Anticitocinas: expectativas en el tratamiento del
asma
Teresa Carrillo Díaz
Servicio de Alergología. Hospital Dr. Negrín. Las Palmas de Gran
Canaria.
A pesar
de los numerosos tratamientos existentes en el asma, se siguen produciendo
todos los años muertes por esta enfermedad. Una proporción importante de
asmáticos padecen una limitación crónica de su actividad cotidiana,
exacerbaciones intermitentes, disminución de la calidad de vida y deterioro
progresivo de la función respiratoria. Todo ello ha hecho necesario que se siga
investigando en el desarrollo de nuevos tratamientos antiasmáticos.
Las
citocinas son proteínas de señal extracelular, cuyo peso molecular no excede
habitualmente los 80 kD, muchas de las cuales están glicosiladas. Son
producidas por diferentes tipos celulares implicados en las interacciones
intercelulares, produciendo su efecto
en células adyacentes y de ahí que su función sea preferentemente paracrina. Pueden
actuar también a distancia (función endocrina) e incluso sobre la misma célula
que las produjo (función autocrina). Los efectos de una citocina pueden ser
modificados por otra citocina liberada simultáneamente por la misma célula y
dependen de la interacción de la misma con el receptor específico. La mayoría
de receptores de citocinas pertenecen a la superfamilia basado en regiones
homologas comunes. Las citocinas en si mismas pueden inducir la expresión de
receptores (1)
Las citocinas juegan un papel crítico en la
orquestación de la inflamación crónica en todas las enfermedades, incluidas las
de carácter alérgico. Numerosas citocinas se han implicado en la fisiopatología
del asma y de otras enfermedades alérgicas, participando incluso en la
presentación alergénica y en el remodelado de la vía aérea. Por ello en la
actualidad se investiga exhaustivamente en el desarrollo de terapias más
específicas de la inflamación alérgica siendo los inhibidores de las citocinas
una de las aproximaciones más atractivas de tratamiento
Existen
varias aproximaciones posibles para lograr la inhibición de citocinas
específicas: desde fármacos que inhiban la síntesis de las citocinas
(corticoides, ciclosporina A, tacrólimus, miofenolato, o inhibidores selectivos
de las células Th2) a anticuerpos bloqueantes humanizados frente a las
citocinas o a sus receptores, o receptores solubles que se unan a las citocinas
una vez han sido segregadas, o antagonistas de receptor o fármacos que bloqueen la señales de
transducción activadas por las citocinas.
Inhibición de citocinas Th2:
Los
linfocitos Th2 juegan un importante papel orquestando la inflamación
eosinofílica en el asma, lo que sugiere que el bloqueo de la liberación o de
los efectos de estas citocinas puede tener un potencial terapéutico no
despreciable. Este hecho se ha demostrado reiteradamente en estudios llevados a
cabo en animales de experimentación, incluyendo ratones con delección de genes
específicos de citocinas Th2.
A
continuación hablaremos brevemente de las principales citocinas Th2 y los posibles
tratamientos en desarrollo:
Interleukina
4: la interleukina 4 (IL-4) interviene en importantes funciones
proinflamatorias en el asma, incluyendo la diferenciación de los linfocitos Th0
en Th2 y es la única citosina que controla esta diferenciación lo que determina
a su vez la producción de IL-4, IL-5, IL-9 e IL-13. La IL-4 participa también
de manera fundamental en la producción de IgE, en la regulación de la expresión
de los receptores para la IgE, en la expresión de VCAM 1, en la promoción de la
trasmigración de los eosinófilos en los pulmones, en la inhibición de la
apoptosis de los linfocitos T y en la secreción de moco. El papel de la IL-4 en
la patogénesis del asma se sostiene además en que se ha identificado diferentes
polimorfismos en el promotor del gen de la IL-4 y en proteínas implicadas en la
señal de la IL 4 (2).
