Resumen de Mecanismos de aterosclerosis y enfermedad cardiovascular en enfermedades autoinmunes sistemáticas: integración de análisis inmunológicos, moleculares y epigenéticos
1. Introducción o motivación de la tesis En enfermedades autoinmunes sistemicas (EAS) como la artritis reumatoide (AR), el lupus eritematoso sistemico (LES) o el sindrome antifosfolipido (SAF), se presentan eventos coronarios agudos sin que medien factores de riesgo tradicionales previos que los justifiquen. Numerosos estudios han demostrado que en patologias autoinmunes el riesgo aterogenico es muy elevado, ya que los procesos inflamatorios cronicos que caracterizan estas enfermedades incrementan la probabilidad de un evento trombotico en mayor grado y en menor tiempo que los factores de riesgo tradicionales y contribuyen al desarrollo prematuro de las placas, o aceleran la desestabilizacion de aquellas ya formadas1. El desarrollo de enfermedad cardiovascular en estas patologías autoinmunes implica pues factores genéticos, así como otros factores de riesgo adquiridos (p. ej. hipercolesterolemia, diabetes mellitus e hipertensión). Los componentes protrombóticos e inflamatorios de la respuesta inmune (principalmente el factor tisular y diversas citoquinas), el estrés oxidativo, así como elementos autoinmunes (p. ej. Auto-anticuerpos, auto-antígenos y linfocitos autorreactivos) parecen estar también implicados en estos procesos 2.
Sin embargo, las caracteristicas especificas que definen cada enfermedad pueden asimismo contribuir a determinar mecanismos unicos de patologia cardiovascular (CV) en cada condición autoinmune Numerosas evidencias sugieren que la autoinmunidad humoral podría jugar un papel relevante en el desarrollo de enfermedad cardiovascular (ECV), y que ciertos auto-anticuerpos podrían actuar como biomarcadores específicos de riesgo cardiovascular. Así, se ha demostrado que la activación monocítica inducida por los anticuerpos antifosfolípido (AAF) presentes en pacientes con SAF y en un alto porcentaje de LES, se produce por una compleja interacción entre numerosos efectores intracelulares, responsables últimos del aumento en la expresión de factores proinflamatorios y protrombóticos (factor tisular) que favorecen el desarrollo de trombosis3-5. En los pacientes lúpicos, el distintivo inmunológico son los auto-anticuerpos contra proteínas nucleares y ADN de doble cadena (ANA, anti-dsDNA). Diversos trabajos realizados en modelos animales y humanos han demostrado la contribución de los anti-dsDNA a la patogénesis de la aterosclerosis 6. En dichos estudios se demuestra que estos anticuerpos promueven la acumulación de colesterol en macrófagos y células musculares lisas, así como la dislipoproteinemia, la citotoxicidad y la liberación de citoquinas. Finalmente, en la Artritis Reumatoide, los autoanticuerpos más característicos son los anticuerpos antipéptidos cíclicos citrulinados (anti-CCPs). Se ha sugerido que los niveles de anti-CCPs pueden actuar como predictores de un perfil cardiovascular adverso en estos RA 7,8. En suma, todos estos datos sugieren la implicación de los auto-anticuerpos en el desarrollo de aterotrombosis en SAF, LES y AR. Sin embargo, aún es necesario analizar en detalle qué auto-anticuerpos y a qué nivel contribuyen al desarrollo de la patología CV en cada condición autoinmune, los mecanismos moleculares subyacentes y su modulación en respuesta a nuevas aproximaciones terapéuticas.
Diversos tipos celulares del sistema inmune actúan como elementos clave en el desarrollo de enfermedad CV en SAF, LES y AR. La activación e interconexión de estas células conduce a la producción de mediadores responsables de inflamación y aterotrombosis. Así, los monocitos/macrófagos juegan un papel esencial ya que pueden modular el metabolismo lipídico, secretar citoquinas inflamatorias, quimioquinas y especies reactivas de oxígeno que dirigen la patogenia. También producen TF y proteasas que contribuyen a la trombosis y la ruptura de la placa aterosclerótica 9. Los neutrófilos a su vez, son células integrantes de la respuesta inflamatoria temprana que liberan especies reactivas de oxígenos (EROs) y de nitrógeno (ERNs), y producien NETs (trampas extracelulares de neutrófilos). Estas estructuras dan origen a diversos estados patológicos que incluyen trombosis (por activación plaquetar e inducción de TF y factor vonWillebrand)10, 11, aterosclerosis (mediante la producción de ROS y la activación leucocitaria) 12 y autoinmunidad (a través del aumento de la carga auto-antigénica) 13. La inmunidad adaptativa afecta igualmente al inicio y la progresión de la aterosclerosis. Se desarrolla cuando antígenos como la LDLox y las proteínas de choque térmico son reconocidas por linfocitos T y B. Estas células secretan citoquinas y mediadores inflamatorios específicos en cada una de las EAS, contribuyendo así al desarrollo de la enfermedad ECV. No obstante, en las EAS es aun necesario un conocimiento detallado de la biología leucocitaria, su interrelación, mecanismos de activación y asociación con el desarrollo de patología CV. El estrés oxidativo juega asimismo un papel determinante en el desarrollo de aterosclerosis 14, 15. Por tanto, el análisis de las causas del fallo en el sistema de detoxificación que resulta en una producción mitocondrial excesiva de EROs/ERNs presentes en los distintos subtipos de células inmunes y su asociación con el estado inflamatorio, es un paso esencial en el conocimiento de la fisiopatología de la aterotrombosis de origen autoinmune.
