1-Th2 en la obesidad, la aterosclerosis y la diabetes mellitus
Obesidad
La obesidad es una enfermedad que afecta a millones de personas en el mundo. Se ha observado un incremento acelerado de este trastorno en los últimos 20 años. Se ha estimado que en el mundo había en el año 2000 un total de 300 millones de adultos obesos, frente a 200 millones en 199563. Si bien tradicionalmente se ha pensado que la obesidad es un problema de sociedades desarrolladas, se estima que actualmente 115 millones de adultos obesos residen en países en vías de desarrollo63.
En México, según los resultados de las Encuestas Nacionales de Nutrición 1988 y 1999, se observó un incremento en la prevalencia de obesidad en adultos, definida como un índice de masa corporal (IMC) >= 30, del 9,4% en 1988 al 24,4% en 1999, o sea, un incremento del 160% en 11 años64. Cabe resaltar que, según los datos de la Encuesta Nacional de Salud del año 2000, en mujeres la prevalencia de obesidad alcanza un 40% en el grupo de edad de 40-59 años65.
La obesidad incrementa el riesgo de muchas enfermedades comunes, incluida la aterosclerosis y la enfermedad cardiovascular, la DM2, la hipertensión, la osteoartritis, el asma y los cálculos biliares66. Por tanto, la obesidad aumenta la mortalidad total67. A pesar de que los efectos deletéreos de la obesidad sobre la salud son bien reconocidos, la manera en que este trastorno se relaciona biológicamente con estas enfermedades, especialmente con la aterosclerosis, permanece sin esclarecer.
El tejido adiposo, largamente considerado como poco más que un lugar para el almacenamiento de grasa, ha sido reconocido recientemente como un activo participante en la homeostasis de energía y de otras funciones fisiológicas. Se ha acuñado el término "adipocitocinas" para referirse a los factores biológicamente activos derivados del tejido adiposo que modulan las funciones fisiológicas en otras partes del cuerpo. Entre ellos se cuentan, principalmente, la leptina, la IL-1, la IL-6, el TNF-* y la adiponectina68,69.
Se ha demostrado la expresión constitutiva de IL-6 y TNF-* por los adipocitos, así como su correlación con la masa grasa total70,71. Asimismo, la leptina --sintetizada principalmente por los adipocitos y producto del gen ob involucrado en la regulación del peso corporal-- se encuentra aumentada en la mayoría de individuos obesos, posiblemente debido a la insensibilidad o la "resistencia" a la leptina endógena72. Los valores plasmáticos de leptina se correlacionan con el contenido de grasa en humanos y disminuyen con la pérdida de peso, tanto en sujetos obesos como en los que tienen un peso normal72,73. Se ha demostrado que la leptina promueve la respuesta inmune Th1 y contrarregula la respuesta Th2, estimula la proliferación de linfocitos T preinmunes, aumenta la producción de IFN-* y TNF-* y reduce la secreción de IL-474-76. La leptina y su receptor están estructural y funcionalmente relacionados con la IL-6 y, al igual que esta citocina, ejerce sus efectos por medio de los episodios de transducción de señal77. Recientemente, se ha demostrado en experimentos realizados en humanos y en primates que el lipopolisacárido (LPS), un componente importante de las paredes bacterianas, estimula la producción de leptina78. Estos hallazgos indican que la leptina es un vínculo entre los mecanismos de defensa del huésped ante la infección y la regulación del metabolismo de energía.
Tanto en adultos como en niños, los estudios epidemiológicos han demostrado una actividad inflamatoria de baja intensidad, evidenciada como una elevación de la PCR, asociada con la obesidad. Este incremento en la PCR sigue un patrón creciente conforme aumenta el IMC79-81. Lo anterior guarda relación con el hecho de que el TNF-*, una de las principales adipocitocinas, promueve la producción de IL-6, uno de los principales mediadores y reguladores de la síntesis hepática de proteínas proinflamatorias de fase aguda70,82. De este modo, la PCR refleja la actividad de las citocinas proinflamatorias, como TNF-* e IL-6. A su vez, los valores plasmáticos de TNF-* se correlacionan positivamente con el porcentaje de grasa corporal y el IMC. Cabe resaltar que, debido a sus efectos metabólicos, se ha involucrado al TNF-* en la patogenia de la resistencia a la insulina asociada con la obesidad83-85.
