La evidencia inicial de una patogénesis autoinmune para la artritis reumatoide (AR) vino del descubrimiento de autoanticuerpos contra la porción Fc de la IgG, el llamado factor reumatoide (FR) descrito por primera vez por el investigador noruego Erik Waaler en 1940. Desde entonces, los conceptos de autoinmunidad se modificaron de forma amplia y, en consecuencia, la AR se entiende ahora como una enfermedad crónica mediada por el sistema inmunitario en la que múltiples tipos de células inmunitarias y redes de transmisión de señales funcionan mal para provocar un proceso de reparación tisular desadaptativo que conduce a daños en los órganos de forma predominante en las articulaciones, pero también en los pulmones y el sistema vascular.
Los estudios genéticos identificaron más de 100 polimorfismos que confieren riesgo de enfermedad, confirmaron la fuerte asociación de la AR con los alelos del MHC de clase II y reforzaron el papel central de la inmunidad adaptativa, en particular las células T efectoras.
Los estudios de gemelos enfatizaron la contribución de las exposiciones ambientales, que pueden funcionar como desencadenantes de la inmunidad innata y pueden contribuir a la ruptura de la autotolerancia al modificar los antígenos proteicos.
Dos desarrollos se conjugaron para brindar una nueva comprensión de la enfermedad autoinmune humana, y ambos encabezaron nuevos conceptos de la AR. La inmunología experimentó un progreso asombroso en la definición de tipos de células, interacciones célula-célula, vías de transmisión intracelular de señales y el control genético de los componentes del sistema inmunológico. El reconocimiento de que las respuestas de las células T y B al (auto)antígeno están bajo control contextual abre la comprensión de los determinantes no antigénicos en la autoinmunidad, que van desde la regulación microambiental hasta el control metabólico del destino celular. La genómica, la proteómica y las tecnologías unicelulares agregaron granularidad al análisis de las respuestas inmunes. De igual impacto son los estudios epidemiológicos que revisan la comprensión de cuándo y dónde se pierde la auto-tolerancia y cómo la autoinmunidad puede persistir en los individuos durante décadas antes de que cause una enfermedad aparente de manera clínica.
Ahora es evidente que la AR es un proceso que dura casi toda la vida en el que los individuos predispuestos de forma genética pierden la tolerancia a sí mismos y comienzan a producir autoanticuerpos. A una fase de riesgo de enfermedad le sigue una fase de autoinmunidad asintomática, caracterizada por autoanticuerpos prototípicos que son reactivos contra proteínas modificadas de forma postraduccional, a menudo antígenos citrulinados. Los individuos que portan tales anticuerpos contra los antígenos proteicos modificados son asintomáticos durante años o décadas. Con el tiempo, algunos entran en una fase nueva y se vuelven sintomáticos con sinovitis. A menudo, la inflamación articular aguda se convierte en sinovitis crónica y destructiva. En esta etapa de la enfermedad, el tejido responde con una respuesta de curación de heridas inadecuada, descrita como formación de pannus, que por sí misma tiene características destructivas y conducirá a una lesión tisular irreversible dirigida a tendones, cartílagos y huesos. La evolución de la AR a lo largo de la vida de un individuo incluye distintos puntos de transición en los que el proceso de la enfermedad da un paso transformador. En cada punto de control, el sistema inmunológico no logra mantener la tolerancia y la inmunidad protectora cambia a inmunidad patógena de una manera específica para la enfermedad.
La inmunología de la AR preclínica
Como entidad clínica, la AR es una enfermedad de la sexta década de la vida. Como entidad inmunológica, la AR comienza años o décadas antes. Los polimorfismos genéticos contribuyen de 30 a 60% del riesgo global. Los alelos HLA de clase II confieren el mayor riesgo; de manera específica, los alelos HLA-DRB1 que contienen una secuencia particular en los residuos de aminoácidos 71-74 de la cadena β. Esta secuencia (“epítopo compartido”), junto con los residuos de aminoácidos 11 y 13, forma un bolsillo de unión al antígeno, el bolsillo 4, que implica al complejo antígeno HLA-receptor de células T en el riesgo de enfermedad. Entre los >100 genes no HLA que predisponen a la AR, muchos están implicados en la configuración de la selección, maduración y función de las células T.