La IL-4
ejerce su efecto por interacción con un receptor de superficie específico
presente en los linfocitos T. La IL-13, con acciones biológicas muy similares a
las de la IL-4, no es capaz sin embargo de promover la diferenciación Th2, dado
que el receptor para la IL-13 no se expresa en los linfocitos T. Una de las
acciones más relevantes de la IL-4 es su capacidad de inducir el isotipo IgE
mediante la estimulación mitogénica de células B y la regulación de la
expresión de moléculas de clase II del HCM. Además regula la expresión de
receptores tanto de alta como de baja afinidad para la IgE en diferentes
células.
La
señal óptima de la IL-4 implica la interacción de esta proteína con su complejo
receptor, un heterodímero constituido por una proteína IL-4Rα de alta afinidad y una cadena
γ común a numerosas IL (IL-2, IL-9, IL-7 e IL-15). La cadena IL-4Rα
se expresa de manera ubicua. A su vez la IL-13 media su actividad biológica por
interacción con un heterodímero compuesto por las proteínas IL-4Rα e
IL-13Rα. La IL-13Rα se expresa sólo en células hematopoyéticas
incluyendo células B, mastocitos, basófilos, células endoteliales o monocitos
pero no en linfocitos T. Esto explica el efecto mas limitado de la IL-13 y la
capacidad exclusiva de la IL-4 de inducir diferenciación de linfocitos T (3).
La unión de la IL-4 al receptor conduce a la activación de la JAK 1 (tirosin
Kinasa) y a la fosforilación del segmento citoplasmático del receptor el cual a su vez fosforila al
STAT-6 (activador de la trascripción 6 y de la señal de transducción). Tras su
activación el STAT se dimeriza y se trasloca al núcleo donde se une a la región
promotora de la respuesta de los genes, activando la transcripción de los
mismos (4).
Los
niveles de IL-4 aumentan en suero y en LBA en individuos alérgicos así como el
número de linfocitos T que expresan RNAM para IL-4. En células mononucleares
periféricas de asmáticos alérgicos la exposición a polvo domestico produce
incremento de la liberación de IL-4. Hay numerosos datos además que apuntan que
los pacientes atópicos tienen alterada la regulación de la síntesis de IL-4
(5).
Se han desarrollado diferentes aproximaciones
a la inhibición del efecto de la IL-4, incluyendo receptor humano soluble IL-4
recombinante (NUVANCE), IL-4 mutada (Muteina, Bayer), anticuerpos monoclonales
anti IL-4 humanizados (GlaxoSmithkline) y anticuerpos monoclonales humanizados
frente al receptor de la IL-4 (sólo en estudios preclínicos). Todos ellos
tienen sus ventajas e inconvenientes. El receptor soluble es una proteína
humana recombinante y como tiene la misma secuencia de aminoácidos que el
receptor humano su inmunogenicidad es mínima. Por el contrario los anticuerpos
humanizado afrente a la IL-4 tienen entre un 3 y un 5% de residuos murinos y
por tanto mayor inmunogenicidad. Tanto los anticuerpos frente a la IL-4Rα
como la muteina tienen la ventaja de que interfieren tanto la unión de la IL-4
como de la IL-13 con sus respectivos receptores. La vía de administración es
también una diferencia importante entre estos agentes. En la actualidad se han
desarrollado proteínas que se pueden administrar por vía inhalada y es posible
que en un futuro cercano se disponga de estas proteínas para su administración
pro vía oral (2).