Contrariamente a la leptina, la adiponectina --otra citocina abundante en el tejido adiposo-- parece poseer propiedades antiinflamatorias y se relaciona de manera inversa con la cantidad de masa grasa y positivamente con la reducción de peso en personas obesas86. Se ha demostrado que la adiponectina reduce la adhesión inducida por TNF-* de monocitos a células aórticas endoteliales en cultivo, así como la capacidad fagocítica en los macrófagos87. Los valores plasmáticos de adiponectina son menores en los varones que en las mujeres, en personas obesas, en pacientes con DM2 y en pacientes con enfermedad coronaria. Asimismo, es posible que, debido a su interferencia con la producción y la señalización del TNF-*, la adiponectina promueva la sensibilidad a la insulina. Estas observaciones sugieren que la adiponectina podría tener un papel protector contra la aterosclerosis y el síndrome metabólico86.
Finalmente, las evidencias indican que es muy posible que algunas de estas adipocitocinas sean importantes mediadores biológicos del efecto sistémico de la obesidad sobre la salud, que actúan como moduladores de la respuesta inmune y activan los procesos inflamatorios en diversas partes del organismo, aparte de promover las alteraciones características del síndrome metabólico.
Aterosclerosis
La aterosclerosis se ha reconocido como un proceso inflamatorio y dinámico, en el que una multitud de factores inciden en la formación, la actividad y la estabilidad de las placas ateros- cleróticas88,89. El enfoque de la aterosclerosis como un proceso inflamatorio activo y complejo está apoyado por diversas investigaciones, que han encontrado una asociación entre los episodios clínicos, como el infarto agudo al miocardio y el infarto cerebral, con procesos infecciosos ocasionados por virus y bacterias90-95.
Algunas de las observaciones más notables que apoyan el vínculo entre inmunidad y aterosclerosis provienen de estudios epidemiológicos en pacientes con trastornos autoinmunes. Así, se ha observado que pacientes con artritis reumatoide (una enfermedad caracterizada por una respuesta Th1) tienen un riesgo entre 2 y 5 veces mayor de morbilidad y de mortalidad por enfermedad cardiovascular96.
La aterosclerosis se inicia como una acumulación subendotelial de lípidos, monocitos y linfocitos T asociados que forman una lesión inicial. En esta etapa es particularmente importante la interacción entre monocitos y linfocitos T, que conduce a la producción de citocinas proinflamatorias. Conforme progresa la lesión, toma la forma de un cuerpo de ésteres de colesterol rodeados por una capa fibrosa que contiene células de músculo liso vascular y células inflamatorias, principalmente macrófagos y linfocitos T. En lesiones avanzadas hay neoformación de vasos sanguíneos y depósitos de hidroxiapatita de calcio97.
La mayoría de los linfocitos T en las lesiones ateroscleróticas son de la subpoblación Th1, los cuales secretan IFN-* IL-2 y TNF-* y ß, y provocan la activación de macrófagos, una activación vascular e inflamación98. Cuando el lípido subendotelial se oxida, se exacerba la reacción inflamatoria local. Los anticuerpos contra lipoproteína oxidada de baja densidad (OxLDL) se pueden detectar en pacientes con aterosclerosis y en animales de experimentación, y están presentes en las lesiones ateroscleróticas. Esto propicia una continua expresión de selectinas, moléculas de adhesión y citocinas proinflamatorias99-101.
Se ha sugerido que una modesta actividad inflamatoria de las placas ateroscleróticas "silenciosas" desencadena una cascada que incluye la activación de TNF-* y la expresión de IL-1 e IL-6, así como la secreción de pentraxinas, como la PCR, lo que ocasiona una rápida progresión de la enfermedad. Por el contrario, las citocinas Th2, como IL-4, IL-5 e IL-10, son menos abundantes que las citocinas Th1 en las lesiones ateroscleróticas en humanos96-98.
Aparte de las subpoblaciones de linfocitos Th1-Th2, recientemente se ha caracterizado un tercer tipo de subpoblación, denominado Th3, que produce TGF-ß al ser activado. Se ha descubierto una familia de citocinas relacionadas con el TGF-ß, que estimulan la síntesis de colágeno y son fibrogénicas y fuertemente antiinflamatorias45-48. Se ha demostrado la presencia de TGF-ß1 y de su receptor en lesiones ateroscleróticas, en donde estimula la síntesis de colágeno y la formación de una cubierta que contiene la inflamación. Por tanto, TGF-ß1 puede ser importante para la estabilización de la placa aterosclerótica102. Actualmente se considera el TGF-ß1 como un modulador crítico del balance inmunoinflamatorio en la aterosclerosis, y se están desarrollando estrategias terapéuticas para promover su actividad y limitar la progresión y las complicaciones de la enfermedad102.