La conversión de la salud inmunológica en autoinmunidad y la transición a una inflamación tisular implacable se desarrolla durante décadas, de acuerdo con la remodelación progresiva del sistema inmunológico. La función del compartimento de las células T depende en gran medida del tiempo, con reestructuración profunda a medida que envejece el anfitrión. Dominada por la generación tímica durante el período prenatal y la infancia, la producción de las células T cambia a procesos alternativos a partir de entonces, cuando la proliferación homeostática se convierte en el mecanismo de reposición dominante y los mecanismos de tolerancia periférica triunfan sobre la selección tímica. El repertorio de las células T protectoras y patógenas en un joven de 20 años es diferente de manera fundamental del repertorio de un paciente de 55 años con AR aparente de forma clínica. Esta dependencia del tiempo implica que el sistema inmunológico y el envejecimiento de los tejidos son críticos en todas las etapas de la AR. Una separación temporal de la degradación de la tolerancia y la destrucción tisular inmunomediada y el reconocimiento de que los autoanticuerpos preceden a la enfermedad clínica por años o décadas son reglas generalizadas en la enfermedad autoinmune humana. Los estudios prospectivos de niños en riesgo de diabetes mellitus tipo 1 (DMT1) revelaron anticuerpos reactivos contra antígenos de células beta pancreáticas mucho antes de la destrucción del tejido diana. Los autoanticuerpos contra los antígenos nucleares están presentes años antes del diagnóstico de lupus eritematoso sistémico (LES), y el espectro y el número de especificidades de los autoanticuerpos aumentan de forma progresiva hasta la presentación de la enfermedad clínica.
Punto de control 1: ruptura sistémica de la autotolerancia
La ruptura de la tolerancia inicial y los eventos previos relevantes de forma causal ocurren fuera de la articulación. Los estudios epidemiológicos a principios de la década de 1990 revelaron la presencia del FR mucho antes de que se desarrollara la sinovitis. Los reportes posteriores de autoanticuerpos contra antígenos citrulinados y carbamilados en la etapa presinovítica documentaron que la ruptura de la tolerancia precede a la AR aparente de forma clínica. En contraste con la DMT1, no existe una relación temporal o funcional clara entre los diferentes sistemas antigénicos en la AR. La citrulinación y la carbamilación (que resultan de la formación de homocitrulina) son modificaciones proteicas postraduccionales. De manera similar, el FR puede reconocer fragmentos Fc de IgG modificados por glicación. Por tanto, la autoinmunidad contra la AR no se dirige contra secuencias de péptidos nativos sino, por regla general, contra proteínas modificadas de manera postraduccional, lo que introduce un grado alto de multirreactividad. Dado que la selección tímica no purga las células T que reconocen las modificaciones de las proteínas, se cree que un defecto de tolerancia periférica es dominante en la AR.
La evidencia sugiere que los principales factores de riesgo genéticos de la AR promueven la producción de autoanticuerpos. Los alelos HLA-DRB1 con epítopo compartido positivo y la variante PTPN22 se asocian con la producción de FR y anticuerpos antiproteína citrulinada (AAPC). Las células T pueden reconocer antígenos citrulinados en el contexto de HLA-DRB1*04, y la respuesta de las células B autoinmunes abarca un espectro amplio de proteínas citrulinadas, de acuerdo con las respuestas de las células T primarias a los péptidos citrulinados presentados por las células B.
Aparte de los factores genéticos de riesgo, el mantenimiento de la tolerancia periférica de las modificaciones postraduccionales depende del contexto. La citrulinación y la carbamilación son reacciones químicas distintas, tanto universales como fisiológicas, sin pistas para un denominador común que explique la especificidad de la enfermedad. La carbamilación es una derivatización de la lisina independiente de la enzima, requiere el metabolito reactivo cianato y es irreversible de forma esencial. Por el contrario, la citrulinación es una desiminación de un residuo de arginina mediada por enzimas. La inflamación de los tejidos y el tabaquismo favorecen la expresión de la peptidil arginina deiminasa. Aunque intuitiva, la abundancia de autoantígeno parece no ser importante en el proceso de detección del quórum que regula la tolerancia. Los sitios de tejido mucoso y las trampas extracelulares de neutrófilos pueden proporcionar señales contextuales relevantes mediante las cuales los antígenos citrulinados ganan inmunogenicidad, lo que respalda que los primeros pasos de pérdida de tolerancia pueden ocurrir en el pulmón y el intestino. Sin embargo, no está claro cómo se rompe la tolerancia a los péptidos modificados, y no surgió un denominador común entre la citrulinación, la carbamilación y la glicación que las distinga de otras modificaciones postraduccionales.
Los mecanismos que controlan la estabilidad y la progresión de la etapa autoinmune dependen de las células T. Los individuos sanos con HLA-DR4+ y los familiares de primer grado asintomáticos de pacientes con AR tienen un daño típico de los telómeros y una diferenciación anormal de las células T, lo que indica una remodelación del sistema inmunológico antes de la enfermedad. Los individuos que pierden sus autoanticuerpos y no desarrollan sinovitis carecen de los alelos HLA-DRB1 asociados a la AR. La disminución de las células B en individuos con artralgias retrasó la aparición, pero no evitó el desarrollo de sinovitis. El cambio de isotipo de anticuerpos dependiente de células T ocurre temprano en el proceso autoinmune, ya que por lo general están presentes diferentes isotipos de autoanticuerpos. Además, la hipermutación somática parece importante en la progresión de la enfermedad, ya que genera sitios de N-glicosilación poco comunes en la región V de los AAPC. Más de 90% de los AAPC portan N-glicanos ligando en su región V, lo que ejemplifica la dependencia de la autoinmunidad de la ayuda de las células T.
