Enfermedades Autoinmunes

Recientemente estrategias derivadas de la terapia génica han sido utilizadas para el tratamiento de enfermedades autoinmunes. Células blanco de ataques autoinmunes pueden modificarse genéticamente para expresar citoquinas inmunoreguladoras que las protegen de la autodestrucción inmune.

Tales células incluyen por ejemplo, las células beta pancreáticas en la diabetes mellitus tipo I insulino-dependiente,. Los oligodendrocitos productores de mielina en la esclerosis múltiple y los sinoviocitos en la artritis reumatoidea.

Igualmente, la modificación genética de células de memoria T autorreactivas y de las células blanco autoinmunes para que produzcan citoquinas inmunorreguladoras y factores de crecimiento regenerativos ofrecen una nueva promesa para el tratamiento de las enfermedades autoinmunes(9).

Es crucial que los factores inmunorreguladores apropiados sean bien seleccionados y que su expresión esté confinada al tejido blanco autoinmune. Un diseño que implique la expresión inducible del transgen (expresión solamente cuando sea necesario durante el ataque autoinmune) sería lo ideal.

Los factores terapéuticos se producirían de una manera no constitutiva y antígeno inducida; esto confinaría la producción del factor terapéutico al medio autoinmune. Además es también importante que el factor transgénico sea tejido específico, lo cual puede lograrse mediante el uso de promotores tejido específicos en el diseño de los plásmidos y vectores.

En este sentido los ejemplos más notables incluyen los dirigidos a la expresión en oligodendrocitos y el promotor de la insulina cuya expresión está dirigida a las células beta pancreáticas.

En enfermedades que afectan sitios anatómicos discretos localizados, tales como la tiroiditis o la osteoartritis, es factible pensar en la aplicación terapéutica de los genes directamente en el sitio de la patología.

Bajo estas condiciones:

Las concentraciones más altas de los productos génicos se acumularían dentro del órgano afectado, con exposición reducida en órganos que no son blanco de la enfermedad. Esto maximiza el beneficio terapéutico y minimiza los efectos adversos colaterales.

Para enfermedades más diseminadas como el lupus eritematoso puede ser más ventajoso introducir genes inmunorreguladores a los sitios de presentación antigénica tales como los nódulos linfoides o a células inmunocompetentes como los linfocitos para que su producto pueda circular sistémicamente(10).

Artritis reumatoidea

La Artritis Reumatoidea (AR) es una enfermedad autoinmune caracterizada por inflamación crónica de las articulaciones como resultado de la infiltración de monocitos y la progresiva destrucción del cartílago y del hueso.

Su patofisiología está principalmente controlada por citoquinas proinflamatorias tales como la interleuquina 1 (IL-1), producida por macrófagos, fibroblastos y células endoteliales del sinovio reumático.

El mayor impacto de la IL-1 en la patofisiología de la AR es la estimulación de los sinoviocitos para producir enzimas degradantes de cartílago como colagenasa y estromelisina. Igualmente, citoquinas quimiotácticas como la IL-8 y otros mediadores inflamatorios como el óxido nítrico. La IL-1 también provoca la liberación de enzimas degradantes de cartílago por los condrocitos. Por lo tanto, su bloqueo puede reducir tanto la degradación del cartílago como la inflamación. Otro factor proinflamatorio importante es el factor de necrosis tumoral alfa (TNF alfa)(11).

Se ha demostrado también que durante la enfermedad, se produce un incremento en la expresión endógena de IL-10 por las clonas de células T en el sinovio.

La IL-10 es una citoquina producida por células del tipo Th2 que actúan predominantemente con efecto inmunosupresor a través de la retroregulación de las funciones de los macrófagos y de las citoquinas proinflamatorias producidas por las células Th1 como IL-1 beta, IL-6, IL-8, TNF-alfa, IFN-gama y factor estimulador de colonias de granulocitos-macrófagos GM-CSF(9-11).

Se ha sugerido que esta citoquina puede ser el mayor mediador endógeno de inmunosupresión que previene la expresión y el desarrollo de la enfermedad(11).

Aproximaciones terapéuticas con terapia génica en la artritis reumatoidea:

Se ha demostrado experimentalmente que los genes pueden ser utilizados como agentes terapéuticos en enfermedades inflamatorias.

Algunos ejemplos están representados en modelos experimentales del lupus, la esclerosis múltiple, la osteoartritis. Sin embargo, los progresos más importantes se han obtenido en el marco de la artritis reumatoidea.

Las aplicaciones de la terapia génica para el tratamiento de esta y otras enfemedades articulares está siendo explorada para salvar las barreras y limitaciones que presenta la liberación de drogas en el tejido articular. Las investigaciones están orientadas en dos áreas principales:

1. La evaluación de aproximaciones con liberación de genes
2. La identificación de productos génicos terapéuticos.

Con respecto a esta patología todavía no es claro cual estrategia (liberación local o liberación sistémica) sea la más conveniente. Se ha obtenido un progreso considerable con la liberación local de genes en las células sinoviales tanto in vivo como ex vivo e igualmente por administración sistémica de vectores liberadores de productos génicos via circulación.

En la artritis reumatoidea las aplicaciones ex vivo, permiten por ejemplo el uso de vectores retrovirales los cuales transducen células que se dividen poco in vivo pero que lo hacen rápidamente in vitro tales como los fibroblastos sinoviales y los condrocitos.

Las estrategias ex vivo permiten igualmente la selección, monitoreo y evaluación desde el punto de vista de eficiencia y seguridad de las células genéticamente modificadas antes de la reimplantación en el individuo.

Una estrategia interesante en el tratamiento con genes de la artritis reumatoidea es transferir genes anti-artríticos en el espacio sinovial de las articulaciones del individuo afectado, o en lugares extra-articulares en donde los productos del gen son accesibles sistémicamente(11).

Posibles blancos de la última aproximación incluyen los linfocitos:

Células de médula ósea, hígado, piel y músculo. Para la introducción del gen a nivel local, el sinovio es un blanco atractivo. Se ha demostrado que el sinovio en la AR no sólo invade profundamente el cartílago, sino que además produce enzimas degradadoras de la matriz en el sitio de destrucción.

Estas células son interesantes como blanco de modificación debido a su gran área superficial, su facilidad de acceso y su contacto directo con el espacio articular(11). En el procedimiento el sinovio es recuperado quirúrgicamente desde las articulaciones, las células sinoviales se cultivan in vitro, se modifican con un vector que porta los genes de interés y luego se regresan a la articulación por inyección intra articular.

Los sinoviocitos autotransplantados transducidos son capturados por el sinovio en donde continúan expresando los transgenes.

La transducción de genes in vivo al espacio sinovial de las articulaciones puede ser obtenida mediante adenovirus, HSV, AAV, liposomas, DNA desnudo.

Además de la liberación de genes de citoquinas inmunorreguladoras o anti-inflamatorias al sinovium, es posible liberar genes suicidas tal como el gen de la timidina kinasa del herpes virus, el cual cuando es administrado con ganciclovir dentro y alrededor del sinovium destruye selectivamente las células que lo poseen.

Entre los genes más estudiados y promisorios desde el punto de vista de tratamiento por terapia génica de la AR tenemos el receptor antagonista de la IL-1 (IL-1Ra o IRAP), que inhibe competitivamente las actividades biológicas de la IL-1( 12, 13) al ocupar el receptor tipo I de la misma.

Se ha demostrado que la liberación del gen del IL-Ra confiere protección contra la artritis antígeno inducida del conejo.

La artritis inducida por la pared del estreptoco en la rata, la artritis inducida por colágeno y zimosan en el ratón. Su sobreexpresión puede reducir considerablemente la destrucción pericelular del cartílago mediada por condrocitos(14).

Otro gen que ha sido ampliamente utilizado es el que codifica para la IL-10. La tranferencia de genes de la IL-10 viral (vIL-10) con un vector retroviral, prolonga significativamente la supervivencia de un alotransplante cardíaco murino, induciendo inmunosupresión local.

Estudios más recientes(15) para determinar la eficiencia de la transferencia del gen para la vIL-10 mediada por adenovirus(AdvIL-10) en la incidencia y severidad de la AIC (artritis inducida por colágeno) murina mostraron que la administración sistémica de adenovirus portadores del gen para la vIL-10. Pero no los controles con otros adenovirus recombinantes, puede inhibir el inicio de AIC y reducir los síntomas clínicos e histopatológicos del modelo autoinmune animal.

Este efecto es dependiente de la dosis y es inhibido específicamente por anticuerpos anti-vIL-10. Estos datos sugieren que la transferencia génica de vIL-10 mediada por adenovirus puede ser una alternativa válida de terapia para la artritis por su acción combinada anti-inflamatoria y condroprotectora.

En este mismo modelo se estudió la relación entre la IL-12 y la actvidad de la enfermedad mediante la introducción sistémica intraperitoneal de un adenovirus recombinante para este gen, demostrando que la IL-12 es un importante inmunomodulador en la artritis murina que puede regular la expresión de ciertas quemoquinas proinflamatorias(16).

De otro lado, Xing et al., detectaron producción de IL-10 murina (mIL 10) en el suero de ratones, luego de la inyección intramuscular de mIL-10 vehiculada en un vector adenoviral recombinante.

En intentos para hacer transposicion al humano se han realizado estudios utilizando como modelo la transferencia de tejidos humanos en ratones SCID.

Fibroblastos sinoviales reumatoideos humanos han sido implantados con cartílago humano normal en estos ratones. Los estudios preclínicos han demostrado tanto la eficiencia como la seguridad de los protocolos y llevaron al primer ensayo clínico en el marco de tratamiento de la AR en 1996 en EEUU(17).

Se utilizaron vectores retrovirales para transferir el cDNA del IL-1Ra ex vivo en 9 pacientes con AR. El propósito era establecer la seguridad y posibilidades y confirmar si era factible transferir genes potencialmente anti-artríticos a las articulaciones de los pacientes con AR y expresarlos intra-articularmente. Los resultados iniciales han generado un gran entusiamo.

Ejemplos representativos de genes y medios de liberación utilizados como modelo para el estudio y tratamiento de la AR.

Producto génico Vector Ex vivo (E) Local (L) Célula transducida

• In vivo (I) Sistémica (S)
• IL-Ra Retrovirus E L Fibroblasto Sinovial
• sTNF-R, TGF-b Retrovirus E S Esplenocitos
• vIL-10, sIL-1R,
• sTNFR Adenovirus I L Intra Articular.
• vIL-10 Adenovirus I L Intra Articular
• FasL Adenovirus I L Intra Articular
• IL-Ra Retrovirus E L Fibroblasto Sinovial
• Ninguno Liposoma I L Intra Articular
• IL-Ra Retrovirus E L 3T3
• vIL-10 Adenovirus I S Intra Venoso
• TGF-beta Plásmido I S Intra Muscular
• IL-10 Plásmido I L Intra Articular
• IL-13, IL-4 Plásmido E S Células CHO

Tomado con modificaciones de Evans et al (11).

A medida que los mecanismos moleculares y los mediadores que regulan la patología en la AR lleguen a ser dilucidados más precisamente. El potencial de una terapia génica que pueda alterar específicamente estas vías esenciales en las primeras etapas de la enfermedad conllevará posiblemente a un mejor tratamiento de los pacientes.

Referencias

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Bibliografía

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