Los
datos disponibles de estudios clínicos llevados a cabo con el receptor soluble
de la IL-4 han mostrado que es un tratamiento seguro y efectivo en pacientes
con asma (6). En un primer estudio se seleccionaron pacientes con asma leve o
moderado persistente a quienes se les suspendieron los esteroides inhalados que
venían recibiendo y se les randomizó bien a recibir placebo o bien 0.5 mg o 1.5
mg de IL-4R nebulizados. No hubo diferencias estadísticamente significativas en
cuanto a efectos adversos y no se demostró tampoco que desarrollaran Ac frente
a la IL-4R. Tras los estudios farmacodinámicos se demostró que dado que la vida
media era de al menos 5 días, la medicación se podía administrar una vez a la
semana. Tras la supresión de los esteroides ningún paciente del grupo que
recibió 1.5 mg de IL-4R padeció exacerbación alguna comparado con los 3 de los
8 del grupo que había recibido 0.5 mg o los de 2 (también de 8) del grupo
placebo. Además había diferencias estadísticamente significativas en cuanto a
consumo de Beta agonistas y scores de síntomas en los dos grupos activos. En un
estudio posterior de 12 semanas de duración, también doble ciego y controlado
con placebo, se incluyeron 62 pacientes con asma moderado-persistente, aleatorizándoseles
para recibir 0.75, 1.5, 3 mg de IL-4R o
placebo por vía nebulizada (7). Previa a la inclusión era imprescindible que
los pacientes hubieran padecido al menos una exacerbación por asma inducida por
una reducción en un 50% de la dosis de esteroides inhalados que recibían con
regularidad. Tras ello se reestablecía la medicación 2 semanas y a continuación
se les suspendía esta medicación y se iniciaba el estudio. La IL-4R se toleraba
bien y era segura. Los pacientes que recibieron IL-4R mantuvieron el FEV1 en
comparación con el descenso objetivado en los del grupo placebo y de manera
parecida se produjo una mejoría en los scores de síntomas en los grupos activos
en comparación con el grupo placebo.
InterPenkin-4 (BAY 16-9996) es un antagonista competitivo
del receptor de la IL-4 y de la IL-13 desarrollado por Bayer. La administración
repetida de esta molécula a monos prevenía la hiperreactividad bronquial
inducida por antígeno y la inflamación de la vía aérea siendo segura y bien
tolerada. Ya se han completado dos estudios en fase I en los que han
participado un total de 116 pacientes con asma alérgico de leve a moderado. El
fármaco se administró por vía subcutánea en una única dosis en el primer
estudio y en dosis repetidas en el segundo siendo en ambos casos un tratamiento
seguro y bien tolerado. En estos momentos se está estudiando su efectividad en
el asma (2).
El SB 240683 (GlaxoSmithKline) es un anticuerpo monoclonal
humanizado anti IL-4 que se ha desarrollado para el tratamiento del asma. Estos
anticuerpos tienen una alta afinidad, baja inmunogenicidad y una vida media
larga lo que permite espaciar los requerimientos de esta medicación. En un
ensayo clínico en fase I doble ciego controlado con placebo y realizado con una
única dosis progresiva administrada por vía intravenosa en 24 pacientes con
asma se demostró que se trataba de un fármaco seguro, sin que ninguno de los
pacientes desarrollara anticuerpos frente al mismo (8).
Otra línea de investigación ha sido la de la producción de
anticuerpos monoclonales frente a la subunidad α (IL-4Rα) presentes
en los receptores de la IL-4 y de la IL-13 (Immunex).En estudios preclínicos se
ha mostrado que en un modelo murino de asma inhibe la migración de eosinófilos,
la hiperreactividad bronquial y la producción de citoquinas Th2 (9).
En conclusión parece que estas nuevas moléculas podrían en
un futuro ser útiles en el tratamiento del asma y en teoría también en otras
enfermedades atópicas. Además como se ha comentado más arriba existe la
posibilidad de administración esporádica lo que redundaría en la satisfacción
del paciente.
Interleukina 5: La IL-5 es una citocina llave para el
desarrollo, diferenciación, maduración y supervivencia, de los eosinófilos
(10). En ratones deficientes del gen de la IL-5 se inhibe sustancialmente la
respuesta eosinofílica al alergeno y la hiperreactividad bronquial secundaria.