Punto de control 2: transición de la autoinmunidad asintomática a la inflamación tisular
Después de un período prolongado de autoinmunidad asintomática, los pacientes con AR experimentan un segundo defecto fundamental de tolerancia. La ruptura inicial de la autotolerancia que desencadena la producción de autoanticuerpos ocurre fuera de la articulación. Con el tiempo, el proceso de la enfermedad cambia de localización y las células inmunitarias innatas y adaptativas entran en la membrana sinovial. Las exposiciones ambientales, como la exposición a la microbiota intestinal del huésped, pueden funcionar como elementos decisivos de riesgo. Las células T CD3+ están presentes en la mayoría de los casos de sinovitis temprana y el fenotipo histológico de las muestras de biopsia sinovial predice la persistencia y la gravedad de la enfermedad. Una frecuencia disminuida de linfocitos T CD4+ vírgenes es el predictor más fuerte de la progresión de la positividad de los AAPC a sinovitis. Estudios multiparamétricos imparciales en pacientes con enfermedad temprana y no tratada confirman que los linfocitos T CD4+ circulantes con p38, cJun y NF-κB fosforilados sirven como el mejor parámetro de clasificación para distinguir a los pacientes con AR de los individuos sanos. Los estudios epigenéticos en las primeras etapas de la inflamación articular y en pacientes que no se trataron de forma previa con fármacos se identifican patrones diferenciales de metilación de forma específica en células T CD4+ no tratadas de manera previa. La expansión de células T inducida por linfopenia funciona como un fuerte inductor y amplificador de la sinovitis crónica.
El punto de control 2, marcado de forma clínica por el inicio de la inflamación sinovial, se relaciona de manera estrecha con los defectos intrínsecos de las células en las células T CD4+ y se debe de forma funcional por un paso de diferenciación errónea durante la conversión de las células T CD4+ en reposo vírgenes en células T de memoria y efectoras. Las células T CD4+ vírgenes de pacientes con AR se transforman en células efectoras proinflamatorias, invasoras de tejidos y muy proliferativas, en lugar de células T de memoria inactivas de manera relativa.
Equipadas con características de invasión de tejidos, las células T CD4+ AR inducen de forma rápida sinovitis en un modelo de quimera de ratón sinovial humano. Esta anomalía de diferenciación se liga de forma mecanística a defectos en la maquinaria de reparación del ADN y en la reprogramación de la bioenergética celular, con las dos deficiencias conectadas por la reparación insuficiente del ADN mitocondrial (ADNmt). La presencia de estos defectos en la población de células T CD4+ vírgenes y en las células T que residen en los ganglios linfáticos coloca a la patología fuera de la articulación. La principal descendencia de las células T CD4+ AR vírgenes, las células T efectoras de vida corta (CEVC), entran de forma rápida en el entorno del tejido sinovial, donde sufren muerte celular piroptótica, lo que provoca una intensa inflamación. Por lo tanto, pueden funcionar como inductores de sinovitis rica en leucocitos o pobre en leucocitos.
Los primeros estudios revelaron que los linfocitos T CD4+ AR vírgenes acortan las secuencias teloméricas y cambian su fenotipo de superficie celular. En comparación con los pacientes con infección crónica por hepatitis C o con individuos sanos de la misma edad, los pacientes con AR tienen una diversidad contraída en el repertorio de receptores de células T CD4+. Estos hallazgos dieron lugar a la hipótesis del “envejecimiento inmune prematuro”, que propone que un diagnóstico de AR se asocia con un envejecimiento inmune acelerado, la acumulación de clonotipos expandidos y el agotamiento de la reserva proliferativa inherente a una población de células T vírgenes sanas.
La erosión telomérica podría ser consecuencia de una presión proliferativa alta. Sin embargo, estudios recientes relacionan el acortamiento telomérico con la fragilidad de las secuencias terminales, que muestra que la pérdida de secuencias teloméricas es consecuencia de un defecto en la reparación del ADN. Los procesos moleculares subyacentes ahora comienzan a entenderse (Fig. 2).
