Aplicabilidad de los microarns y otros mediadores (proteicos y lipídicos) como biomarcadores en la esofagitis eosinofílica. Utilidad para el diagnóstico y valoración de la respuesta al tratamiento
- Autores: Ana Tabares González
- Directores de la Tesis: Sonia Fernández Fernández (dir. tes.), Victoria del Pozo Abejón (codir. tes.), Carolina Gutiérrez Junquera (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Alcalá ( España ) en 2022
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Santiago Quirce Gancedo (presid.), Amaya Bélanger Quintana (secret.), Gloria Domínguez Ortega (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ciencias de la Salud por la Universidad de Alcalá
- Materias:
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- Resumen
- español
La Esofagitis Eosinofílica (EoE) es una enfermedad crónica del esófago, de base inmunológica, caracterizada clínicamente por síntomas de disfunción esofágica e histológicamente por un infiltrado inflamatorio con predominio de eosinófilos. Los inhibidores de la bomba de protones (IBP) constituyen un tratamiento de primera línea en la EoE, con una alta tasa de remisión clínico-histológica, aunque hasta el momento no se han identificado factores predictivos de respuesta. El objetivo principal del presente estudio es determinar el perfil de mediadores (proteicos y lipídicos) y microARNs en la mucosa esofágica y en el suero de pacientes pediátricos con EoE al diagnóstico y tras tratamiento con IBP, con el fin de hallar marcadores moleculares de la actividad inflamatoria en estos pacientes y posibles factores predictivos de respuesta al tratamiento con IBP.
Se realizó un estudio observacional prospectivo caso-control con pacientes pediátricos entre 1-15 años procedentes de dos hospitales. Los casos seleccionados fueron tratados con esomeprazol 1 mg/kg/dosis dos veces al día durante 8-12 semanas y se realizó una segunda endoscopia (EDA) con toma de biopsias. La remisión histológica (IBP-R) fue definida como el aislamiento de < 15 eosinófilos/campo de gran aumento (CGA) en todas las biopsias obtenidas. En las biopsias esofágicas se determinó la expresión de genes proinflamatorios, proteínas y miARNs. Asimismo, se evaluó la expresión de distintas moléculas (citoquinas, mediadores lipídicos, proteínas derivadas de los eosinófilos) y miARNs en suero, extraído simultáneamente a la realización de la EDA.
Se incluyeron en el estudio 43 pacientes con EoE y 39 controles. En los casos se observó una sobreexpresión de genes proinflamatorios (CCL26, IL-5, IL-13, POSTN, MBP) y la infrarregulación de un único gen, la filagrina (FLG). Esta sobreexpresión génica disminuyó significativamente en los pacientes IBP-R mientras que la expresión de la FLG aumentó en estos pacientes. La expresión génica fue corroborada con la determinación proteica. No se detectaron diferencias a nivel basal en la expresión génica entre los pacientes respondedores y no respondedores a IBP. A nivel sérico no se observaron diferencias en la expresión génica tras tratamiento con IBP ni entre casos y controles, a excepción de la sobreexpresión de IL-1ß en los pacientes con EoE.
Se analizó el perfil de miARNs esofágicos en pacientes con EoE y controles, observándose una sobreexpresión de cuatro miARNs que regulan vías proinflamatorias (miR-21-3p, miR-7-5p, miR-223-3p y miR-664a-3p) y una disminución de la expresión de miR-375-3p (con efecto protector sobre las células epiteliales) en los sujetos con EoE. Los pacientes IBP-R presentaron basalmente mayor expresión de todos los miARNs detectados y estos niveles se restauraron tras tratamiento con IBP. Los cambios observados a nivel esofágico no se correlacionaron a nivel sérico.
