1.1 La complejidad del endotelio vascular
Hoy en día se reconoce que el endotelio vascular no es sólo una barrera física pasiva que separa la sangre de los tejidos circundantes: en realidad es un jugador activo, capaz de regular de forma continua y dinámica las funciones cardiovasculares fundamentales..
De forma inesperada, en respuesta al esfuerzo, los cambios del entorno químico, las fluctuaciones en la concentración de agentes vasoactivos, las células endoteliales pueden procesar mensajes múltiples y contradictorios, que coordinan todas las entradas para producir una respuesta eficiente. Éste es el resultado de la heterogeneidad de las células endoteliales gracias al cual el endotelio se considera un órgano complejo, cuyas propiedades superan a las de las células individuales.
Mediante la liberación de una variedad de mediadores (por ejemplo, óxido nítrico, prostaciclinas, endotelina, superóxido y tromboxano) las células endoteliales modulan la vasodilatación y la vasoconstricción, con un impacto neto sobre el flujo sanguíneo y la presión arterial. La cascada de la coagulación sanguínea, la fibrinólisis y la activación plaquetaria se regulan por factores endoteliales, al igual que la angiogénesis.
Se requiere un ajuste fino de la permeabilidad endotelial para procesos complejos como la inflamación y la respuesta inmune. Por esto se realiza un esfuerzo significativo para profundizar el conocimiento sobre los procesos inducidos por mediadores inflamatorios agonistas/inmunes para promover la generación de brechas intercelulares, lo que lleva a la diapédesis leucocitaria, el aumento de la liberación de moléculas y sustancias circulantes a través de la barrera endotelial.
Mientras que el paso de fluidos del espacio intravascular al intersticial ocurre por difusión y filtración, el paso de proteínas y macromoléculas se regula por uniones interendoteliales (vía paracelular) o transportadores bioquímicos, sistemas de transporte vesicular y fenestrado (vía transcelular). Entre los sistemas de uniones selectivas especializadas (de forma principal uniones adherentes y uniones estrechas), la cadherina endotelial vascular (VE-cadherina, también conocida como CD144) desempeña un papel fundamental, cuya fosforilación e internalización (inducida por mediadores como la histamina y factores de crecimiento del endotelio vascular) es responsable de las alteraciones de las propiedades de cribado endotelial.
Los defectos posteriores en la permeabilidad endotelial provocan edema y aumento de la presión intersticial, que a su vez induce compresión y alteración de la perfusión tisular.
Un deterioro de la función de barrera endotelial subyace a un espectro amplio de condiciones patológicas. Las alteraciones de la morfología y la función endotelial (engrosamiento de la íntima, proliferación de células de músculo liso, formación de placa fibrosa, cambios de la vasa vasorum, pérdida de óxido nítrico derivado del endotelio, hiperadherencia del revestimiento vascular hacia las plaquetas) son la base de los procesos que conducen a la aterosclerosis, que es responsable de enfermedades coronarias, cerebrales, arteriales periféricas y aórticas.
El término “disfunción endotelial” se utiliza para hacer referencia a la pérdida de la capacidad del endotelio para regular la resistencia vascular. Por tanto, esta alteración puede implicar cambios estructurales crónicos efectivos de la barrera celular endotelial (como en la hipertensión pulmonar y los trastornos neurodegenerativos) o también afecciones caracterizadas por una alteración transitoria de la morfología y la función endotelial, que se restablece casi a la normalidad después de la resolución de la fase aguda. Entre estas últimas se encuentra la sepsis, que se caracteriza por disfunción endotelial debida sobre todo a cambios funcionales (aumento de la adhesión y tráfico leucocitario, alteración del tono vasomotor, pérdida de la función barrera, cambios en el equilibrio hemostático y muerte celular programada), aunque en las células endoteliales también pueden ocurrir cambios estructurales (vacuolización nuclear, tumefacción citoplasmática, fragmentación citoplasmática, denudación y/o desprendimiento).
Sin embargo, hoy en día está claro que también es posible identificar una variedad de enfermedades, las llamadas enfermedades de permeabilidad paroxística (EPP), que se deben o agravan por la alteración recurrente de la permeabilidad endotelial, sin inflamación, degenerativa, lesión vascular isquémica y con restauración completa tras cada alteración paroxística. Entre estas afecciones se encuentran diferentes formas de angioedema primario (angioedema hereditario adquirido debido a deficiencia del inhibidor de C1, angioedema idiopático histaminérgico y no histaminérgico, angioedema hereditario con inhibidor de C1 normal), síndrome de fuga capilar sistémica idiopática y otras formas de edema periódico aún mal definidas (por ejemplo, edema retroperitoneal recurrente, síndrome de Gleich).
El cuadro clínico que sirve de “paradigma fisiopatológico y clínico” de esta entidad nosológica es sin duda el angioedema hereditario por deficiencia del inhibidor de C1 (AEH-INH-C1).
1.2 Angioedema hereditario
1.2.1 Angioedema con y sin ronchas
El angioedema es un edema localizado y autolimitado de etiología variable. Puede surgir con ronchas en el contexto de reacciones alérgicas o urticaria (aguda o crónica, espontánea o inducible) como resultado de la desgranulación de las células cebadas. El angioedema sin ronchas también puede estar mediado por histamina, pero también puede ser independiente de las células cebadas y, en este caso, se clasifica como una entidad separada y puede ser heredado o adquirido.
En 2014 se elaboró una clasificación integral de “angioedema sin ronchas”, y se identificaron tres tipos de angioedema hereditario (deficiencia genética del INH-C1, INH-C1 normal con mutaciones del factor XII y origen desconocido) y cuatro tipos de angioedema adquirido (debido a la deficiencia del INH-C1, relacionada con la ingesta de inhibidores de la ECA, histaminérgicos idiopáticos y no histaminérgicos idiopáticos).
El AEH-INH-C1 es un trastorno autosómico dominante debido a mutaciones en uno de los dos alelos de SERPING1, el gen que codifica INH-C1, ubicado en el cromosoma 11q12-q13.1. El gen consta de ocho exones distribuidos en 17 kb, con intrones que contienen secuencias repetitivas de Alu. Hasta ahora se documentaron más de 700 mutaciones diferentes que causan AEH-INH-C1..
Los efectos fenotípicos de estas mutaciones son deficiencias cuantitativas (AEH-INH-C1 tipo I, 85% de los casos) o funcionales (AEH-INH-C1 tipo II, 15% de los casos) en el INH-C1.
El AEH-INH-C1 tiene una prevalencia que varía de 1:50,000 a 1:100,000 en todo el mundo. La deficiencia adquirida del inhibidor de C1 (AEA-INH-C1) es de forma aproximada 10 veces más rara y se asocia de manera frecuente con enfermedades linfoproliferativas.
En la actualidad, se siguen descubriendo nuevas mutaciones subyacentes a la patogenia de algunas formas más desafiantes de angioedema, como una mutación en el gen de la angiopoyetina 1, en el gen del plasminógeno y en el gen del cininógeno.
Debido a la marcada heterogeneidad de las presentaciones clínicas y a la falta de una correlación directa genotipo-fenotipo, el conocimiento exhaustivo de los fenotipos del angioedema es crucial para un diagnóstico correcto y para elegir el enfoque terapéutico apropiado.
Entre el angioedema hereditario, la forma mejor caracterizada se debe a la deficiencia del inhibidor de C1 (AEH-INH-C1), que es el foco de la presente revisión.
1.2.2 El cuadro clínico del angioedema hereditario por deficiencia del inhibidor de C1 (AEH-INH-C1)
De forma clínica, el AEH-INH-C1 se caracteriza por un edema localizado, sin fóvea de la piel y los tejidos submucosos del tracto respiratorio superior y gastrointestinal, sin ronchas ni prurito importantes, debido a un aumento temporal de la permeabilidad vascular. Los episodios que afectan a las vías respiratorias superiores pueden ser rápidos, fatales y provocar asfixia, mientras que las crisis abdominales pueden ser tan dolorosas que pueden simular emergencias quirúrgicas.
En el AEH-INH-C1, el angioedema tiene una progresión lenta, con un aumento durante las primeras 12 a 36 horas y una remisión completa en 2 a 4 días.