Por tanto, la aterosclerosis es, en parte, el resultado de un balance dinámico entre la influencia destructiva de células proinflamatorias y la reacción estabilizadora de células y citocinas antiinflamatorias. Más aun, es posible que los agentes infecciosos, como Chlamydia, encontrada en macrófagos en placas ateroscleróticas, pero también algunos virus, como influenza y citomegalovirus, ocasionen una disfunción endotelial y exacerben el proceso inflamatorio, produciendo un desequilibrio en el patrón de citocinas Th1-Th2, lo que favorece la rotura de las placas y la aparición de episodios clínicos90-97. Las variaciones estacionales en la incidencia de episodios cardiovasculares agudos podrían también guardar relación con este fenómeno, particularmente las infecciones virales91,92,95. Por otra parte, se ha argumentado que quizá estas respuestas inmunes patogénicas se deban a un "mimetismo molecular" entre el OxLDL y lípidos modificados de microorganismos y células apoptóticas96,97. Asimismo, una respuesta no específica del huésped a agentes infecciosos, mediada por iNOS, que se expresa por células fagocíticas y epiteliales y se estimula por el IFN-*, puede conducir a daño tisular oxidativo en tejidos lejanos al sitio de la infección. De esta forma, si bien el óxido nítrico (NO) ejerce funciones defensivas contra bacterias, virus y parásitos, los efectos colaterales del daño oxidativo producido por éste, sobre todo al combinarse con radicales libres de oxígeno y formar peroxinitrito (ONOO), podrían estar contribuyendo a la progresión de enfermedades inflamatorias, como la aterosclerosis103. De este modo, las infecciones influirían en la estabilidad de las placas ateroscleróticas a distancia por medio de la respuesta inmune innata.
Dado que la activación por contacto de los monocitos-macrófagos constituye un episodio inicial importante en la producción de citocinas y la ulterior regulación de la respuesta inmune, el control de este mecanismo, que bloquearía la producción de IL-1 y TNF-*, tiene un gran interés terapéutico. Recientemente se identificó un mecanismo clave a este respecto104. En condiciones normales se ha observado que la apolipoproteína A-1, transportada por el cHDL, inhibe la activación por contacto de los monocitos-macrófagos. Sin embargo, en condiciones patológicas, el contacto celular entre monocitos y linfocitos T activados induce la producción de citocinas IL-1 y TNF-*, promoviendo el desarrollo de una respuesta predominante de tipo Th1, aunque también hay producción de IL-6, que es una citocina Th2. A su vez, dichas citocinas inhiben la producción de apo A1 en el hígado104,105. Los valores bajos de apo A1 favorecen la activación por contacto de los monocitos-macrófagos. De este modo, el cHDL tendría funciones protectoras en diferentes procesos, con efectos tanto metabólicos como inmunológicos relevantes en la prevención de la aterosclerosis. Los bajos valores de cHDL, que característicamente acompañan a la hipertrigliceridemia en el síndrome metabólico, podrían así estar bloqueando un importante mecanismo endógeno antiinflamatorio y ateroprotector105. Hay evidencia de que este mecanismo está modulado por las hormonas sexuales. Así, los estrógenos favorecen la síntesis de apo A-I y los andrógenos inhiben los efectos estrogénicos104. Esto contribuye a explicar las diferencias tanto en el perfil proaterosclerótico como de riesgos entre sexos.