El conocimiento de los mecanismos fisiopataologicos involucrados en el desarrollo de aterosclerosis y enfermedad cardiovascular en las EAS se ha ampliado de forma considerable con la aplicación de novedosas tecnologías genómicas, las cuales permiten explicar cómo estas alteraciones podrían estar asociadas a cada enfermedad autoinmune a nivel molecular 16. Estudios recientes indican asimismo que los miRNAs desempeñan un papel muy relevante y novedoso en la regulación epigenética de la expresión de genes y proteínas clave en la patología aterotrombótica. La identificación y caracterización de los genes y miRNAs implicados en el control de proteínas proinflamatorias y protrombóticas asociadas en la aterotrombosis en patologías autoinmunes podría contribuir a la identificación de biomarcadores para delinear el fenotipo de dicha patología, así como la valoración de respuesta a nuevas modalidades terapeúticas.
En base a estas premisas, el objetivo principal de esta tesis doctoral es estudiar los mecanismos de desarrollo y control de la aterotrombosis en enfermedades autoinmunes sistémicas a través de un análisis integrado de elementos autoinmunes (autoanticuerpos), celulares (leucocitos), moleculares (genes y estrés oxidativo) y epigenéticos (microRNAs).
2. Contenido de la investigación Durante el desarrollo de esta Tesis Doctoral se han abordado tres objetivos principales: 1) Estudio del papel específico de los anticuerpos anti-CCPs sobre el perfil pro-oxidativo, inflamatorio y proaterogénico observado pacientes con Artritis Reumatoide.
2) Análisis del perfil de expresión génica en monocitos de pacientes con Lupus Eritematoso Sistémico, Síndrome Antifosfolípido Primario y Síndrome Antifosfolípido asociado a Lupus, e identificación de rutas moleculares involucradas en la patogénesis de la aterosclerosis y enfermedad CVD en estas enfermedades. 3) Identificación y caracterización de microRNAs asociados al desarrollo de aterotrombosis en pacientes con Síndrome Antifosfolípido primario y Lupus Eritematoso sistémico.
3. Conclusiones Los resultados obtenidos sugieren que: 1. Los anticuerpos anti-CCPs son mediadores clave en el desarrollo del perfil inflamatorio y proaterogénico de los pacientes con Artritis Reumatoide (RA). Sus efectos son específicos de la diana celular sobre la que actúan, promoviendo un incremento en la expresión de marcadores trombóticos, inflamatorios y prooxidativos en monocitos, un estatus prooxidativo en neutrófilos y un perfil proinflamatorio en linfocitos. Por tanto, los anticuerpos anti-CCPs podrían ser considerados dianas terapéuticas para la prevención del desarrollo de enfermedad cardiovascular en pacientes con AR.
2. El perfil de expresión génica permite la segregación del Síndrome Antifosfolípido primario, el Lupus Eritematoso Sistémico y el Síndrome Antifosfolípido asociado a Lupus, con características específicas que explican los cambios, pro-trombóticos, inflamatorios y pro-ateroscleróticos observados en estas enfermedades autoinmunes.
En su conjunto, los resultados de este estudio sugieren que la identificación de genes clave que regulan vías fisiopatológicas específicas permitiría el desarrollo de terapias dirigidas para cada condición autoimmune.
3. Diversos miRNAS, y sus proteínas de biogénesis se encuentran diferencialmente expresados en monocitos y neutrófilos de pacientes con Síndrome Antifosfolípido y Lupus Eritematoso Sistémico, y son modulados por acción de los anticuerpos característicos de ambas patologías. Dichos miRNAs podrían considerarse posibles biomarcadores de patología aterotrombótica en ambas enfermedades autoinmunes.
En suma, los resultados de los estudios presentados indican que el análisis conjunto de los procesos autoinmunes, moleculares, genéticos y epigenéticos, permiten la identificación y caracterización de nuevos biomarcadores de desarrollo de patología vascular aterotrombótica en enfermedades autoinmunes sistémicas.
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