En la primera descripción precisa del angioedema, Quincke observó que el “edema agudo circunscrito de la piel” (entonces titulado: “angioneurótico”) podría ocurrir con y sin urticaria. Tres siglos antes, Marcello Donati (De medica historia mirabili libri, Mantua) describió a un niño que presentaba ronchas (erupción) en la cara y angioedema de los labios después de comer huevos. En 1888, Osler presentó el cuadro clínico completo y la naturaleza familiar del angioedema hereditario (AEH). Estas tres descripciones fundamentales ya contienen los aspectos críticos que se deben tener en cuenta al tratar el angioedema.
La carga global del angioedema crónico recurrente es notable, debido a la discapacidad personal-doméstica-social y ocupacional y a la exposición al riesgo de muerte (cuando el tracto respiratorio se involucra y conduce a la asfixia). Junto con las limitaciones relacionadas con los episodios agudos, los pacientes experimentan un deterioro sustancial también entre los episodios debido al miedo a los próximos.
2 Fisiopatología del AEH-INH-C1
2.1 El sistema de activación por contacto (SAC) y el sistema calicreína/cinina (SCC)
Después de la descripción detallada del cuadro clínico del angioedema hereditario por Osler (1888), pasaron de forma aproximada 75 años hasta que un grupo de investigadores encabezado por la Dra. Virginia Donaldson (1963) descubrieron el papel central del inhibidor de C1 en la fisiopatología del AEH. Este descubrimiento fundamental inició el camino para el trabajo de muchos investigadores posteriores que contribuyeron a la comprensión de las vías patogénicas complejas subyacentes a esta condición clínica, lo que permitió probar y diseñar cada vez más terapias “dirigidas”.
El INH-C1 pertenece a la superfamilia de inhibidores de la serina proteasa (SERPIN) que en conjunto constituyen 20% de las proteínas plasmáticas. Es una glicoproteína de 478 residuos de aminoácidos codificados por el gen SERPING1 en el cromosoma 11. Regula varias serinas proteasas de los sistemas de coagulación, fibrinolítico, complemento y cinina y es el único inhibidor fisiológico conocido de C1r y C1s. Por tanto, el edema asociado con la deficiencia del INH-C1 se consideró de manera previa como resultado de una activación incontrolada del sistema del complemento, con liberación de una cinina de C2. Ahora se demostró que la inflamación que caracteriza al AEH-INH-C1 implica de formal principal la activación del sistema de contacto y la vía de formación de cininas. Estas vías se mueven desde el factor XII activado (FXIIa) y la calicreína plasmática (CP), ambos controlados por INH-C1, con escisión del cininógeno de peso molecular alto (CA) y liberación final de la bradicinina no peptídica (BC). La bradicinina se une a receptores B2 específicos (RB2), que son receptores acoplados a la proteína G que activan la vía del óxido nítrico (ON), provoca la producción de prostaciclina, desacoplamiento de las uniones de las células endoteliales, lo que mejora la permeabilidad endotelial y de forma final causa edema. Los RB2 son ubicuos y se expresan de forma constitutiva; en condiciones inflamatorias, el receptor de bradicinina B1 (RB1), otro receptor acoplado a la proteína G, puede expresarse y aumentar aún más la permeabilidad vascular. El RB1 no tiene afinidad por la BC, pero reconoce mejor la des-Arg9-BC que se origina en el truncamiento C-terminal de la BC por la carboxipeptidasa M o N.
Además, hoy en día se sabe que existen 2 proteasas principales generadoras de cinina: calicreína plasmática y calicreína tisular (CLC-1). Se considera que esta última tiene una acción protectora sobre las funciones cardiovascular y renal. La CLC-1 produce de forma principal Lys-BC a partir de un cininógeno de peso molecular bajo, que es equipotente con la BC en el receptor B2 humano, pero la CLC-1 no se asocia con AEH. Por otro lado, ya que Lys-des-Arg9-BC es la única secuencia de cinina natural con una afinidad subnanomolar por el RB1, esto sugiere que el sistema de calicreína tisular y el RB1 pueden integrarse con fuerza.
El bloqueo selectivo del RB2 con el icatibant es un tratamiento eficaz para los episodios de angioedema y mejora los resultados. Al contrario del RB2, la participación del RB1 en el AEH es difícil de identificar.
De forma inesperada, aunque los términos “sistema de calicreína/cinina” (SCC) y “sistema de activación por contacto” (SAC) a menudo se utilizan de forma errónea como sinónimos y, a pesar de la innegable superposición entre los dos sistemas, es de vital importancia subrayar que la activación del SCC (con la liberación posterior de BC) puede ser independiente de la activación del SAC, ya que la CP puede activarse tanto de manera dependiente como independiente del FXIIa. Además del FXIIa, otros activadores reconocidos de la precalicreína son la prolilcarboxipeptidasa (PCRP) y la proteína de choque térmico 90 (Pct90).
La mayor parte de la precalicreína plasmática (alrededor de 85%) circula en un complejo con el CA, por medio del cual se recluta a la superficie de las células endoteliales. De hecho, mediante sus dominios 3 y 5, el CA interactúa con la citoqueratina 1 (CQ1), el receptor C1q (RC1qg) y el receptor activador del plasminógeno urocinasa (RAPu) para formar un complejo de receptor multiproteína en la superficie endotelial. También el FXIIa puede unirse de forma directa a la superficie de las células endoteliales mediante mismo ensamblaje de multiproteínas, pero no es necesario que lo haga a los mismos sitios de unión que el CA.
El mecanismo o los mecanismos precisos por los que se produce el inicio de la cascada de formación de calicreína-cinina en la superficie de las células endoteliales es hasta este momento un misterio. La activación del plasma se produce tras la incubación con células endoteliales de la vena umbilical. La unión de proteínas plasmáticas dependientes de zinc al ensamblaje multiproteína descrito con anterioridad es un requisito para que tenga lugar la activación. Los datos in vitro apoyan tanto los mecanismos dependientes como los independientes del factor XII; los últimos requieren una proteasa derivada de células para activar la precalicreína y la presencia de CA y iones de zinc.
Algunas investigaciones recientes descifraron que el plasminógeno y el sistema de activación de contacto se acoplan de forma estricta y funcional, y que no sólo el FXIIa puede actuar como activador del plasminógeno, sino que también la plasmina puede actuar como activador del FXII.
La hiperactivación anormal de SAC/SCC, con aumento de la producción de BC desde el CA mediada por la CP, se considera en la actualidad el principal desencadenante de los episodios.
De hecho, la primera estrategia de tratamiento utilizada fue el reemplazo de la proteína deficiente con el concentrado del inhibidor de C1. Más adelante, la evidencia de la eficacia del icatibant sirvió como confirmación adicional de que el receptor B2 de la bradicinina expresado de forma constitutiva desempeña un papel clave en la patogénesis del AEH.
Evidencias recientes muestran que los mecanismos inflamatorios (por ejemplo, la heparina liberada de las células cebadas activadas por alérgenos) pueden iniciar la formación de la bradicinina y sus metabolitos de degradación (algunos de los cuales, como Des-Arg BC, son mediadores activos del angioedema) y que la regulación de los receptores B2 de la bradicinina (y de forma posible también los receptores B1) desempeñan un papel crucial en la hiperpermeabilidad vascular inducida por bradicinina. Sin embargo, como se mencionó con anterioridad, con respecto al papel de los receptores B1 en humanos, se requiere precaución al traducir los resultados de los estudios experimentales a situaciones clínicas.
Dado que la falta del INH-C1, así como su actividad reducida es constante, como lo demuestran los niveles bajos del componente 4 del complemento (C4) que es una alteración bioquímica encontrada en la mayoría de los pacientes, la observación de que los episodios son recurrentes y los pacientes son asintomáticos por completo durante las fases intercríticas es intrigante y desafiante. La implicación directa es la presencia de cofactores inducibles, que pueden tener un papel para determinar la aparición y el desarrollo de los episodios agudos (la mayoría de los cuales son impredecibles, incluso si las infecciones agudas, los traumas y el estrés psicológico se reportan de forma frecuente como desencadenantes). También se plantea la hipótesis del papel de los cofactores para explicar las razones por las que la enfermedad se caracteriza por una imprevisibilidad intrínseca alta (momento y características de las recurrencias de los episodios), tanto entre los familiares afectados como en el mismo paciente a lo largo de diferentes períodos de la vida.
Dado que la actividad de la BC se dirige a las células endoteliales, que a su vez son responsables de la pérdida de plasma en el espacio intersticial y de la formación de angioedema, es de suma importancia comprender la actividad y la función de las células endoteliales en este entorno.