Recientemente se ha demostrado en estudios experimentales que las estatinas lovastatina, simvastatina y pravastatina --usadas para el tratamiento de la dislipidemia en pacientes con riesgo cardiovascular-- poseen actividades inmunomoduladoras106. Así, la lovastatina induce la expresión del factor de transcripción GATA-3 en ratas, que es el principal controlador de la síntesis de IL-4 e inductor de la respuesta Th2. Además, la lovastatina inhibe el factor de transcripción T-bet, que promueve la producción de IFN-* y la respuesta polarizada de tipo Th1107. Tanto en estudios epidemiológicos como en ensayos clínicos, se ha observado una disminución en la PCR inducida por la administración de estatinas108-110. La elevación de la PCR, aun dentro de concentraciones "normales" (< 5 mg/l), se considera un importante factor de riesgo y un marcador de la actividad inflamatoria en la aterosclerosis y la enfermedad cardiovascular111-114. De este modo, las propiedades antiinflamatorias e inmunomoduladoras de las estatinas, que parecen ser independientes de sus efectos sobre el colesterol, podrían explicar parte de sus efectos beneficiosos en el tratamiento de la enfermedad cardiovascular108-110. Estas propiedades de las estatinas han motivado la realización de estudios sobre su uso para modular la respuesta inmune Th1-Th2. Sobre el particular se han realizado estudios in vitro, así como un ensayo clínico en esclerosis múltiple --un trastorno desmielinizante autoinmune caracterizado por una respuesta dominante de tipo Th1--, si bien los resultados no son concluyentes106,107. Por el momento, se ignora si las estatinas podrían ser de utilidad en el tratamiento de otros procesos patológicos dominados por una respuesta inmune de tipo Th1, como la diabetes mellitus, la artritis reumatoide y otros trastornos autoinmunes.
Diabetes mellitus
1. Diabetes mellitus tipo 1. La DM1 es un trastorno autoinmune cuya incidencia está aumentando en todo el mundo. Actualmente, no hay ninguna terapéutica efectiva para prevenir o curar la enfermedad.
La destrucción selectiva de las células ß de los islotes pancreáticos en la DM1 está ocasionada por el daño inducido por citocinas proinflamatorias del tipo Th1 producidas por linfocitos T, en particular IL-1ß, TNF-* e IFN-*, así como por el reclutamiento de linfocitos T citotóxicos CD8+115,116. Estas citocinas se unen a receptores específicos en las células ß y originan señales intracelulares que activan las fosfolipasas y lipasas, así como la producción de radicales libres por medio de la iNOS. A su vez, estos radicales libres inactivan enzimas mitocondriales y citosólicas, lo que conlleva una disminución en la síntesis de ATP, que perjudica la secreción de insulina117-120. Si la producción de radicales libres continúa, se produce un daño de los componentes celulares, incluidos los fosfolípidos de membrana y ADN, lo que ocasiona la muerte celular118,121.
Se ha demostrado un desequilibrio sistémico en la respuesta Th1-Th2 hacia un perfil celular de tipo Th1 en pacientes con diagnóstico reciente (un máximo de 4 semanas) de DM1. Asimismo, en varios estudios, las citocinas Th1 IFN-* y TNF-* se han encontrado notablemente elevadas en comparación con las citocinas Th2 IL-4 e IL-10, y hay evidencia de que estas alteraciones anteceden al desarrollo de la enfermedad122,123. Por otro lado, se ha probado experimentalmente, tanto en modelos animales como en humanos, que las citocinas IL-4 e IL-10, y en menor medida TGF-1ß, ejercen protección sobre los islotes pancreáticos expuestos a una combinación de citocinas proinflamatorias Th1124. En estas condiciones, la expresión de citocinas Th2 y Th3 en el sitio de la reacción inflamatoria local, tanto dentro como fuera de los islotes, se ha asociado con una disminución o la ausencia del daño a las células ß124. Cabe destacar que el TGF-1ß posee a la vez un efecto estimulador de la liberación de insulina, contrarrestando así la acción inhibitoria de IL-1, TNF-* e INF-*125. El papel protector de las citocinas Th2, particularmente IL-4 e IL-10, se ha confirmado en estudios realizados en gemelos monocigotos discordantes por DM1126. Este tipo de estudios permite controlar por genes relevantes para la respuesta inmune, lo cual no es posible llevarlo a cabo en otros estudios. En estos estudios, la producción de citocinas Th2 IL-4 e IL-10 en respuesta a estímulos antigénicos ha sido mayor en los gemelos con bajo riesgo y anticuerpo antiislotes de Langerhans negativo, que en los cogemelos con diabetes126,127. Asimismo, se ha evidenciado en modelos animales que la administración sistémica de IL-10 recombinante (por vía subcutánea, intramuscular u oral) protege contra la insulitis y la destrucción de los islotes de Langerhans128, lo cual sugiere alternativas terapéuticas dirigidas a la promoción de la respuesta Th2 en individuos con alto riesgo de DM1. Sin embargo, aparte de que la corta vida media de la IL-10 plantea problemas prácticos para su uso clínico, dado que requeriría de administración continua, otro inconveniente es que su administración sistémica se ha asociado con la supresión de la respuesta inmune en animales de experimentación128. En la actualidad se están ensayando terapias con el uso de un homólogo viral de la IL-10, que posee las mismas propiedades antiinflamatorias de la citocina pero se encuentra libre de sus efectos inmunosupresores128.