Los hallazgos de este trabajo muestran la restauración de la expresión génica y proteica tras tratamiento con IBP en la EoE, corroborando su efecto antiinflamatorio y protector de la barrera epitelial. Estos cambios moleculares no se reflejan a nivel sistémico. Por otra parte, en el presente estudio, se ha descrito un perfil de miARNs esofágicos cuyos niveles de expresión discriminan a los IBP-R y a los IBP-NR a nivel basal y podría constituir una herramienta para predecir la respuesta a IBP de estos pacientes.
- English
Eosinophilic esophagitis (EoE) is a chronic, immune-based disease of the esophagus, characterized clinically by symptoms of esophageal dysfunction and histologically by an inflammatory infiltrate with a predominance of eosinophils. Since upper endoscopy (EGD) with biopsy is the only diagnostic and follow-up method for these patients at present, it is important to determine molecular markers that correlate with esophageal inflammation and can predict response to treatment. Proton pump inhibitors (PPIs) are a first-line treatment in EoE, with a high rate of clinical-histological remission, although so far no predictive factors for response have been identified.
The main objective of the present study is to determine the profile of mediators (proteins and lipids) and microRNAs in the esophageal mucosa and serum of pediatric patients with EoE at diagnosis and after PPI treatment, in order to find molecular markers of inflammatory activity in these patients and possible predictive factors of response to PPI treatment.
Methods: We conducted a prospective observational case-control study with pediatric patients aged 1-15 years from two hospitals. The cases selected were those diagnosed with EoE according to the latest European consensus guidelines. They were treated with esomeprazole 1mg/kg/dose twice daily for 8-12 weeks and a second endoscopy with biopsies was performed. Histological remission was defined as isolation of <15 eosinophils/ high power field (HPF) in all biopsies obtained. Controls were pediatric patients, with no previous diagnosis of EoE, who underwent an EGD for gastrointestinal symptoms, with a macroand microscopically normal esophagus.
In esophageal biopsies taken proximally and distally, the expression of proinflammatory genes was determined after RNA extraction and subsequent qRT-PCR (semiquantitative real-time PCR). The protein expression of these genes was determined by western blot. On the other hand, massive sequencing of RNA extracted from esophageal biopsies of a group of cases with EoE pre and post PPI treatment was performed to determine the miRNAs differentially expressed in these patients, and the results were subsequently validated in the rest of the patients by qRT-PCR. Likewise, a peripheral blood sample was extracted from all patients during the EGD and the expression of different molecules (cytokines, lipid mediators, eosinophil-derived proteins) was determined by ELISA and the Luminex multiplex immunoassay system. The expression of miRNAs in the serum of patients was also evaluated by qRT-PCR.
Results: Forty-three patients with EoE and thirty-nine controls were included in the study. In cases, overexpression of proinflammatory genes (CCL26, IL-5, IL-13, POSTN, MBP) and downregulation of a single gene, filaggrin (FLG), was observed. This gene overexpression was significantly decreased in patients responding to PPI treatment (PPI-R), although without reaching the values of healthy controls. In contrast, FLG expression increased in these patients. Gene expression was corroborated by protein determination. No differences were detected at baseline in gene expression between PPI responders and non-responders.
No differences were observed in gene expression determined in serum after PPI treatment or between cases and controls, with the exception of IL-1β overexpression in patients with EoE.
The esophageal miRNA profile was analyzed in patients with EoE and controls, showing overexpression of four miRNAs that regulate proinflammatory pathways (miR-21-3p, miR7-5p, miR-223-3p and miR-664a-3p) and decreased expression of miR-375-3p (with protective effect on epithelial cells) in subjects with EoE. PPI-R patients presented basally higher expression of all detected miRNAs and these levels were restored after PPI treatment.
The changes observed in the esophagus did not correlate with serum.
Conclusions: The findings of this work show the restoration of gene and protein expression after PPI treatment in EoE, corroborating its anti-inflammatory and protective effect on the epithelial barrier. These molecular changes are not reflected systemically. On the other hand, the present study has described a profile of esophageal miRNAs whose expression levels discriminate PPI-R and PPI-NR at baseline and could constitute a tool for predicting the response to PPIs in these patients.
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