El conocimiento actual sobre las células endoteliales en AEH-INH-C1 es el objetivo de esta revisión.
2.2 El endotelio durante los episodios de angioedema.
2.2.1 El papel crucial del endotelio durante el contacto: activación del sistema calicreína/cinina
El endotelio tiene un papel crucial en el desencadenamiento de los episodios de angioedema, por medio de la activación del sistema local SAC/SCC. De hecho, el factor XII, el principal activador del sistema de contacto, se encuentra en las paredes de los vasos después de la exposición de un sitio de unión. El receptor real es un tema de debate: las moléculas cargadas de forma negativa se proponen por Hofman y colaboradores porque activan de forma rápida la enzima in vitro (por ejemplo, caolín o sulfato de dextrano), mientras que, como se mencionó con anterioridad, otros autores sugieren un papel para un receptor de proteína, a saber, el receptor del activador del plasminógeno urocinasa (RAP-u) y complejo de citoqueratina-1 (CQ-1).
De cualquier manera, la autoactivación del factor XII activa la CP, que a su vez proteoliza al CA y libera la BC, que ejerce su actividad paracrina por medio del RB2 expuesto en las propias células endoteliales. La activación del sistema de contacto tiene el potencial de extenderse de forma sistémica debido a la forma soluble activada del factor XII (FXIIa-ß).
Los mecanismos subyacentes, que impulsan el inicio del proceso en un área determinada en lugar de otra, y las razones por las cuales las reacciones tienden a ocurrir de forma local en lugar de extenderse de manera sistémica aún no se conocen. Sin embargo, se plantea la hipótesis de un cebado local de las células endoteliales, lo que permite explicar también las razones por las que a veces un episodio involucra diferentes sitios no adyacentes al mismo tiempo.
La unión del INH-C1 a las células endoteliales activadas se demostró. No obstante, la influencia de esta unión sobre la actividad reguladora del INH-C1 de los sistemas de complemento y contacto es controvertida. Se demostró que la calicreína plasmática es menos susceptible de forma relativa a la inhibición por el INH-C1 cuando se une a las células endoteliales.
En primer lugar, el socio de unión del INH-C1 en la superficie endotelial no está identificado y puede variar en diferentes situaciones. Se demostró que el INH-C1 derivado del plasma se une con afinidad baja a las moléculas de adhesión de P- y E-selectina expresadas en la superficie de las células endoteliales en las primeras etapas de la inflamación. De hecho, Kajdácsi y colaboradores demostraron que las células endoteliales se activan durante los episodios de AEH en pacientes con deficiencia de INH-C1 y que la E-selectina soluble aumenta de forma significativa en el plasma de los pacientes. En este contexto, la unión del INH-C1 a las moléculas de selectina en la superficie endotelial sirve para localizar y concentrar al INH-C1 en estos sitios, lo que resulta en una inhibición local más eficiente de la activación del complemento y los sistemas de contacto.
Por otro lado, estudios recientes sugieren una implicación no reconocida con anterioridad de las ficolinas y las proteasas de serina asociadas a manosa (MASP) en la fisiopatología del AEH-INH-C1. La evaluación de la vía de la lectina del complemento durante los episodios y el periodo sin síntomas sugiere una activación de la vía de ficolina-lectina durante los episodios. En particular, los niveles séricos de la proteasa de serina 1 asociada a manosa (MASP-1) y su formación de complejo con el INH-C1 se relacionan con la gravedad del AEH-INH-C1.
Además, se demostró un nuevo mecanismo de producción de bradicinina por MASP-1, independiente del factor XII y la calicreína. De forma definitiva, MASP-1 contribuye a un efecto aún no reconocido sobre los niveles de bradicinina en pacientes con AEH-INH-C1.
La unión de INH-C1 a las células endoteliales, tanto por medio de ficolinas como de lectinas, está mediada por el carbohidrato unido a la molécula, en especial en su dominio N-terminal. El impacto de la glicosilación del INH-C1 en la unión del INH-C1 a las células endoteliales está a la espera de investigarse.
2.2.2La búsqueda de un biomarcador
El AEH-INH-C1 se caracteriza por la naturaleza impredecible de los episodios, que a veces pueden ser provocados por desencadenantes conocidos, pero que con mayor frecuencia afectan a los pacientes de forma inesperada. La frecuencia, la gravedad y la ubicación de los episodios difieren de un paciente a otro e, incluso en el mismo paciente, pueden cambiar a lo largo de la vida. La gravedad del fenotipo clínico influye mucho en la carga de la enfermedad y en la calidad de vida de los pacientes..
Además del diagnóstico correcto de AEH-INH-C1, que tiene criterios claros y aceptados en todo el mundo, la identificación de biomarcadores específicos de la enfermedad que pueden identificar la actividad de la enfermedad y la respuesta a la terapia es una cuestión abierta. Algunas condiciones clínicas pueden ser confusas también para pacientes con diagnóstico firme de AEH-INH-C1. Por ejemplo, los episodios abdominales en pacientes con AEH-INH-C1 a veces imitan el abdomen agudo quirúrgico (mientras que los pacientes con AEH-INH-C1 también pueden sufrir dolor abdominal de diferente etiología como en la población general); hasta ahora la respuesta a la terapia es fundamental para distinguir estas entidades clínicas; un biomarcador de episodio agudo puede ser útil para descifrar estas complejas situaciones.
Aunque el INH-C1 y C4 son biomarcadores cruciales de diagnóstico, no se pueden medir en todos los entornos hospitalarios de forma rutinaria y nunca en entornos de emergencia, por lo que los resultados suelen estar disponibles unos días o semanas después (aunque los valores de C4 pueden estar disponibles en un día en algunos centros). En 2016 Bork y colaboradores demostraron que el tiempo acortado de tromboplastina parcial activada (TTPa) puede ayudar a diagnosticar AEH-INH-C1 y AEA-INH-C1 cuando no hay otras pruebas disponibles, sobre todo en situaciones de emergencia. El TTPa es una prueba de detección de rutina y fácil para las vías intrínsecas y comunes de la coagulación sanguínea plasmática. Se encontraron niveles plasmáticos elevados de dímero D, un marcador de la degradación de la fibrina, en pacientes con AEH-INH-C1 tanto en el período libre de síntomas como durante los episodios agudos. El TTPa y el dímero D se pueden obtener en entornos hospitalarios y también en casos de emergencia, pero ambos no son específicos para el angioedema, por lo que de manera probable no sean útiles en la rutina diaria.
La búsqueda de biomarcadores ideales es una tarea muy difícil. Kaplan y Maas explican en una revisión publicada de manera reciente las características fundamentales de una molécula para ser nombrada un biomarcador. No es sólo una molécula cuya cantidad o actividad se correlaciona con una característica de la enfermedad, también necesita ayudar con el manejo de los pacientes de una manera práctica. Por lo tanto, debe tomarse de un tipo de muestra de fácil acceso, como la sangre, y tener una vida media prolongada en sangre. Además, se solicita que los ensayos disponibles tengan un conjunto mínimo de propiedades; deben ser específicos y sensibles, robustos, rápidos, asequibles y sostenibles desde un punto de vista económico.
La vida media es un punto fundamental que obstaculiza a los científicos a utilizar la bradicinina como biomarcador; es un potencial obvio por su vínculo patobiológico con los mecanismos de la enfermedad, pero su vida media es demasiado corta y su medición es un desafío técnico. Para evitar este obstáculo, Suffritti y colaboradores intentaron y lograron encontrar un sustituto de la BC que puede utilizarse como biomarcador. En 2014 se demostró que el cininógeno de peso molecular alto escindido (CAc), producido por la escisión de la BC desde el CA, se correlaciona con estados de enfermedad en el AEH-INH-C1. Los niveles plasmáticos del CAc son más bajos en pacientes con episodios poco frecuentes (<12 episodios/año). Su utilidad práctica se demostró de forma reciente en un ensayo clínico, en el que se utilizó el ensayo de transferencia Western que mide el CAc para evaluar el perfil farmacodinámico del lanadelumab, un anticuerpo monoclonal inhibidor de la calicreína. Este ensayo tiene numerosas limitaciones prácticas que se superaron por un inmunoensayo para la detección de CAc que utilizó un método ELISA de anticuerpos monoclonales desarrollado en 2017 por Hofman y colaboradores.