Los estudios mecanicistas relevantes para comprender la ruptura de la tolerancia tisular (punto de control 2) deben capturar el proceso de la enfermedad de AR antes del establecimiento de la sinovitis. Un enfoque consiste en examinar las poblaciones de células T y B vírgenes, que residen fuera de las lesiones sinoviales, y estudiar su transición del estado natural al efector y de memoria, que se requiere para la entrada en el tejido. Este enfoque proporciona evidencia de varios defectos en la maquinaria de reparación del ADN. Las células T AR expresan poco la serina/treonina cinasa ataxia telangiectasia mutada (ATM), que detecta las roturas de la doble hebra del ADN y activa el punto de control del daño del ADN, controla la progresión del ciclo celular y la susceptibilidad a la muerte celular. Tras la activación, las células T AR deficientes en ATM acumulan ADN no reparado y evitan el punto de control del ciclo celular G2-M, lo que promueve un fenotipo hiperproliferativo. Mientras que las células T vírgenes sanas activan distintas redes de factores de transmisión de señales y transcripción que guían su diferenciación en las CEVC o las células precursoras de memoria (CPDM), las células T deficientes en ATM se inclinan de forma fuerte para convertirse en CEVC capaces de infiltrarse en la membrana sinovial, en la que funcionan como impulsores efectivos de la inflamación tisular. La acumulación de roturas de doble hebra del ADN induce el aumento de la expresión del sensor de daño ADN-PKcs y la activación de la vía de estrés de las cinasas, que culmina en la muerte celular. Como parte de lo que parece ser un programa coordinado de reparación del ADN disminuido, las células T AR también expresan poco la nucleasa de reparación del ADN MRE11A un componente de una máquina multifuncional de reparación de daños en el ADN que coordina los programas de estabilidad genómica en las horquillas de replicación del ADN y en los sitios de rotura de la doble hebra. En las células AR T vírgenes y de memoria, MRE11A se agota en dos territorios críticos: los extremos teloméricos y el genoma mitocondrial. Una consecuencia funcional es que los extremos cromosómicos se vuelven inestables, lo que conduce a patrones de daño que son muy infrecuentes en las células T CD4+ sanas, pero enriquecidos en células T CD4+ AR. La deficiencia de MRE11A se manifiesta como fragilidad de los telómeros, envejecimiento acelerado ejemplificado por la inducción de CD57 y una propensión alta a invadir el tejido sinovial y promover la sinovitis. El fracaso de MRE11A para proteger la estabilidad del genoma tiene consecuencias devastadoras de igual forma para el mtDNA. Las células T MRE11A RA se comprometen en el funcionamiento de la cadena de transporte mitocondrial de electrones, gastan cantidades bajas de oxígeno y producen concentraciones bajas de ATP. La falla bioenergética se combina con la acumulación y fuga de ADNmt dañado, lo que lleva al ensamblaje del inflamasoma, la activación de la caspasa-1 y la muerte celular inmunogénica.
En esencia, las respuestas defectuosas de reparación del ADN comprometen a las células T con AR a anomalías en la diferenciación celular. Los resultados funcionales incluyen un sesgo hacia las CEVC en lugar de la generación de células de memoria, una reducción en la longevidad de las células T y la acumulación de células efectoras que tienden a dejar los sitios de almacenamiento linfoide y asentarse en ambientes de tejido periférico. El sesgo hacia las CEVC y el alejamiento de las células T de memoria protectora también puede comprometer la inmunidad del huésped, que es típica de la AR.
La implicación de una diferenciación sesgada de células efectoras en la AR da lugar a varias predicciones, muchas de las cuales se cumplen en los pacientes. Se predeciría que las respuestas de memoria de las células T en pacientes con AR se debilitarían. Los datos de apoyo provienen de estudios de respuestas de anticuerpos contra proteínas biofarmacéuticas, los denominados anticuerpos antifármacos provocados por productos biológicos terapéuticos. Los pacientes con AR son menos eficientes de forma significativa en la producción de anticuerpos antifármacos que los pacientes con espondilartritis. La longevidad de las células T de la AR debe comprometerse. En apoyo a esto, las poblaciones de células T en los ganglios linfáticos de pacientes con AR son menos densas y tienen caspasa-155 activada, lo que resulta en la muerte celular. El repertorio global de células T se contrae, donde clonotipos expandidos llenan el espacio. La diferenciación preferencial de células T CD4+ vírgenes en CEVC a expensas de las CPDM impone una presión proliferativa para compensar la pérdida de células T. Las poblaciones de células T de memoria que sobreviven, incluidas las células T de memoria centrales y efectoras, están bajo una demanda constante para repoblarse. Descritas por primera vez en la sinovial de la AR y en sangre periférica, las células T CD4+ CD28– tienen características de envejecimiento prematuro, se expanden de manera clonal y son autorreactivas. La expansión de las células T CD4+CD28– es una característica compartida por los pacientes con AR y los pacientes con enfermedad de las arterias coronarias (EAC), lo que proporciona un mecanismo patológico común para estos dos estados patológicos inflamatorios crónicos y asociados a la edad. En apoyo a esto, el riesgo de EAC en pacientes con AR se relaciona con la longitud de los telómeros, que es un marcador de envejecimiento inmune acelerado. Las características típicas de las células T envejecidas son la producción alta de IFN-γ y la adquisición de receptores de células asesinas naturales y actividades citolíticas, clasificadas como células “de tipo innato”. En un estudio reciente, se encontró que las células T CD27–CD28– median la citotoxicidad por medio de un complejo sestrina–NKG2D–DAP12, que recuerda a la muerte por las células NK. A diferencia de las células T jóvenes y menos diferenciadas, estas células T envejecidas son menos dependientes del antígeno y de las redes de transmisión de señales coestimuladoras clásicas, lo que las hace muy competentes para promover la inflamación crónica de los tejidos. El enriquecimiento de células T efectoras citotóxicas de memoria CD27 muy diferenciadas en las lesiones sinoviales de pacientes con AR se confirmó mediante un reciente abordaje transcriptómico de células únicas y citometría de masas.