Tanto los estudios clínicos como poblacionales han evidenciado una asociación entre la inflamación crónica de baja intensidad, con elevación de la PCR, y la DM1 y DM2, e inclusive la diabetes gestacional129-133. La base molecular para el vínculo entre inflamación y diabetes muy probablemente se relaciona con las acciones de las citocinas, como IL-1ß, IL-6 y TNF-*, las cuales inducen resistencia a la insulina, estimulan la respuesta inflamatoria, promueven la síntesis hepática de proteínas de fase aguda y son sintetizadas, aunque no exclusivamente, por el tejido adiposo134-137.
La inflamación crónica y la destrucción de órganos diana son características de las enfermedades autoinmunes. En la mayoría de trastornos autoinmunes, la inducción de la inflamación requiere la participación de componentes bacterianos (patrones moleculares asociados a patógenos [PAMP]) o bien el reconocimiento de tejidos alterados del huésped. El reconocimiento de componentes bacterianos por el sistema inmune es un mecanismo de defensa evolutivo contra la infección, y hay evidencia de que éste funciona de manera anómala en la DM1138. Recientemente, se demostró la inhibición de la apoptosis de neutrófilos mediada por IL-12 en individuos prediabéticos o con DM1138. Normalmente, los neutrófilos, como la mayoría de las células del sistema inmune, están genéticamente programados para llevar a cabo la apoptosis de manera espontánea. Sin embargo, los mediadores de la inflamación, como la PCR y el LPS, inhiben la apoptosis por medio de la activación de proteínas intracelulares transductoras de señal (cinasas) e inducen la producción de citocinas proinflamatorias139. La apoptosis de los neutrófilos es un mecanismo clave en el control de la intensidad de la inflamación y tiene la finalidad de minimizar el daño tisular y focalizar la destrucción celular durante el curso de la enfermedad. Esta respuesta anormal a antígenos bacterianos, manifestada como una inhibición de la apoptosis y la consecuente estimulación de los linfocitos y citocinas Th1, responsables de la destrucción de las células pancreáticas, podría ser un mecanismo fisiopatológico primario en el desarrollo de la DM1, así como de otras enfermedades autoinmunes140. Se ha observado experimentalmente que los efectos antiapoptóticos del LPS en estas condiciones pueden ser revertidos por la IL-10, lo cual reafirma el concepto de una función protectora de la respuesta Th2 en la DM1 y posiblemente en otros trastornos autoinmunes141.
2. Diabetes mellitus tipo 2. Recientemente, varios estudios poblacionales prospectivos han evidenciado que una reacción inflamatoria sistémica y subclínica antecede al desarrollo de DM2142-150. Debido a la importancia de este hallazgo y a su relación con la respuesta inmune Th1-Th2, a continuación se presenta una breve revisión de dichos estudios.
El Estudio Europeo Prospectivo para la Investigación sobre Cáncer y Nutrición (EPIC), en su sección Postdam, es un ensayo de cohortes de base poblacional en el cual se evalúa a 27.548 individuos. Después de 2,3 años de seguimiento, se diseñó un estudio anidado de casos y controles, en el cual se detectaron 192 casos incidentes de DM2, los cuales fueron emparejados a 384 controles142. Después de controlar estadísticamente por múltiples factores de riesgo, incluido el índice de masa corporal (IMC) y el índice cintura-cadera, los sujetos con valores detectables de citocinas inflamatorias IL1-ß y valores elevados de IL-6 tuvieron un riesgo 3,3 veces mayor de desarrollar diabetes (intervalo de confianza [IC] del 95%, 1,7-6,8). Los individuos con valores elevados de TNF-* también tuvieron un riesgo elevado (RM = 2,3; IC del 95%, 1,37-3,9), el cual dejó de ser estadísticamente significativo después de ajustar por IMC e índice cintura-cadera142.
Otro estudio prospectivo, realizado en Suecia, en el cual se efectuó un seguimiento a 6.050 varones de 28-61 años de edad durante un promedio de 18,7 años143, mostró asociaciones significativas entre la prevalencia de diabetes (n = 321) y los valores elevados de 5 proteínas plasmáticas sensitivas a la inflamación (ISP) (RM = 2,8; IC del 95%, 1,8-4,5). Estas asociaciones se observaron solamente en individuos con sobrepeso u obesidad (IMC > 25) y no en individuos con IMC normal143.