Aunque lejos de utilizarse en la vida práctica, hay muchas propuestas de nuevos biomarcadores y las fuentes más prometedoras son los componentes del sistema de contacto con el plasma, los relacionados con las células endoteliales y los factores inflamatorios.. Este escrito se centra en los mediadores vasoactivos y derivados del endotelio, de acuerdo con el tema de esta revisión.
Dado que la BC aumenta en el plasma de los pacientes con AEH-INH-C1, como lo demuestran las evidencias expuestas del consumo del CA incluso durante la fase de remisión, se planteó la hipótesis de un mecanismo de conservación de la homeostasis, que conduce a una mayor vasoconstricción y a un aumento liberación de factores antipermeabilidad en el plasma de pacientes con AEH-INH-C1, con el fin de contrarrestar la actividad de la BC. De forma inesperada, como se explica en detalle en el siguiente párrafo, los factores de crecimiento endotelial vascular (FCEV-A, FCEV-C), angiopoyetina 1 (Angpt1) y 2 (Angpt2), adrenomedulina y fosfolipasa A2 (FLA2), todos conocidos por impulsar la vasodilatación y permeabilización, aumentaron en las fases intercríticas.
FCEV-A y FCEV-C se expresan en una variedad amplia de tejidos, como las células endoteliales, en respuesta a la hipoxia tisular. Sus niveles plasmáticos son más altos en los pacientes durante la fase intercrítica que en los controles normales; además, son mayores de forma significativa en pacientes con episodios más frecuentes, lo que sugiere un papel patogénico como factores predisponentes. Las concentraciones plasmáticas de FCEV-A y FCEV-C no se alteran durante el episodio en comparación con la remisión.
Angpt2, factor proangiogénico implicado en la homeostasis endotelial, producido de forma principal por células endoteliales, muestra un patrón similar en la fase de remisión, que es mayor en los pacientes con AEH-INH-C1 y, entre ellos, en aquellos con episodios más frecuentes.
Angpt2, así como la proteína tirosina fosfatasa endotelial vascular (PTF-EV), disminuye la expresión del receptor de tirosina cinasa Tie2, que se localiza de forma predominante en las células endoteliales vasculares y desempeña un papel central en la estabilidad vascular. De hecho, Angpt2 contrarresta los efectos estabilizadores de Angpt1: Angpt1 es capaz de activar Tie2, ya que induce su autofosforilación, lo que disminuye la activación de vías de transmisión de señales, esto estabiliza el endotelio y garantiza la integridad de la unión celular; por el contrario, Angpt2 inactiva Tie2, esto desestabiliza la vasculatura y hace que las células endoteliales respondan mejor a los efectos del FCEV y otras citocinas inflamatorias, lo que aumenta la permeabilidad endotelial.
La relación Angpt2/Angpt1 disminuyó durante los episodios de angioedema; de hecho, las concentraciones de Angpt1 aumentaron durante los episodios en comparación con los períodos sin síntomas, mientras que los niveles de Angpt2 no se alteraron.
La identificación reciente de una mutación sin sentido en el gen de la angiopoyetina 1 (ANGPT1, c.807G> T, p.A119S) en una familia con “AEH desconocido” de forma previa destaca que en estos pacientes una reducción de las formas multiméricas de Angpt1 conduce a una capacidad reducida para unirse al receptor Tie2, con el resultado de una mayor fuga vascular. Este descubrimiento traza posibles vínculos entre diferentes tipos de angioedema hereditario, lo que destaca una vez más la complejidad de los sistemas involucrados y las probables interacciones cruzadas entre diferentes mediadores y vías de transmisión de señales.
Las células endoteliales sanguíneas y la permeabilidad vascular pueden modularse por la superfamilia de la fosfolipasa A2 (PLA2), incluida la PLA2 secretada (PLA2s) y la acetilhidrolasa del factor activador de plaquetas (FAP-AH). De manera reciente, se describió que los niveles plasmáticos del grupo 2A de la PLA2s (PLA2G2A) y la FAP-AH se alteran en pacientes con AEH-INH-C1 durante períodos sin síntomas en comparación con pacientes sanos. Se encontraron diferencias para FAP-AH entre pacientes con una frecuencia alta versus baja de episodios pero no para la actividad de PLA2s. También se demostró que tanto la actividad PLA2s como la FAP-AH se reducen durante los episodios si se comparan con la condición basal. Por tanto, pueden ser biomarcadores potenciales para distinguir la fase de episodio agudo del período de remisión.
A diferencia de los mediadores antes mencionados, se encontró que los niveles de endotelina-1 y arginina vasopresina, péptidos derivados de forma respectiva del endotelio y del hipotálamo, que tienen actividad vasoconstrictora, no fueron diferentes en el AEH-INH-C1 en comparación con el control normal. Durante un episodio agudo de AEH aumentan la endotelina-1 y la arginina vasopresina y, en teoría, tienen un papel para contrarrestar la actividad de la BC; la adrenomedulina, un péptido de expresión amplia, tiene actividad vasodilatadora, pero contrarresta la vasopermeabilización impulsada por la BC, y también se encuentra elevada durante los episodios.
Otro mediador que merece cierta atención es el óxido nítrico (ON), una molécula vasoactiva que se libera de forma fisiológica por el endotelio por medio de la sintasa endotelial del óxido nítrico (ONSe). Es notable que la actividad de la ONSe se regula por muchas proteínas, entre ellas la Pct90, lo que respalda la hipótesis de que la actividad de la ONSe se puede alterar en caso de que se libere Pct90 después de la activación endotelial. Demirtuk y colaboradores observaron que los niveles plasmáticos de la ONSe aumentan en pacientes con AEH-INH-C1 tanto en remisión como durante los episodios, y los metabolitos de la ONSe se elevan durante el episodio. Esto puede reflejar un estado sostenido de hiperpermeabilidad en pacientes con AEH-INH-C1 y hacer de esta vía una fuente potencial de biomarcadores, incluso si se necesitan más estudios.
Las moléculas de adhesión VE-cadherina, endocan y la molécula de adhesión de células vasculares 1 (MAEV-1) mostraron un aumento en los pacientes con AEH-INH-C1, y por tanto representan biomarcadores potenciales.
Para finalizar, se demostró que tanto el antígeno del factor von Willebrand (antígeno fvW) como la actividad de unión al colágeno (actividad fvWuc), importante cofactor implicado en el proceso de coagulación, aumentan en los pacientes con AEH-INH-C1.
Observaciones recientes muestran que los niveles de productos oxidativos del metabolismo (especies reactivas de oxígeno, ERO) son más bajos en los controles que en los pacientes con AEH-INH-C1y AEH- FXII y que las ERO son más altas en los sujetos con AEH-INH-C1 que en los sujetos con AEH- FXII.
En la Tabla 1 se muestra un resumen de mediadores, con indicaciones sobre su papel biológico junto con los cambios observados en pacientes con AEH-INH-C1 tanto durante la remisión como durante el episodio agudo.
La figura 1 destaca el papel crucial del endotelio en la fisiopatología de AEH-INH-C1.
3 | Métodos in vitro para obtener información sobre los mecanismos subyacentes al AEH-INH-C1
Las monocapas de células endoteliales son un buen modelo in vitro para estudiar diferentes aspectos de la fuga vascular. Cuando se forma una monocapa, las células endoteliales cultivadas se conectan entre sí mediante uniones celulares (como las uniones adherentes, estrechas y de separación) que son esenciales para garantizar la integridad vascular y controlar la permeabilidad. Los factores vasopermeabilizantes, como la BC, pueden inducir la modificación del citoesqueleto y la formación de espacios paracelulares que pueden estudiarse in vitro.
3.1 Sistemas bidimensionales
De forma tradicional, se utilizan dos enfoques experimentales para evaluar la permeabilidad vascular en el cultivo de células endoteliales: la difusión de macromoléculas marcadas a través de una monocapa celular cultivada en un filtro poroso (ensayos de permeabilidad transwell) y las mediciones de resistencia eléctrica transendotelial (RETE) por impedancia de monocapas celulares.
Ambos métodos ofrecen algunas ventajas, pero también presentan algunas limitaciones en cuanto a sensibilidad, tiempo y resolución espacial y viabilidad.
Las mediciones de impedancia permiten monitorear los cambios en la monocapa celular en tiempo real y son ideales para periodos de tiempo de estudio; además, proporcionan una sensibilidad alta. Sin embargo, esta técnica, además de ser cara, tiene una resolución espacial limitada debido al tamaño de los electrodos utilizados. Además, la permeabilidad se evalúa de forma indirecta y no permite la identificación de la causa real del cambio en la impedancia que puede deberse a cambios en los contactos célula-célula, pero también puede ser causado por otros factores, como corrientes de iones alteradas, adherencia a los microelectrodos o permeabilidad de la membrana celular.