No se determinó el momento exacto en el que aparecen las células T CD4+ efectoras diferenciadas al final y expandidas de forma clonal en individuos en riesgo, pero los estudios de hermanos no afectados de pacientes con AR demuestran oligoclonalidad de células T CD4+, consistente con la herencia del defecto de diferenciación y excluye la inflamación sinovial como factor causal. De manera similar, se describe erosión telomérica en individuos sanos portadores del haplotipo de riesgo de enfermedad HLA-DRB1* 04, lo que indica que el fenotipo de envejecimiento inmune prematuro en el sistema inmune adaptativo es parte del perfil de riesgo de individuos predispuestos a la AR, pero no una consecuencia de la sinovitis reumatoide. La fragilidad de los telómeros con pérdida de telómeros inapropiada para la edad afecta el linaje de neutrófilos de individuos sanos con HLA-DRB1*04 y el compartimento de células madre hematopoyéticas en pacientes, lo que deteriora la capacidad de reponer las células inmunes innatas y adaptativas.
Firmas inmunometabólicas de las células T efectoras proinflamatorias
La reparación insuficiente del ADN no sólo interrumpe el paso del ciclo celular, la diferenciación y el destino celular, sino que también reprograma la bioenergética celular de las células T. El recableado de las redes metabólicas en las células T con AR apoya la desviación de las células hacia la generación de CEVC (Fig. 3), y vincula los programas metabólicos con la degradación de la tolerancia tisular. Además de favorecer la aparición de efectores de corta duración, la actividad metabólica en las células T de la AR apoya de manera directa los comportamientos proinflamatorios, por ejemplo, el programa de motilidad de las células T y la muerte de las células inmunogénicas.
Se identificaron cuatro anomalías metabólicas clave en células T CD4+ vírgenes derivadas de pacientes que experimentan activación. Las células T de la AR reprimen de forma transcripcional la enzima glucolítica clave 6-fosfofructo-2-cinasa/fructosa-2,6-bifosfatasa 3, lo que da como resultado una producción reducida de piruvato y lactato. Las células T de la AR favorecen la expresión de la glucosa-6-fosfato deshidrogenasa, lo que desvía la glucosa a la vía de las pentosas fosfato, lejos de la glucólisis. Con concentraciones más altas de NADPH, se altera la transmisión de señales redox celular, el sensor redox ATM se dimeriza de manera insuficiente, el punto de control del ciclo celular G2-M falla y las células se hiperproliferan. Un excedente de NADPH facilita el programa lipogénico, promueve la formación de estructuras invasivas de membrana y acelera la invasión tisular. Las células T de la AR pierden MRE11A mitocondrial, que daña el ADNmt, altera la cadena de transporte de electrones y suprime la producción de ATP. Los fragmentos de ADNmt se filtran al citoplasma, se reconocen por el inflamasoma, activan la caspasa-1 y desencadenan la muerte de las células líticas (piroptosis de las células T). La activación de la caspasa-1 es una característica de las células T de los ganglios linfáticos en la AR. Los linfocitos T piroptóticos son proinflamatorios de manera fuerte, pero permanecen invisibles en el tejido y escapan a la detección por métodos transcriptómicos. La falla mitocondrial reduce la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS), lo que agrava la falla de la transmisión de señales redox. Se identificó la insuficiencia mitocondrial de las células T como el mecanismo que impulsa la autoinmunidad en la deficiencia de C1q84. La detección de energía es defectuosa en las células T en la AR. Debido a una insuficiencia en N-miristoiltransferasa 1, las células T en la AR no modifican de forma postraduccional el sensor de energía 5 'proteína cinasa activada por AMP (AMPK). La AMPK no miristoilada no puede reclutarse en la superficie lisosomal, permanece inactiva y no previene la activación de mTORC1. La activación persistente de mTORC1 es un sello distintivo de las CEVC.
El programa metabólico de las células T en la AR es específico de la enfermedad y distinto del de otras enfermedades autoinmunes, de forma específica el LES. Las células T en el LES dependen de una producción alta de ROS mitocondriales. Las células T colaboradoras tipo 17 en el LES dependen de la transmisión de señales metabólicas, que es consistente con el condicionamiento metabólico que desvía la diferenciación de las células T de la inmunidad protectora a la patógena.