En una cohorte de 515 varones y 729 mujeres, seguidos durante 6 años como parte del Estudio sobre Diabetes en la Ciudad de México144, las mujeres con valores basales elevados de PCR tuvieron un riesgo aumentado 4 veces (IC del 95%, 2,0-7,9) de desarrollar síndrome metabólico y un riesgo relativo de 5,5 (IC del 95%, 2,2-13,5) para desarrollar DM2. Estos resultados cambiaron mínimamente al ajustar por IMC y por el modelo de homeostasis para la evaluación de resistencia a insulina (HOMA-IR)144.
En el Estudio de Salud de la Mujer en Estados Unidos145, se efectuó un seguimiento a 27.628 mujeres durante un promedio de 4 años, de las cuales 188 desarrollaron diabetes. Se observó que las mujeres con un valor de PCR > 75 percentil tuvieron un riesgo ajustado 4,2 veces mayor de desarrollar diabetes (IC 95% 1,5, 12,0). A su vez, la IL-6 elevada duplicó el riesgo (RM = 2,3; IC del 95%, 0,9-5,6) y las mujeres con ambos CRP e IL-6 elevados tuvieron un riesgo
6 veces mayor. El aumento en el riesgo asociado a valores elevados de PCR e IL-6 se observó tanto en mujeres obesas como no obesas (IMC < 25).
En Escocia, el estudio WOSCOPS146 evidenció un riesgo aumentado de diabetes incidente en individuos con valores elevados de PCR. En el Estudio de Salud Cardiovascular147, en el cual 45 de 4.481 adultos desarrollaron diabetes después de 3-4 años de seguimiento, los valores de PCR en el cuartil más alto duplicaron el riesgo de desarrollar diabetes.
En el estudio de seguimiento de NHANES de Estados Unidos148 se evaluó la incidencia de diabetes (n = 878) en relación con los marcadores de la inflamación en 8.532 participantes seguidos después de 20 años. El riesgo de diabetes fue de 1,68 (IC del 95%, 1,21-2,34) en mujeres con aumento del recuento leucocitario (>= 9,1 * 109 células/l). El riesgo de diabetes en varones con una velocidad de sedimentación aumentada (>= 26 mm/h) fue de 1,85 (IC del 95%, 0,97-3,54) y en mujeres fue de 0,85 (IC del 95%, 0,47-1,44)149. Los estudios realizados en indios Pima también han mostrado una asociación entre la diabetes y la leucocitosis leve149.
El Estudio sobre Riesgo de Aterosclerosis en Comunidades (ARIC) siguió a 12.330 individuos durante 7 años, de ellos 1.335 desarrollaron diabetes150. En ese estudio, una cuenta de leucocitos en el cuartil más alto se asoció con un riesgo 2 veces mayor de desarrollar diabetes.
Estos estudios sugieren un papel fisiopatológico de la PCR y de la IL-6 en el desarrollo de la DM2. Tanto la PCR como la IL-6 se consideran marcadores de inflamación sistémica, y ambos predicen el desarrollo de enfermedad cardiovascular en poblaciones sanas151-153. Asimismo, la PCR se ha correlacionado considerablemente con marcadores de disfunción endotelial, la cual constituye una de las primeras alteraciones fisiopatológicas en el desarrollo de la aterosclerosis154.
Es importante resaltar que la PCR puede considerarse como un marcador de la actividad de citocinas proinflamatorias, como IL-6, IL-1ß y TNF-*, debido a que éstas actúan sinérgicamente para promover la síntesis hepática de proteínas de fase aguda130,142. La PCR es una proteína de la familia de las pentraxinas, las cuales ayudan a mantener la homeostasis durante la infección y la inflamación. Las acciones inmunes de estas proteínas incluyen las siguientes: reconocimiento de patrones como parte de la respuesta inmune innata, fijación de complemento, promoción de la actividad de leucocitos, modulación de la activación plaquetaria y limpieza de residuos del sitio de la inflamación155. Por su parte, la IL-6 es una importante citocina proinflamatoria sintetizada por adipocitos, células del sistema inmune y células endoteliales. En modelos animales, la administración de IL-6 induce la gluconeogénesis, la hiperglucemia y la hiperinsulinemia compensatoria54,55. Se han observado efectos similares en humanos después de la administración de IL-6 recombinante54,55. Recientemente se demostró que la IL-6 inhibe la transducción de señal del receptor de insulina (IR), así como la acción de ésta en hepatocitos de rata y en células de carcinoma hepático humanas HepG2156. Este efecto inhibidor de la señalización de IR es dependiente de la concentración de insulina y, al parecer, involucra la inducción de una familia de reguladores negativos de transducción de señal (SOCS), los cuales interactúan directamente con el IR156. Por su parte, determinados estudios genéticos realizados en individuos con resistencia a la insulina han demostrado una relación entre los polimorfismos en el gen de IL-6 y una mayor expresión de IL-6, valores elevados circulantes de insulina y glucosa elevada en sangre, en comparación con individuos sin este polimorfismo157. Hay una cierta evidencia que sugiere que los efectos metabólicos de TNF-* podrían estar mediados por su capacidad para inducir la producción de IL-6 y la expresión del receptor de IL-6 en ciertos tejidos, como el hígado y el músculo158. Estas observaciones confirman que la IL-6 tiene acciones significativas en el metabolismo de la glucosa y en la sensibilidad a la insulina. De este modo, la IL-6 podría ser un vínculo clave entre las anomalías inmunes y metabólicas y, por tanto, puede ser una importante diana terapéutica en el futuro.
En síntesis, la evidencia acumulada hasta ahora apunta hacia un papel fisiopatológico primario de la inflamación y de la respuesta polarizada de tipo Th1, tanto en la DM1 como en la DM2. Esto se reafirma por el hecho de que las alteraciones inmunes anteceden al desarrollo de la enfermedad en ambos casos. Asimismo, las evidencias indican una función protectora de la respuesta Th2 en la patogenia de la DM1.
Esta asociación entre inflamación, anomalías en la respuesta inmune y trastornos metabólicos ha promovido el planteamiento de que la diabetes es, posiblemente, un trastorno de la respuesta inmune innata159. De acuerdo con esta hipótesis, las anomalías metabólicas que caracterizan a la enfermedad serían producto de la participación de citocinas proinflamatorias en el marco de una respuesta alterada a estímulos infecciosos160. Por el momento, nuestra comprensión de la interacción entre los trastornos infecciosos y crónicos es un campo aún por desarrollar.
Conclusiones
Los estudios clínicos, experimentales y epidemiológicos evidencian una desregulación de la respuesta inmune Th1-Th2 en poblaciones humanas, la cual favorece el desarrollo de enfermedades crónicas degenerativas. Esta desregulación de la respuesta inmune se manifiesta como un proceso inflamatorio de baja intensidad, con elevación de la PCR, la IL-6 y de otras citocinas proinflamatorias, como TNF-*, IFN-* e IL1-ß, y parece tener un papel fisiopatológico crucial en la obesidad79-85, la enfermedad aterosclerótica96-102 y la diabetes mellitus115-133. Debido a que estas anomalías anteceden a las manifestaciones clínicas y bioquímicas, y son capaces de promover la progresión de estas enfermedades, podría pensarse que esta alteración en la respuesta inmune es un mecanismo fisiopatológico básico y común a estos trastornos, los cuales se han asociado previamente bajo la denominación de síndrome metabólico. Asimismo, la capacidad de las citocinas proinflamatorias involucradas en estos trastornos para ocasionar las anomalías que caracterizan al síndrome metabólico induce a reflexionar sobre si el síndrome es, en última instancia, la consecuencia de una desregulación en la respuesta inmune de origen desconocido. Se han identificado varios mecanismos que podrían ocasionar esta desregulación de la respuesta inmune, entre los que se cuentan los siguientes: a) deficiencia o falta de respuesta a células o citocinas reguladoras (como TGF-ß41-48 e IL-1019,20,126-128); b) fallos en los puntos de control clave en la respuesta inmune innata, como la inhibición de la apoptosis de neutrófilos138-140; c) pérdida de control sobre la producción de citocinas160-162, y d) anomalías intrínsecas en la capacidad de linfocitos T CD4+ de memoria para diferenciarse en Th1 o Th226. En este contexto, la aparición de una respuesta polarizada de tipo Th1 podría ser la consecuencia de una respuesta exagerada a estímulos infecciosos o ambientales no reconocidos. Lo anterior parece muy probable en el caso de la diabetes mellitus, pero a la vez es sugestivo en el caso de la enfermedad aterosclerótica, ya que, si bien la evidencia no es concluyente, se ha demostrado una asociación entre agentes infecciosos --particularmente H. pylori, C. pneumoniae y el virus de la influenza-- y episodios cardiovasculares90-97. Adicionalmente, se ha observado que el LPS estimula la producción de leptina, lo cual sugiere un vínculo entre la respuesta inmune a estímulos infecciosos y la obesidad78.