El ensayo transwell permite la evaluación de la selectividad de tamaño de las barreras intercelulares ya que se pueden emplear diferentes tamaños (de 4 a 150 kDa) de macromoléculas marcadas como trazadores macromoleculares. La elección de las moléculas trazadoras adecuadas es fundamental, deben preferirse las moléculas extrañas al sistema en estudio, ya que de lo contrario no se puede excluir la activación celular o la transcitosis. Las limitaciones de este enfoque son su sensibilidad baja, el tiempo de retraso entre las mediciones, la necesidad de una cobertura absoluta de la membrana transwell por la monocapa celular, para evitar fugas inespecíficas y la dependencia del soporte utilizado (diferente material y tamaño de poro) que puede alterar la adhesión celular a el sustrato.
El principal inconveniente de ambos métodos es que ninguno permite la resolución espacial de los cambios locales en la permeabilidad endotelial, un aspecto importante para estudiar in vitro el mecanismo del AEH. Además, ambos ensayos son incapaces de evaluar la permeabilidad en la monocapa endotelial cultivada en sustratos 3D y expuesta a la tensión de cizallamiento, una característica clave de la fuga inducida por bradicinina en el AEH.
De forma más reciente, se desarrolló un tercer método para evitar estas limitaciones. Este método se denomina ensayo eXpress Permeability Testing (XPerT) y permite tanto la visualización como la cuantificación rápida de la permeabilidad transmonocapa. Este ensayo aprovecha las interacciones de afinidad alta de una avidina conjugada con ITCF, añadida en el medio de cultivo, a la matriz extracelular biotinilada (gelatina o colágeno) inmovilizada en el fondo de los recipientes de cultivo.
Existen muy pocos trabajos que evalúen en forma directa la permeabilidad en el contexto del AEH-INH-C1 mediante modelos in vitro e in vivo de fuga vascular.
Bossi y colaboradores utilizaron un sistema de modelo transwell para investigar el efecto sobre la permeabilidad vascular inducido por muestras de plasma obtenidas de pacientes con deficiencia de INH-C1. Demostraron que el plasma durante un episodio (PDE) induce una fuga vascular, mientras que el plasma en remisión (PER) provoca un efecto modesto. El efecto de permeabilización plasmática se retrasó en comparación con el efecto rápido de la bradicinina y se evitó mediante el bloqueo de la interacción entre el receptor gC1q y el cininógeno de peso molecular alto, así como mediante una combinación de antagonistas de los receptores B2 y B1, mientras que se inhibió de forma parcial mediante el uso de un antagonista a la vez. Concluyeron que, además del receptor B2 ya reconocido, tanto el receptor B1 como el receptor gC1q intervienen en la fuga vascular inducida por el plasma de pacientes afectados por angioedema hereditario y adquirido por deficiencia del inhibidor de C1. Dado que el papel de RB1 en pacientes con AEH-INH-C1 es controvertido, proponen múltiples vías para generar péptidos relacionados con la BC a partir de la sangre, el uso de activadores específicos y/o agentes inhibidores puede ser informativo para resaltar los mecanismos subyacentes a las observaciones informadas.
Los resultados in vitro se confirmaron mediante experimentos in vivo en ratas macho Wistar Kyoto. La permeabilidad de los vasos mesentéricos a la albúmina de suero bovino marcada con isotiocianato de fluoresceína (ASB-ITCF) después de la administración tópica de PDE o PER se analizó mediante microscopía intravital. El PDE provocó la extravasación de ASB-ITCF, mientras que el PER no logró inducir la fuga vascular. La fuga de ABS-ITCF se anuló de forma total por la reperfusión con una mezcla de antagonistas RB1 y BR2 antes de la adición del PDE.
Debreczeni y colaboradores eligieron modelos in vitro alternativos de fuga vascular para investigar el efecto de MASP-1 sobre la permeabilidad endotelial. Demostraron que MASP-1 tiene efectos potentes de aumento de la permeabilidad; la detección microeléctrica en tiempo real reveló que MASP-1 disminuye la impedancia de las monocapas de CEVUH y el ensayo XperT demostró un aumento dependiente de la dosis de MASP-1 del transporte paracelular endotelial. Además, demostraron que los mecanismos moleculares subyacentes a este fenómeno comprenden la movilización de Ca2+ intracelular mediada por el receptor 1 activado por proteasa, la fosforilación de la cadena ligera de miosina dependiente de la activación de la cinasa Rho (CR), el reordenamiento de la actina citoesquelética y la alteración de las uniones interendoteliales. Para finalizar, usaron un microarreglo de transcriptoma completo que muestra que MASP-1 alteró de forma significa la expresión de 25 genes relacionados con la permeabilidad, entre los cuales el más importante es el aumento de la expresión del receptor de bradicinina RB2. Por lo tanto, especularon que MASP-1 puede desempeñar un papel en el mecanismo patológico de enfermedades, donde la formación de edema y la activación de la vía de la lectina del complemento se presentan de forma simultánea; y plantean la posibilidad de que MASP-1 pueda ser un objetivo prometedor para el desarrollo de fármacos antiedema. Sin embargo, se necesitan más experimentos para aclarar el papel exacto de MASP-1 en la generación de cininas fisiológicas y en AEH.
3.2 Sistemas tridimensionales
De manera reciente, se dedicó mucho trabajo al diseño de nuevos dispositivos tridimensionales de microfluidos, que permiten cultivar células endoteliales y estudiar la función de barrera endotelial en condiciones de flujo fisiológico dinámico.
Algunos de estos sistemas constituyen herramientas poderosas, que controlan de manera estricta el microambiente fluido, dinámico, mecánico y químico.
Con el fin de estudiar las alteraciones de la permeabilidad de las células endoteliales, se diseñaron los “chips microvasculares”, un modelo in vitro que reproduce características importantes de las redes de microvasos.
Las redes de microcanales (compuestas por cuatro puntos de ramificación sucesivos y la sección cuadrada más pequeña de 30 μm) se fabricaron con una técnica de litografía blanda. La entrada del microchip se conecta a un depósito de líquido a través de un tubo de silicona, y la salida a una jeringa de 1 ml instalada en una bomba de jeringa de alta precisión (KDS Legato 110) utilizada en modo de extracción al caudal impuesto. Despúes, las superficies internas de los canales se recubrieron con fibronectina, para después cultivar células endoteliales de la vena umbilical humana (CEVUH) dentro de las redes, en presencia de un flujo constante de medio de cultivo, lo que garantiza un nivel fisiológico relevante de fluido en la pared. Mediante este procedimiento, las células endoteliales formaron una monocapa confluente en todas las paredes del circuito, lo que mostró un glucocáliz que recubre por completo el lumen de los microcanales.
Después de crear una monocapa continua en los canales, las CEVUH se tiñeron y después se expusieron a un flujo constante de medio de cultivo (control), plasma de voluntarios sanos o bradicinina (Sigma, EE. UU.) diluida en el medio de cultivo de las células endoteliales.
Se realizaron estudios de permeabilidad que evaluaron las interacciones de afinidad alta entre el ligando, la avidina conjugada con isotiocianato de fluoresceína (agregada a la solución de perfusión al final) y la fibronectina biotinilada que se utilizó como matriz.
Imágenes obtenidas con microscopio con fluorescencia confocal de escaneo láser revelaron que no se puede detectar una diferencia importante en el pico o ancho del histograma de intensidad de fluorescencia entre el control y el plasma al 50% de un voluntario sano, mientras que en el circuito expuesto a una solución de 25 μM de bradicinina, el histograma se desplaza de forma clara a valores de intensidad mayores en comparación al obtenido para el control. Por lo tanto, la red de microfluidos fue capaz de detectar cambios en la permeabilidad endotelial inducidos por un mediador permeabilizante como la bradicinina, el sistema experimental parece prometedor para obtener conocimientos más profundos sobre los mecanismos subyacentes al AEH, así como otras formas aún más raras de angioedema.
La figura 2 resume los sistemas 2D y 3D mencionados con anterioridad utilizados para investigar la fisiopatología del AEH-INH-C1.
4 Métodos in vivo para investigar los mecanismos subyacentes al AEH-INH-C1
4.1 Estudios en modelos animales
Con el fin de investigar el papel del INH-C1 in vivo e imitar al AEH, se generaron tres modelos diferentes de ratones que no expresan INH-C1.
En el primer modelo, generado por captura de genes, el gen Serping1 se dirigió a un sitio unión en el intrón 6 (210 pb que aumenta el exón 7). La expresión del gen Serping1 no se abolió por completo, pero da como resultado la transcripción de una variante incompleta de INH-C1 compuesta por los exones 1-6 fusionados para construir un gen informador codificado (β-geo).
El segundo se generó por mutagénesis aleatoria, una transición de una sola base (G a A) en la posición +1 en el sitio donante de la unión del intrón 2 provocó la omisión del exón 2 y un cambio de marco posterior que resultó en la abolición completa de la síntesis de la proteína INH-C1.
Por último, para el tercero, se utilizó la tecnología CRISPR/Cas9 para generar un ratón con deficiencia de INH-C1 en el que una eliminación de 10pb creó un cambio que provocó la introducción de un codón de parada prematuro en el exón 3 y la producción de una proteína truncada que consta de 43 aminoácidos.
En ninguno de los tres modelos se detectó la proteína del INH-C1, sin embargo, estos ratones presentaron fenotipos con diferencias leves.
Tanto el primero como el tercer modelo de ratón comparten un fenotipo común; presentan aumento de la permeabilidad vascular de la piel y órganos internos y disminución de los niveles de INH-C1 y C4. Además, al igual que en el ser humano, se demostró en el primer modelo la reversión de la fuga vascular mediante el tratamiento con el INH-C1 humano, ecalantida (un inhibidor de la calicreína plasmática), o el antagonista del RB2 de la bradicinina, icatibant. Sin embargo, ninguno de los modelos desarrolló episodios de edema espontáneo o desencadenado en piel u órganos comparables a los de los pacientes con AEH.
Por el contrario, el segundo modelo muestra un fenotipo más cercano a los pacientes con AEH. Los ratones Serping1-/- presentaron una permeabilidad vascular normal en condiciones no estimuladas, mientras que estímulos como la aplicación tópica de heparina provocaron una fuga vascular excesiva. Además, las inyecciones intradérmicas de heparina y C48/80 (un degranulador de células cebadas y eosinófilos) desencadenaron un edema cutáneo excesivo que excedió la fuga observada en ratones WT.
Sin embargo, ninguno de los modelos de ratón mostró episodios espontáneos de edema de piel u órganos como en la enfermedad humana.
En general, existe un aumento de la permeabilidad vascular en estos modelos de ratones que no expresan INH-C1; aunque no se realizaron estudios directos sobre el endotelio, se sugiere su papel en la fuga vascular. Han y colaboradores mostraron una correlación entre la permeabilidad vascular periférica y la activación del RB2 de la bradicinina, que se expresa de forma constitutiva en las células endoteliales. El tratamiento con el antagonista del RB2 icatibant protegió a los ratones que no expresan el INH-C1 del aumento de la permeabilidad vascular. Además, los ratones con doble deficiencia (Serping1-/-, Bdkrb2-/-), que no expresan INH-C1 y RB2, mostraron una permeabilidad vascular disminuida en comparación con los ratones deficientes en sólo el INH-C1.
De manera probable, un mejor modelo para evaluar el papel del endotelio en la permeabilidad vascular puede ser un animal que no expresa el tejido específico en el que el RB2 se elimina sólo en las células endoteliales.
De forma reciente, se generó una rata transgénica específica para el tejido que sobreexpresa el RB2 de la bradicinina en células endoteliales (másRB2) que usa el promotor de la cadherina endotelial vascular.
A diferencia de los modelos múridos anteriores, los episodios de angioedema agudo se pudieron inducir en estas ratas mediante aplicaciones tópicas de aceite de mostaza. Además, aunque no se observó edema de la piel, algunos animales presentaron edema intestinal, lo que indica la aparición espontánea y esporádica de angioedema abdominal.
Otro enfoque que se utiliza para replicar la deficiencia del INH-C1 asociada con AEH en modelos de ratón es la eliminación mediante el uso de oligonucleótidos antisentido (OAS)..
Bhattacharjee y colaboradores identificaron un OAS dirigido al INH-C1 que redujo de forma eficaz la expresión del ARNm de INH-C1 en el hígado y los niveles plasmáticos de INH-C1. De manera similar, a los ratones Serping1-/-, los ratones tratados con INH-C1 OAS no exhibieron los eventos de edema espontáneo observados en pacientes con AEH, pero mostraron una mayor permeabilidad vascular basal como se observa en dos de los modelos que carecen del INH-C1.
Además de la permeabilidad vascular periférica, también se investigó el efecto de la disminución del INH-C1 sobre la integridad de la barrera hematoencefálica (BHE) y la función cerebral.
El INH-C1 circulante se eliminó en ratones de tipo salvaje al utilizar OAS, sin afectar su expresión en las células inmunitarias periféricas o el cerebro. Se demostró que la disminución a largo plazo del INH-C1 endógeno circulante causa disfunción neurovascular, neuroinflamación y déficits conductuales mediados por la activación de la vía de la cinina vascular. Aunque este artículo no se relaciona en forma directa con el angioedema, los autores realizaron una investigación sobre las células endoteliales en el cerebro que podría aplicarse también para investigar el papel del endotelio en el angioedema. Encontraron aumentos significativos en la expresión génica del RB1 y el RB2 en los cerebros de ratones tratados con el INH-C1 OAS en comparación con los controles. Además, al analizar las células endoteliales del cerebro, mostraron una disminución de la expresión de CD31, PECAM1 y ocludina, una proteína de unión estrecha que se degrada con una mayor permeabilidad de la barrera hematoencefálica, en la región CA1 del hipocampo en ratones tratados con INH-C1 OAS.
4.2. Estudios en pacientes con AEH-INH-C1
4.2.1. Análisis de variabilidad de la frecuencia cardíaca
Al investigar posibles desencadenantes o factores precipitantes para diferentes tipos de EPP, está claro que, algunos factores son detectables con mayor facilidad, como por ejemplo, traumatismo, cirugía o ciclo menstrual para el AEH-INH-C1 o esfuerzo físico intenso e infecciones, afecciones inflamatorias tanto para el AEH-INH-C1 como para enfermedades como el síndrome de extravasación capilar sistémica idiopática, otros a menudo se reportan por los pacientes pero su relación con las recurrencias es más compleja, como con eventos estresantes.
Se sabe que el estrés mental, mediante la activación del sistema simpaticooadrenal, activa tanto la coagulación como la fibrinólisis.
Dado que, como se mencionó con anterioridad, está emergiendo el papel de la fibrinólisis como desencadenante general de episodios, no debe subestimarse el vínculo entre el estrés, la hiperfibrinólisis y la activación del sistema de contacto.
La frecuencia y la gravedad de las recurrencias de angioedema difieren de un paciente a otro y en el mismo paciente a lo largo de la vida. Los niveles plasmáticos del INH-C1 no explican de manera satisfactoria la variabilidad de los fenotipos clínicos. En las recurrencias del angioedema, la liberación de la bradicinina se produce de forma local y se facilita por el trauma y el estrés psicológico. Si bien suena lógico especular que las células endoteliales lesionadas por un trauma pueden convertirse en activadores locales del sistema de contacto, las vías que relacionan el estrés psicológico con una mayor permeabilidad endotelial no son tan obvias.
Para investigar la modulación del sistema nervioso autónomo (SNA) en pacientes afectados por angioedema hereditario por deficiencia del inhibidor de C1, se realizó un análisis de variabilidad de la frecuencia cardíaca en pacientes con AEH-INH-C1, en estado de reposo y en una condición controlada de estrés inducido por el desafío ortostático (prueba de inclinación). Se estudiaron 23 pacientes con AEH-INH-C1 en remisión y 24 voluntarios sanos.
Se registró un electrocardiograma de tres derivaciones, latido a latido, la presión arterial y los movimientos respiratorios durante 10 minutos en clinostatismo (reposo, R) y durante 10 minutos en ortostatismo y se utilizó una mesa basculante con la cabeza hacia arriba con una inclinación de 75° (inclinación, I). El análisis espectral autorregresivo permitió identificar los principales patrones oscilatorios incrustados en la señal: oscilaciones de frecuencia baja (FB, que van de 0.04 a 0.15 Hz), marcadores de la modulación simpática; de frecuencia alta (FA, que va de 0.15 a 0.4 Hz), marcador de la modulación parasimpática, sincrónico con la respiración. Se recolectaron muestras de sangre en reposo e inclinación para evaluar los niveles antigénicos y funcionales del INH-C1, antígenos C1q y C4, CAc y catecolaminas plasmáticas.