Punto de control 3: transformación de la sinovitis aguda en sinovitis crónica implacable
Muchos, pero no todos los pacientes que acuden a una clínica de sinovitis temprana progresan a sinovitis crónica y a una reestructuración irreversible del entorno sinovial. La sinovitis crónica, que impone un mayor estrés proliferativo sobre las células inmunitarias innatas y adaptativas, puede, por tanto, funcionar como un amplificador de la enfermedad. El componente sinovítico de la AR puede dirigirse con éxito por una multitud de fármacos antirreumáticos muy sofisticados, y ahora se acepta la remisión inducida por fármacos como el objetivo del tratamiento. Sin embargo, el retiro de la medicación antiinflamatoria en su mayor parte provoca la recurrencia de la inflamación articular, lo que indica que el punto de control 3 parece no tener un control regulador sobre los defectos básicos del sistema inmunológico. Los determinantes críticos en la transición de la sinovitis aguda a la crónica deben derivarse del entorno tisular local, y estudios detallados demuestran el papel patogénico activo de los sinoviocitos desdiferenciados. No se comprende de manera suficiente cómo se activan estos fibroblastos sinoviales, pero las células T invasoras de tejidos que sufren piroptosis son potentes inductores de inflamación y remodelación. Otra vía por medio de la cual las células T patógenas conducen a la cronicidad se relaciona con la formación de estructuras linfoides organizadas que dan intensidad y durabilidad a la inmunidad inflamatoria.
La aplicación de técnicas de alta resolución proporciona una visión sin precedentes de la composición celular de la lesión sinovial. En 51 muestras de tejido sinovial (n = 36 AR, n = 15 osteoartritis), se separaron cuatro poblaciones de células (células T, células B, monocitos y fibroblastos estromales) y se sometieron a análisis de secuenciación de ARN en masa. Se analizaron 26 muestras con citometría y 21 para la expresión de ARN unicelular. Para tener en cuenta la variabilidad de las lesiones, los tejidos de AR se dividieron en muestras ricas en leucocitos (n = 19) y pobres en leucocitos (n = 17). Al integrar múltiples modalidades de datos, el estudio definió 18 subpoblaciones de células, incluidos cuatro subconjuntos de fibroblastos, cuatro subconjuntos de monocitos, seis subconjuntos de células T y cuatro subconjuntos de células B. Los estudios mecanicistas deberán explorar cómo cada una de estas 18 poblaciones de células contribuye al daño estructural duradero en la articulación.
La membrana sinovial sana es una membrana mesenquimatosa fina que, tras un ataque inflamatorio, se expande mediante el crecimiento de fibroblastos y el depósito de la matriz extracelular. La membrana sinovial inflamada se engruesa y vasculariza de forma extensa, y células inflamatorias (macrófagos, células T y células B) ocupan la subíntima. El crecimiento, la transformación y la producción de matriz de fibroblastos son parte de una respuesta generalizada a la herida, ejemplificada por la hiperplasia de la íntima en los vasos sanguíneos inflamados. Las respuestas fibróticas a la inflamación crónica del tejido son desadaptativas; falla la reparación adecuada de los tejidos y las células del estroma adoptan características proinflamatorias y destructivas de los tejidos.
Estudios elegantes en muestras sinoviales de AR y en artritis múridas experimentales identificaron 4-5 tipos de fibroblasto sinovial (FS), todos expresan el “marcador de linaje” podoplanina (PDPN). Un subconjunto de FS, se caracteriza por la ausencia del marcador de fibroblastos CD90/Thy-1, se localiza en la capa de revestimiento. Los FS sublimantes, todos positivos para CD90, se clasifican en 3 a 4 subconjuntos y se caracterizan de manera funcional como células efectoras proinflamatorias. En experimentos de transferencia adoptiva en un modelo de artritis múrida, los fibroblastos sublimantes CD90/Thy-1+ FAPa+ funcionan como amplificadores de la inflamación, lo que provoca una inflamación más grave y persistente. El análisis transcriptómico sugiere que el subconjunto de FS con expresión alta de HLA-DRA es una fuente celular de interleucina (IL)-6. En particular, todos los subconjuntos de FS expresan el receptor 1 del TNF, pero ninguna de las subpoblaciones estromales se identificó como productora de TNF. Al considerar la capacidad de los FS para mantener y exacerbar la inflamación sinovial, se desarrollaron modalidades terapéuticas para bloquear el crecimiento y la función de los FS. Un ensayo clínico de fase 2 que probó un anticuerpo anti-cadherina-11 en la AR no demostró beneficios.
Los tejidos sinovíticos de pacientes con AR son un nicho tisular rico en macrófagos. Durante los últimos 20 años, se logró un progreso notable en la comprensión de los fagocitos mononucleares. En particular, el reconocimiento de que los tejidos contienen macrófagos residentes en el tejido que se siembran durante la embriogénesis y el desarrollo fetal impulsa estudios para examinar la identidad celular y el origen de los macrófagos sinoviales. Los macrófagos residentes en el tejido se adaptan al compartimento de tejido especializado y contribuyen a la formación de nichos de tejido en los que las interacciones célula-célula se optimizan y se adaptan a los requisitos locales. Los ejemplos notables incluyen la microglía del cerebro, los macrófagos alveolares y las células de Langerhans epidérmicas. Parece que los macrófagos residentes en tejidos poseen capacidades de autorrenovación, de forma posible hasta la edad adulta. Durante la edad adulta, los macrófagos residentes derivados del feto pueden reemplazarse de forma gradual por macrófagos derivados de la médula ósea, que luego se adaptan a fenotipos específicos de nicho. En el caso de una mayor demanda de macrófagos residentes en tejidos, como durante condiciones inflamatorias, los monocitos derivados de la médula ósea pueden compensar. Por lo tanto, los sitios de órganos contienen diferentes subconjuntos de macrófagos con distintos orígenes y longevidad. Superpuesta a la heterogeneidad celular de los macrófagos residentes en tejidos, está su heterogeneidad funcional, que va desde las funciones prodefensas y proinflamatorias bien establecidas hasta las capacidades reparadoras y de resolución de la inflamación asociadas con la expresión del receptor captador, capacidades fagocíticas altas y contribuciones a la cicatrización de heridas. En respuesta a los estímulos inflamatorios, los monocitos derivados de la médula ósea viajan de manera rápida a los sitios de los tejidos lesionados y se unen a la población de macrófagos residentes. Aquí, puede no ser siempre posible una distinción clara entre los fenotipos proinflamatorios M1 y prorresolución M2, de forma particular durante la inflamación crónica, cuando hay ondas superpuestas de señales y células proinflamatorias y antiinflamatorias.
Las células sinoviales CD45+CD14+ se dividen en cuatro subpoblaciones. En los estudios de etiquetado, el conjunto de macrófagos sinoviales dependía de forma predominante de la afluencia de monocitos sanguíneos CD14+. Los estudios que utilizan mapeo del destino y ratones indicadores, así como microscopía de láminas de luz, establecen una función protectora específica para los macrófagos del revestimiento de la membrana sinovial. Los macrófagos de revestimiento CX3CR1+ expresan los receptores VSIG4 y TREM2, indicativos de capacidades antiinflamatorias y fagocíticas. VSIG4 inhibe los macrófagos proinflamatorios al impulsar adaptaciones metabólicas. Una característica notable de tales macrófagos del revestimiento sinovial es la expresión de un programa de genes enriquecido para genes relacionados con uniones estrechas, desmosomas y polaridad celular, compatible con una función de barrera que separa el revestimiento del tejido y el espacio no tisular. En los ratones, los macrófagos de revestimiento CX3CR1+ se reponen de manera constante por macrófagos intersticiales MHC-II+ asentados en el revestimiento sinovial. De forma interesante, los macrófagos MHC-II+ suministran una tercera población de macrófagos intersticiales RELMA+, con características de macrófagos antiinflamatorios CD206+. La integridad del escudo formado por los macrófagos del revestimiento sinovial demostró ser de forma alta protector contra la inflamación, y estudios elegantes en modelos murinos demostraron la desintegración de la barrera de macrófagos tras la inducción de la sinovitis. Las funciones protectoras de este subconjunto de macrófagos especializados pueden estar relacionadas con la expresión de un programa genético implicado en la captación de células moribundas y restos de lípidos (MERTK, AXL y TREM2).
En contraste con los macrófagos de revestimiento VISG4+MERTK+TREM2+ protectores (SC-M2), los macrófagos IL-1B+HBEGF+ (SC-M1) tienen todas las características de las células efectoras proinflamatorias que dañan los tejidos. Enriquecidos en la membrana sinovial en la AR, los macrófagos HBEGF+ promueven la invasividad de los fibroblastos en una forma dependiente del receptor del factor de crecimiento epidérmico.
Las células T CD4+ dominan a las células T sinoviales, pero las células T CD8+ también son relevantes de forma funcional. De acuerdo con una respuesta inmune persistente, las células T que residen en los tejidos pasan de un estado virgen a un estado de memoria. El análisis transcriptómico unicelular combinado con la citometría distingue tres subconjuntos de CD4+ y tres de CD8+. Los grupos de células T CD8+ tienen distintos patrones de expresión de granzimas. En muestras de AR ricas en leucocitos, la población de células T CD4+ incluye células T CD4+PD-1+ICOS+ capaces de producir la quimiocina CXCL13. A diferencia de las células T cooperadoras foliculares circulantes (THF), estas células T CD4+ carecen de expresión de CXCR5; se denominan células T cooperadoras periféricas (THP) y se implicaron respuestas de estimulación de las de las células B tanto en la AR como en el LES. Las células T efectoras diferenciadas en los extremos CD4+CD28– inmunosenescentes, circulantes expandidas de forma clonal, equipadas con funciones citotóxicas y liberación de alta IFN-γ, se dirigen al nicho del tejido sinovial.
De forma inesperada, se encontró que las células T sinoviales, junto con los macrófagos sinoviales, son el origen celular del FNT, y el receptor 1 de FNT se expresa en los FS y los macrófagos. El papel del FNT en la sinovitis de la AR no se debate, lo que aumenta la posibilidad de que la citocina sea un conector crítico entre las respuestas inmunitarias adaptativas anormales y el proceso adverso de remodelación tisular.