Actúa por interacción con un receptor específico miembro de la familia de
citoquinas y compuesto por dos subunidades: una cadena α exclusiva para la
IL-5 y una cadena β común con los receptores de la IL-3 y del GM-CSF (11).
La inhibición del efecto de la IL-5 se ha intentado mediante el empleo de
anticuerpos bloqueantes anti IL-5. En modelos animales de asma, incluso en
monos, estos anticuerpos monoclonales inhiben la inflamación eosinofílica y la
hiperreactividad bronquial. El efecto además persiste hasta tres meses después
de una única administración, lo que a priori los convertía en una alternativa
terapéutica muy atractiva al tratamiento del asma. Se han desarrollado
anticuerpos humanizados anti IL-5 (mepolizumab) para la administración iv y en
un primer estudio tras una única dosis de esta medicación se comprobó que
reducía de manera muy marcada y durante varias semanas la eosinofilia sanguínea
y además prevenía el reclutamiento de eosinófilos en la vía aérea tras la
provocación bronquial específica en pacientes con asma leve (12). Por desgracia
este tratamiento no tenía efectos significativos sobre la hiperreactividad
bronquial o sobre la respuesta bronquial inmediata y tardía frente al alergeno,
lo que de alguna manera viene a cuestionar el papel de los eosinófilos en estas
respuestas bronquiales al menos en humanos. En otro estudio posterior llevado a
cabo en pacientes con asma moderado mal controlado con esteroides inhalados, la administración de anti IL-5
(reslomizumab) reducía drásticamente los eosinófilos circulantes pero tampoco
se conseguía mejoría significativa en la función pulmonar o en los registros de
síntomas (13). Estos hallazgos tan sorprendentes han venido a cuestionar el
papel de los eosinófilos, al menos en fases agudas del asma, y al mismo tiempo
la utilidad de los modelos experimentales de asma, lo que sugiere que otras
estrategias encaminadas a inhibir la inflamación eosinófilica podrían ser
igualmente de escasa utilidad. Conviene señalar, no obstante que ambos ensayos
tenían limitaciones técnicas importantes, entre otras que el número de
pacientes incluidos fue muy pequeño. Es posible que los eosinófilos jueguen un
papel más relevante en fases más crónicas de la enfermedad cuando tiene lugar
el remodelado de la vía aérea.
Una estrategia alternativa para la inhibición del efecto de
la IL-5 es mediante el uso de antagonistas no péptidos del receptor de la IL-5.
Se ha investigado en el desarrollo de oligonucleotidos antisentido dirigidos
frente a la cadena α
del receptor de la IL-5. Al menos en ratones estos olignoucleotidos inhiben la
diferenciación de eosinófilos en la médula ósea y la eosinofilia periférica
(14). Otra aproximación ya menos específica sería mediante fármacos que
aumentan los niveles de AMP cíclica tales como los inhibidores de la
fosfodiesterasa 4 que inhiben la secreción de IL-5 de los linfocitos T humanos.
No obstante el escaso efecto de los anticuerpos anti IL-5 ha determinado que
estos otros tratamientos sean considerados mucho menos atractivos.