Los resultados muestran que la presión arterial sistólica media (PAS) fue más alta de forma significativa en los pacientes con AEH-INH-C1 que en los controles tanto en R como durante I.. La inclinación indujo un aumento significativo en la PAS y su variabilidad sólo en los controles, pero no en el grupo de pacientes con AEH. Las unFB (unidades normalizadas de frecuencia baja, marcador de modulación simpática) aumentaron de forma significativa después de la provocación ortostática tanto en pacientes con AEH-INH-C1 como en controles, lo que sugiere una respuesta conservada a la provocación ortostática. Sin embargo, sólo en sujetos sanos la inclinación indujo un aumento significativo de la relación FB/FA, un índice de equilibrio simpatovagal. La CAc, marcador de activación del sistema de contacto, aumentó en los pacientes con AEH-INH-C1 en comparación con los controles y la prueba de inclinación indujo un aumento significativo del CA en los pacientes con AEH-INH-C1. La noradrenalina fue mayor en los pacientes en R (p = 0.05) y aumentó en ambos grupos después de la prueba de inclinación.
Estos resultados preliminares sugieren que la modulación autonómica se altera en el AEH-INH-C1 incluso durante los períodos de remisión, con un deterioro en la respuesta a un estímulo estresante. El aumento de la división del CA con la prueba de inclinación sugiere un vínculo con la activación del sistema de contacto.
Un hallazgo importante de este estudio es que los pacientes con AEH-INH-C1, y sin comorbilidades concomitantes, tienen una modulación simpática aumentada en reposo, asociada con una respuesta contundente a un estímulo simpático-excitatorio como la inclinación hacia arriba. Además, la prueba de inclinación en estos pacientes se asoció con un aumento significativo en la escisión del CA, lo que confirma una correlación entre el estrés y la producción de bradicinina.
4.2.2 Medición de la función endotelial alterada
Para investigar el impacto de la deficiencia hereditaria del INH-C1 en la aterosclerosis, Demirtürk y colaboradores realizaron la medición de la reserva de flujo coronario (RFC) en la arteria coronaria descendente anterior izquierda, para lo que se utilizó ecocardiografía armónica Doppler transtorácica al inicio del estudio y después de la infusión de dipiridamol en 26 pacientes con AEH-INH-C1 y se comparó con 30 controles sanos. Se demostró que el valor medio de la RFC fue menor de forma significa en el grupo de pacientes con AEH que en el grupo de control (p < 0.001). Aunque no se observaron diferencias significativas de manera estadística en el grosor íntima-media (GIM) en la arteria carótida entre los dos grupos de estudio, se observó una tendencia hacia valores mayores en pacientes con AEH. Estos hallazgos sugieren una disfunción endotelial temprana microvascular, con desarrollo de placas ateroscleróticas en sujetos con AEH-INH-C1. Sin embargo, cabe señalar que la mayoría de los pacientes se encontraron bajo profilaxis a largo plazo con danazol y esto pudo afectar los resultados.
En un estudio reciente, Firinu y colaboradores reportaron que el proceso aterosclerótico, revelado con anterioridad en las arterias coronarias, afecta también a los vasos periféricos en pacientes con AEH-INH-C1. Dada la hipótesis de que la disfunción endotelial implica una respuesta alterada a una variedad de estímulos fisiopatológicos como la hiperemia reactiva, los autores evaluaron la función endotelial mediante pletismografía digital no invasiva (índice de hiperemia reactiva: IHR) y niveles de dimetilarginina asimétrica (DMAA) que es un potente inhibidor de la síntesis de óxido nítrico mediante cromatografía líquida de alta resolución. Los resultados mostraron que en los pacientes con AEH-INH-C1 el IHR fue menor (2.03 ± 0.46 vs 2.82 ± 0.34, p < 0.0001) y la DMAA mayor (0.636 ± 7 vs 585 ± 5 micromol/L, p<0.01) que en los controles. Hubo una correlación inversa significativa de manera estadística entre el IHR y los niveles de DMAA de los pacientes (r = -0.516, p = 0.009). No se observaron diferencias significativas de forma estadística entre los subgrupos AEH-INH-C1 y AEH-FXII. De manera inesperada, estos pacientes se estudiaron durante el período libre de episodios y ninguno de ellos estaba bajo andrógenos atenuados (un factor que puede cambiar el perfil de lípidos a un fenotipo proaterogénico). No se detectaron correlaciones significativas entre el IHR y el género, ni la edad al inicio de la enfermedad, ni la duración de la enfermedad y tampoco en las puntuaciones de gravedad (todos p = no significativa).
Estos resultados arrojaron mas información sobre el papel de la bradicinina en la producción de DMAA, mediante la estimulación de los receptores B2, la estimulación de las oxidasas de nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADPH) y la producción de especies reactivas de oxígeno (ERO) o la reducción de la actividad de dimetilarginina dimetilaminohidrolasa.
Sin embargo, el tema es controvertido y Nebenfuhrer y colaboradores en un estudio muy reciente, no reportaron signos de disfunción endotelial en pacientes con AEH. Realizaron una evaluación ecográfica de la dilatación de la arteria braquial mediada por el flujo dependiente del endotelio en 33 pacientes con AEH-INH-C1 y en 30 controles sanos. No se encontraron diferencias en la función endotelial (hiperemia reactiva, HR) entre los pacientes (mediana, 9.0; percentil 25-75%, 6.3-12.9) y los controles (mediana 7.37; percentil 25-75%, 4.52-9.93). Además, no se detectaron alteraciones en los pacientes tratados con danazol. No encontraron diferencias significativas en los valores de HR de pacientes con frecuencia baja y alta de episodios. De forma inesperada, en los pacientes con AEH-INH-C1 no se encontraron diferencias en los valores de HR de fumadores y no fumadores y la correlación entre los niveles de HR y la relación C-LDL/C-HDL o la dilatación mediada por flujo (DMF) y la puntuación de riesgo de Framingham (PRF) se detectó sólo en el subgrupo no tratado con danazol.
Por lo tanto, los autores especulan que la bradicinina puede tener un papel cardioprotector, por medio de la producción de óxido nítrico y prostaglandina I2 (prostaciclina), que tienen efectos vasodilatadores, antitrombóticos y moduladores de la inflamación.
Sin embargo, los propios autores admiten que la edad menor de los pacientes inscritos en el estudio (en comparación con estudios previos) pudo afectar los resultados.
Se necesitan más estudios para investigar la disfunción endotelial en pacientes con AEH.
4.2.3 Videocapilaroscopía del lecho ungueal
En estudios paralelos realizados en enfermedades del tejido conectivo, la videocapilaroscopía del lecho ungueal (VCU) se aplicó de manera reciente para investigar las alteraciones estructurales de la microvasculatura en pacientes con AEH-INH-C1. Cesoni Marcelli y colaboradores inscribieron a veintiocho pacientes con AEH-INH-C1 (edad media 35 años; 14 hombres) en remisión, diez pacientes con angioedema inducido por inhibidores de la enzima convertidora de angiotensina (AE-I-ECA) (edad media 67 años; 7 hombres) y treinta y ocho controles. Se realizó VCU, y se evaluaron las siguientes características: morfología, distribución, densidad y longitud capilar; distancia intercapilar; diámetro apical, interno y externo.
De manera inesperada, los resultados mostraron que los pacientes con AEH-INH-C1 tuvieron un diámetro apical, interno y externo aumentado en comparación con los controles (28 vs 22 valores medios de μm [rangos intercuartílicos], p < 0.01; 23 vs 20 μm, p < 0.01; 81 vs 65 μm, p < 0.001, de forma respectiva). La densidad capilar se redujo en los pacientes en comparación con los controles (4/mm frente a 5/mm, p < 0.001). Los pacientes con AEH-INH-C1 tuvieron una mayor prevalencia de alteraciones en la distribución capilar en comparación con los controles (irregular vs ordenado, p < 0.01). Además, se encontró una correlación positiva entre el diámetro interno y apical (p < 0..05), externo y apical (p < 0.0001) y el diámetro externo e interno (p < 0.05), mientras que la densidad capilar se correlacionó de forma negativa con el diámetro apical (p < 0.05). No se encontraron diferencias en la morfología capilar, ni la longitud ni la distancia intercapilar. La VCU no destacó ninguna alteración microvascular significativa en los pacientes con AE-I-ECA en comparación con los controles. La VCU realizada en dos pacientes con AEH-INH-C1 durante los episodios agudos que involucraron las manos y el abdomen no detectó cambios en comparación con la fase de remisión.