De manera análoga a la evidencia de una desregulación fundamental de la respuesta inmune como un mecanismo básico y común a los trastornos asociados con el síndrome metabólico, cabe mencionar que la presencia de una desregulación de la respuesta inmune --aunque en su caso asociada con una respuesta polarizada de tipo Th2-- es de importancia fisiopatológica en diversos trastornos alérgicos y ha sido propuesta como un mecanismo subyacente a la epidemia actual de alergias y asma en países industrializados163-168. Hay evidencia de que la desregulación polarizada de tipo Th2 se relaciona con la falta de estímulos infecciosos o a la falta de contacto con componentes bacterianos en edades tempranas, particularmente con LPS y ADN bacteriano. Este efecto ha mostrado ser dependiente de la dosis169. Se considera que este fenómeno se relaciona con la capacidad de los agentes infecciosos para estimular la producción de células y citocinas reguladoras, cuyos efectos se extienden más allá de la respuesta al microorganismo invasivo, al parecer con la participación de TGF-ß1 e IL-10169,170. La denominada "hipótesis de la higiene" postula que el contacto con componentes bacterianos podría ser un mecanismo evolutivo no solamente normal, sino necesario en la ontogenia del sistema inmune170-172. Dentro del marco conceptual de esta hipótesis, la falta de estímulos bacterianos --ocasionada por la erradicación de numerosas enfermedades infecciosas, el uso exagerado de antibióticos y las alteraciones en la flora intestinal, entre otros procesos-- podría ser la causa de respuestas anormales a estímulos ambientales "normales", como los ácaros del polvo, los pólenes y el pelo de animales domésticos170. Naturalmente, los defensores de esta hipótesis de ninguna manera proponen que los habitantes de países desarrollados deban dejar de lado sus prácticas higiénicas o exponerse de forma deliberada a agentes potencialmente patógenos, sino que deberían buscarse las intervenciones propicias para fomentar una adecuada estimulación y maduración de la respuesta inmune en etapas cruciales del desarrollo. Entre dichas intervenciones cabría destacar la promoción de la lactancia materna, el mantenimiento de una nutrición adecuada, la disminución del uso de antibióticos durante el primer año de vida, el favorecimiento del contacto y la interacción normal entre niños preescolares y la reducción del número de partos por cesárea cuando ésta no está indicada, debido a que retrasa la colonización intestinal y el establecimiento de la flora normal170-176. En este sentido, cabe preguntarse si estaría ocurriendo un fenómeno análogo en el caso de los trastornos caracterizados por una respuesta polarizada de tipo Th1, como los que son objeto de la presente revisión.
Hay evidencia de ello en estudios basados en registros de alteraciones inmunes caracterizadas por respuestas Th1-Th2 polarizadas en grandes poblaciones humanas, lo cual se refleja en diversos patrones de morbilidad y mortalidad33,177. Asimismo, el hecho de que las enfermedades con respuestas Th1-Th2 polarizadas puedan coexistir en los mismos individuos sugiere un mecanismo básico o una etiología común33,177. Una desregulación de la respuesta inmune a escala poblacional podría ser un mecanismo subyacente a los cambios en los patrones de morbilidad y mortalidad observados en la "transición epidemiológica", tanto en los países industrializados como en los países en vías de desarrollo.
Finalmente, el uso de terapias dirigidas a modificar la respuesta Th1-Th2 ya se ha iniciado y parece prometedor en algunos trastornos40,102,106,107,115,128,178-184.
Quizá nos encontramos en el umbral de una nueva era en la terapéutica médica, en la cual la modulación intencionada de la respuesta inmune Th1-Th2 tendrá una participación relevante. El estudio de los mecanismos de la enfermedad, así como de las manifestaciones de éstos a escala poblacional, proveerá la base para el desarrollo de nuevas estrategias preventivas y terapéuticas, y conllevará a un mejor entendimiento del fenómeno salud-enfermedad. Esto tendría implicaciones de suma importancia tanto para la práctica clínica como para la práctica de la salud pública en un futuro próximo.