Interleukina 13: La IL-13 humana es una glicoproteína
clonada de las células T. Aunque sólo tiene una homología del 25% con la IL-4,
sin embargo comparten un gran número de características estructurales y
funcionales, justificado en parte por a cadena común a los complejos
heterodímeros (15). El receptor de la IL-13 consta de dos cadenas polipeptícas,
la IL-4α y otra la IL-13Rα1. La porción extracelular de
la cadena IL-13Rα1 tiene una estructura típica de la superfamilia de
receptores. La IL-4 a su vez puede interaccionar no sólo con el receptor
específico sino que además también es capaz de interaccionar con el receptor de
la IL-13. Todo ello explica los efectos comunes de ambas citocinas. La unión de
la IL-4/IL-13 al complejo receptor produce la activación y fosforilación de una
serie de señales de trasducción, en especial de la JAK kinasa. No se sabe cual
es la función exacta de la IL-13Rα2. La IL-13 es segregada en especial por
linfocitos Th1 y Th2 y en menor proporción por linfocitos Th0. También es
segregada en grandes cantidades por keratinocitos, basófilos y mastocitos y por
tanto no es una citocina Th2 típica. Los efectos principales de la IL-13 se
pueden resumir en: regulación del isotipo de células B en células productoras
de IgE, inducción de moléculas de expresión sobre todo VCAM-1, inducción y
regulación de la producción de quemoquinas, activación de mastocitos y
eosinófilos, inhibición de la expresión de genes proinflamatorios, etc. Muchas
de estas funciones se solapan con las de la IL-4 (16). Parece claro que la
IL-13 tiene un papel relevante en la inflamación alérgica mediante la regulación del reclutamiento, captación y
activación de las células inflamatorias. Se cree que la fibrosis subepitelial
que se observa a menudo en pacientes asmáticos puede ser mediada por la IL-13
al igual que la hiperproducción de moco característica del asma ya que la
hiperplasia de células caliciformes es IL-13 dependiente. En enfermedades
alérgicas tales como la rinitis o el asma hay una producción exagerada de
IL-13. El bloqueo del efecto de la IL-13 al menos desde un punto de vista
teórico sería más eficiente que el de la IL-4 ya que el primero no tiene
efectos en la diferenciación de los linfocitos T. Se ha investigado en modelos
experimentales diferentes aproximaciones al bloqueo de la IL-13: usando
receptores solubles (IL-13Rα2-Ig), anticuerpos monoclonales anti IL-13, proteínas
mutantes antagonistas (17) y finalmente mediante anticuerpos antireceptor. De
todos ellos sin duda el que reúne mayor número de ventajas es el receptor
soluble dada su larga vida media, su alta afinidad de unión a la IL-13 y su
secuencia de aminoácidos idéntica a la humana lo que determina que no sea
inmunogènico. No obstante no se dispone todavía de resultados sobre su uso en
humanos.
Interleukina 9: La IL-9 es una citocina TH2 que
puede alterar la inflamación Th2 dependiente y al tiempo amplifica la
liberación de mediadores de mastocitos y la producción de IgE (18). La IL-9
también incrementa la producción de moco. Se ha demostrado que en pacientes
asmáticos aumenta la producción de IL-9 y la expresión de su correspondiente
receptor. En la actualidad se están desarrollando distintas estrategias encaminadas
a bloquear el efecto de esta citocina (19).
Inhibición de
citocinas proinflamatorias:
Las citocinas proinflamatorias en especial la IL-1β y el factor-α de necrosis tumoral (TNF-α) amplifican la respuesta inflamatoria
en el asma y pueden por tanto aumentar la gravedad del proceso. Por ello al
menos desde un punto de vista teórico es apropiado intentar inhibir a estas
citocinas.
Factor-α de necrosis tumoral (TNF-α): Esta citocina se expresa en elevadas concentraciones en la
vía aérea de asmáticos, amplificando la respuesta inflamatoria a través de la
activación de diferentes factores de transcripción tales como la proteína
activadora 1 o el NF-κB.
Tanto en enfermedad inflamatoria intestinal como en artritis reumatoide se han
utilizado anticuerpos monoclonales humanizados anti TNF-α (infliximab) y receptores solubles del
TNF (etanercept) con excelente respuesta clínica. Por ello en la actualidad se
esta investigando mediante ensayos clínicos el uso de estos anticuerpos y de
los receptores solubles en asma grave (20).
Citocinas
antiinflamatorias:
Algunas citocinas tienen actividad
antiinflamatoria y por tanto podrían tener utilidad terapéutica. El empleo
regular de estas proteínas a largo plazo posiblemente sea muy costoso por lo
que se esta barajando en la actualidad desarrollar fármacos que estimulen la
producción endógena de estas citocinas o activen sus receptores y las vía
específicas de sus señales de transducción.