Por lo tanto, las alteraciones estructurales microvasculares encontradas en el AEH-INH-C1 parecen ser una característica constante (no relacionada ni con la fase aguda/de remisión ni con el sitio del episodio) y pueden tener un papel no despreciable en la patogenia del angioedema.
5 Discusión
El angioedema hereditario por deficiencia del inhibidor de C1 es sin ninguna duda el paradigma de los trastornos de la permeabilidad paroxística, que son afecciones caracterizadas por episodios recurrentes de aumento de la permeabilidad vascular que tiene una naturaleza transitoria y suele ser autolimitante, pero que puede ser peligrosa en extremo en determinadas circunstancias, como cuando las vías respiratorias superiores se afectan (con riesgo de muerte por asfixia) o cuando el cuadro clínico de episodios agudos abdominales conduce a una cirugía innecesaria.
A partir de la primera descripción de la enfermedad en 1888 y de la identificación de la deficiencia del inhibidor de C1 en 1963, el conocimiento sobre esta enfermedad se expandió de forma notable a lo largo de los años, lo que llevó a la posibilidad de diseñar cada vez más fármacos y adaptar el tratamiento de los pacientes con una perspectiva individualizada. La presente revisión subraya el papel crucial del endotelio en la fisiopatología de esta enfermedad: el endotelio no es sólo un espectador pasivo que es el objetivo de acción de posibles mediadores identificados cada vez más; el endotelio es más bien un factor activo, cuya estabilidad-inestabilidad se determina por una interacción bidireccional siempre cambiante con el entorno circundante, caracterizada por la exposición constante al flujo y el esfuerzo constante relacionado y la integración en un organismo vivo complejo, con todos los relacionados moduladores (como modulación del sistema nervioso autónomo de la actividad cardiovascular).
El conocimiento de la complejidad mencionada con anterioridad puede ayudar a elaborar hipótesis sobre los temas más intrigantes pero desafiantes relacionados con AEH-INH-C1.
El primero se refiere a la naturaleza localizada de los episodios agudos de AEH-INH-C1. Una pregunta que aún no se responde es si la tumefacción que involucra un sitio específico se considera como la expresión local de un trastorno sistémico o no. Al respecto, existe alguna evidencia sobre la generación local de bradicinina, con posible activación local del sistema liberador de cinina por desencadenantes rara vez identificados (trauma físico, cirugía oral, etcétera), como lo demuestran los niveles más altos de BC en el compartimento venoso del miembro afectado en comparación con los del miembro no afectado. Esto es consistente con la ausencia habitual de hipotensión durante los episodios de AEH.
Por otro lado, la naturaleza localizada de los episodios de angioedema a pesar de una activación sistémica de SAC/CCS puede respaldarse por las siguientes consideraciones: las células endoteliales son diferentes de forma intrínseca de un sitio a otro, pueden adquirir un estado de activación local y una especie de cebado (a veces debido o exacerbado por desencadenantes locales específicos) debido a la exposición a mediadores específicos (como Angpt2 y FCEV), a la expresión/aumento de la expresión de receptores inducibles (como el receptor B1 de la bradicinina), a alteraciones locales del glucocáliz, uniones interendoteliales celulares y activación de vías intracelulares específicas. De forma inesperada, dado que el receptor B2 de la bradicinina se desensibiliza de forma rápida después de la interacción con la BC, mientras que los RB1 se expresan durante más tiempo en las células endoteliales después de la inducción, la expresión de RB1 en sitios específicos se considera un mecanismo fundamental que explica la naturaleza localizada de los episodios. Sin embargo, debe tenerse en cuenta la eficacia del icatibant, antagonista del RB2, para revertir el estado de hiperpermeabilidad y no se puede subestimar el papel del RB2 expresado de forma constitutiva.
La hipótesis sistémica se corrobora por el hallazgo de valores aumentados de productos de activación (como el CA) en las muestras de plasma de pacientes con AEH-INH-C1, así como por episodios que involucran múltiples sitios. La presencia de signos y síntomas prodrómicos en algunos casos también sugiere un proceso sistémico.
El cebado de las células endoteliales, expuestas de forma crónica a factores hiperpermeabilizantes incluso durante los períodos intercríticos, y la complejidad de los mecanismos activados para responder a una gran variedad de estímulos (y de manera posible la incapacidad para adaptarse a condiciones cambiantes) pueden apoyar la hipótesis del umbral, según el cual los pacientes con AEH-INH-C1 tienen una deficiencia estable que los hace más propensos a desarrollar hiperpermeabilidad y este umbral más bajo para la formación de edema se supera de forma fácil y episódica cuando un espectro amplio de posibles factores interactúan entre sí. Este tema puede ayudar a explicar la naturaleza episódica de los episodios agudos a pesar de un déficit subyacente constante, así como las razones por las que la enfermedad muestra un patrón impredecible de recurrencia de los episodios, tanto entre los miembros de la familia afectados como en el mismo paciente en diferentes periodos de la vida.
La búsqueda de biomarcadores está en curso, pero se debe tener precaución, dado que, como subrayan algunos autores, para la mayoría de los biomarcadores propuestos no se demostró hasta ahora una correlación de causalidad.
Los estudios in vitro ayudaron a adquirir muchas de las nociones compartidas en la actualidad sobre la patogenia del angioedema. Sin embargo, se subraya que la selección cuidadosa de las células endoteliales utilizadas en los ensayos in vitro es de vital importancia: el fenotipo de las células endoteliales difiere en forma sustancial de un lecho vascular a otro. Dado que los episodios de angioedema ocurren con preferencia en la piel, en algunos artículos, las células endoteliales también se aislaron de la microvasculatura dérmica humana adulta (MDHA) en lugar de la vena umbilical. De forma alterna, las células se pueden obtener de proveedores comerciales que ofrecen células endoteliales arteriales, venosas o microvasculares de diferentes órganos. Para evitar la influencia de la variabilidad individual, se recomienda agrupar células de cuatro a cinco donantes. Con el número de división/pasaje, las células endoteliales primarias se diferencian y pierden algunas funciones, incluida la capacidad de inducir estrés oxidativo, etc. Por lo tanto, no se recomiendan las líneas celulares endoteliales ya que puede faltar la fisiología clásica.
Las células endoteliales en cultivo disminuyen la expresión de una serie de genes que se expresan en su sitio, ya que en la mayoría de los sistemas de cultivo celular falta el estrés de privación, que es capaz de aumentar la expresión de varios genes. Los modelos tridimensionales con células endoteliales expuestas de forma crónica a condiciones de flujo fisiológico son herramientas sin duda prometedoras para superar estas limitaciones. Los resultados preliminares con exposición a bradicinina son prometedores y abren el camino a muchas investigaciones adicionales posibles, por último, pero no menos importante, a la posibilidad de probar medicamentos y su administración.
Nuevas técnicas como el análisis de la variación de la frecuencia cardiaca, la capilaroscopía de los lechos ungueales, la pletismografía no invasiva de dedos y los métodos basados en la hiperemia reactiva pueden ayudar a obtener más información sobre los mecanismos subyacentes al angioedema, y se espera que brinden conocimientos nuevos que ayuden también a individualizar el tratamiento no sólo en el AEH-INH-C1 sino también en otros tipos de angioedema.
Para finalizar, también se especula que el AEH-INH-C1 puede servir como modelo útil para comprender el comportamiento endotelial en un espectro amplio de condiciones clínicas.
International Immunopharmacology
Volume 82, May 2020, 106304
The central role of endothelium in hereditary angioedema due to C1 inhibitor deficiency
Centro Regional de Alergia e Inmunología Clínica CRAIC
Hospital Universitario “Dr. José Eleuterio González” UANL
Monterrey, México
Dra. Med. Sandra Nora González Díaz Jefe y Profesor
Dr. José Ignacio Canseco Villarreal Profesor
Dra. María del Rocío Salinas Díaz Residente 1er Año
Dra. Alejandra Macías Weinmann Profesor
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