Las células B son infrecuentes de forma clara en la osteoartritis y el tejido sinovial AR pobre en leucocitos y representan sólo 8% de las células sinoviales en las muestras de AR ricas en leucocitos. Sin embargo, pueden ser importantes de modo funcional, como lo sugieren los estudios de disminución de células B en tejidos sinoviales injertados y el beneficio clínico de la disminución de células B en pacientes con AR con autoanticuerpos positivos como negativos. El fenotipo de alta dimensión reveló múltiples subconjuntos de células B activadas, así como plasmablastos CD38+CD20–IgM –IgD–, de acuerdo con la idea de que la membrana sinovial inflamada puede servir como un sitio para estructuras linfoides terciarias. La subpoblación de células B más interesante fue la de células B CD11chiITGAX+TBX21+ACTB+, que recuerda a las células B autoinmunes descritas en la sangre de pacientes con LES. Estas células B autoinmunes se encontraron en un número pequeño de pacientes con AR, proporcional a la heterogeneidad celular de la lesión sinovial crónica.
Conclusiones y perspectivas de futuro
La AR ahora se entiende como un proceso de décadas, si no de por vida, con fases distintas en el tiempo, el espacio y la patogénesis. No se identificó un defecto central, o un antígeno causante, que dé lugar a la serie de pasos patogénicos que culminan en la inflamación articular. Los estudios de asociación de todo el genoma confirman la región MHC como el factor de riesgo genético más fuerte e identifican más de 100 loci de riesgo de AR no MHC. Los loci de riesgo de AR se superponen con genes de inmunodeficiencia primaria humana y genes mutados en cáncer hematológico, pero las variantes causales y los mecanismos patogénicos resultantes siguen sin resolverse en gran medida. La ruptura sistémica de la autotolerancia periférica, evidenciada por los autoanticuerpos, ocurre muchos años antes de las manifestaciones clínicas detectables e involucra un conjunto de antígenos que no son específicos de la membrana sinovial. Por lo general, se necesita hasta la sexta década de la vida antes de que un segundo defecto de tolerancia, la ruptura de la tolerancia tisular permita la entrada de células inmunitarias innatas y adaptativas en el espacio del tejido sinovial. Este punto de transición es probable que se alcance debido a la remodelación del sistema inmunológico de por vida, además de permitir deficiencias estructurales en el entorno sinovial. Estudios elegantes que aplican el mapeo del destino y la secuenciación unicelular identifican macrófagos sinoviales autorrenovables residentes en los tejidos que construyen una barrera protectora en las articulaciones. La pérdida de estos macrófagos sinoviales endógenos es un elemento crítico para exponer la membrana sinovial a la inmunidad patogénica. El fallo en la tolerancia de las células T se atribuye a anomalías endógenas de células que ya están presentes en las células T vírgenes y, en conjunto, desvían el programa de diferenciación para favorecer la generación de CEVC en lugar de células T de memoria de larga duración. Estos defectos incluyen la reparación alterada del ADN, que compromete la función telomérica y la aptitud mitocondrial e impulsa un programa metabólico diferente de forma clara, caracterizado por una degradación glucolítica más lenta, la preponderancia de vías catabólicas para construir precursores biosintéticos y el mal tráfico de AMPK fuera del lisosoma. Esta firma metabólica permite que las células T funcionen como células efectoras proinflamatorias invasoras de tejidos. Una función efectora descrita de manera reciente de las células T que invaden el tejido, a saber, la muerte piroptótica desencadenada por la fuga de ADNmt, amplía la gama de vías de daño tisular operativas en la sinovitis. Lo que sigue es la transición de la inflamación tisular aguda a la inflamación tisular crónica y un proceso de remodelación tisular desadaptativo impulsado en gran medida por las células estromales del entorno del tejido sinovial. Los análisis transcriptómicos unicelulares combinados con citometría resaltan la heterogeneidad entre las células inmunes y estromales en la membrana sinovial inflamada. Los estudios funcionales demuestran que subconjuntos selectos de fibroblastos sinoviales muy activados adoptan funcionalidades proinflamatorias e invasoras de tejidos y se unen a macrófagos infiltrantes de tejidos y células T como mediadores del daño tisular.
Las estrategias actuales de tratamiento se dirigen a la etapa final de la enfermedad y son, en general, antiinflamatorias. El reconocimiento de que la AR atraviesa etapas estables de forma relativa y la caracterización molecular de los puntos de transición relevantes tiene el potencial de identificar objetivos posteriores que podrían rediseñar el sistema inmunológico para detener el proceso de la enfermedad antes de un daño tisular irreversible. El conjunto emergente de vías patogénicas en la AR revela territorios nuevos de manera completa para combatir la autoinmunidad, por ejemplo, al dirigirse a la estabilidad del genoma, la biología mitocondrial, la biogénesis de orgánulos, la dinámica citoesquelética y el sistema de endomembranas celulares.
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
Dra. Hilda Hernández Sánchez Profesor
Dra. Tania Gisela Delgado Guzmán Residente 1er Año
Dra. Alejandra Macías Weinmann Profesor
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