Interleukina 10: Es una citocina con un intenso efecto
antiinflamatorio ya que inhibe la síntesis de numerosas proteínas
proinflamatorias, incluidas citocinas (TNF-α, IL-5, etc., quemoquinas) y enzimas
proinflamatorios (sintasa del óxido nítrico) que están sobreexpresadas en el
asma y en otras enfermedades alérgicas (21). La inmunoterapia específica
aumenta la producción de IL-10 por los linfocitos T helper,
contribuyendo a hacerla más efectiva. Se ha utilizado con éxito IL-10
recombinante humana (inyecciones semanales) en enfermedad inflamatoria
intestinal y en la psoriasis, enfermedades con un perfil de producción de
citocinas muy similar al del asma (22).
Aunque la IL-10 se tolera bien tiene algunos efectos adversos de carácter
hematológico por lo que se investiga en estos momentos en el desarrollo de
fármacos que potencien por distintas vía el efecto de la IL-10.
Interferones: El interferón γ (IFN-γ) inhibe a los linfocitos Th2 y por
tanto reduce la inflamación alérgica. Sin embargo la administración de IFN-γ en nebulización a asmáticos no produce
reducción significativa de la inflamación eosinofílica muy posiblemente porque
no se alcance concentraciones locales suficientes. La inmunoterapia específica
efectiva aumenta las concentraciones de IFN-γ a expensas de un incremento en la
producción por parte de los linfocitos T. Recientemente se ha comunicado que el
IFN-γ
es útil en asma grave corticodependiente (23).
Interleukina 12: Es un regulador
endógeno de las células Th1, controlando el balance Th1/Th2 (24). En ratas, la administración de IL-12
inhibe la inflamación alérgica e igualmente inhibe la sensibilización a
alergenos. En células sanguíneas de asmáticos se ha detectado una disminución
de la producción endógena de IL-12. La administración semanal progresiva
durante 4 semanas de L-12 recombinante humana en asma leve produce una
disminución de los eosinofilos circulantes así como disminución del incremento
de eosinófilos que se produce tras la provocación específica con alergeno. Se
asoció con reducción de la eosinofilia en el esputo pero no hubo cambios en la
hiperreactividad bronquial específica e inespecífica. Además varios pacientes
desarrollaron un cuadro gripal y uno de los 19 incluidos presentó además
arritmia cardíaca lo que viene a cuestionar su empleo por vía parenteral a
altas dosis en asma (25). En estos momentos se está investigando su uso a bajas
dosis por vía subcutánea. Se ha administrado en ratones una
proteína de fusión compuesta por IL-12 y alérgeno la cual induce el desarrollo
de respuesta Th1 específica de alergeno, con un aumento paralelo IgG2 y sin que
se produzca respuesta Th2 e IgE. Esto sugiere la posibilidad del uso conjunto
de inmunoterapia y IL-12 podría inducir una respuesta más específica, e incluso
ser un tratamiento curativo si se aplica en las primeras etapas de la
enfermedad alérgica.
Interleukina 18: Se describió
inicialmente como una citocina que liberaba IFN-γ por un mecanismo de acción diferente a la IL-12. Ambas
citocinas tienen un efecto sinérgico induciendo la liberación de IFN-γ y al mismo tiempo inhibiendo la
producción de IgE IL-4 dependiente y la hiperreactividad bronquial, por lo que
se está investigando en la producción de IL-18 recombinante humana (26).
Conclusión: A pesar de que existen diferentes
aproximaciones al bloqueo de citocinas dado que en la inflamación alérgica
están implicadas un gran número de ellas parece más efectivo a medio plazo el
desarrollo de fármacos que actúen sobre la síntesis de estas citocinas tales
como los inhibidores de las fosfodiesterasas o inhibidores de la protein
kinasa.
Bibliografía: