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Type 1A diabetes (DM1A) is an autoimmune disease that comprises 10% of patients with diabetes mellitus. Its frequency is gradually increasing in countries like Mexico. Patients with DM1A commonly have hypothyroidism, Addison disease, celiac disease and less common diseases such as polyglandular syndrome. These diseases are related to susceptibility genes such as HLA, CTLA-4 and PTPN22, which induce central and peripheral immunologic tolerance. This review article emphasizes the importance of searching other autoimmune diseases in patients with DM1A, to improve their prognosis and quality of life.
Keywords: Autoantibodies; Autoimmunity; Diabetes mellitus, type 1
En el año 1902, Paul Ehrlich describió un fenómeno conocido como Horror autotoxicus para describir una serie de reacciones inmunitarias perjudiciales contra lo propio1. Dos años más tarde, Landsteiner acuñó el término enfermedades autoinmunes y en 1960 Frank M. Burnet y Peter Medawar obtuvieron el premio Nobel por el descubrimiento de la tolerancia inmunológica adquirida2.
La tolerancia inmunológica es la falta de respuesta a un antígeno después de la exposición previa al mismo. Estos antígenos que inducen tolerancia son conocidos como tolerógenos, para diferenciarlos de los inmunógenos o aquellos que inducen inmunidad. La tolerancia frente a los antígenos propios, denominada autotolerancia, es una propiedad fundamental del sistema inmunitario, que se mantiene normalmente mediante procesos de selección que evitan la maduración de linfocitos específicos para los antígenos propios y por mecanismos que inactivan o eliminan los linfocitos autorreactivos que llegasen a madurar. La pérdida de autotolerancia o autoinmunidad puede ser el resultado de una selección o regulación anormal de linfocitos autorreactivos o alteraciones en la forma en que se presentan los antígenos propios al sistema inmunitario3.
Las enfermedades autoinmunitarias tienen una prevalencia de 10 a 20% del total de enfermedades crónicas en países como Estados Unidos de Norteamérica. Existe una amplia variedad de este tipo de enfermedades y algunos de los ejemplos más conocidos son la diabetes mellitus tipo 1 (DM1), enfermedades tiroideas, enfermedad de Addison y síndromes poliglandulares4.
La DM1A es una enfermedad autoinmune en la cual las células β del páncreas son destruidas, ocasionando incapacidad para mantener las concentraciones adecuadas de insulina en respuesta a la ingestión de nutrientes5. Su incidencia global se ha incrementado en aproximadamente 3% por año en menores de 5 años y actualmente representa 10% de los pacientes con diabetes mellitus6. El estudio DIAMOND (Multinational Project for Childhood Diabetes), iniciado por la Organización Mundial de Salud (OMS) en 1990, encontró que hasta el año 2000, la incidencia variaba de 0,1 casos/100.000 personas en Caracas, Venezuela, hasta 36,8 casos/100.000 personas en Cerdeña y en Finlandia, con un incremento veloz en los países con “incidencia baja” (definido como 1-4,99 casos/100.000 personas)7. En México existen pocos estudios acerca de la incidencia y prevalencia de DM1. Uno de los primeros estudios identificó una incidencia de 0,58 casos por 100.000 habitantes para el período de 1984 a 19878. Por su parte, Aude- Rueda y cols., en un estudio en la población de Boca del Río, Veracruz, reportaron una incidencia de 1,5/100.000 habitantes (Intervalo de confianza, IC 95% 0,75-1,70) entre 1978 y 19929. En una publicación reciente, Gómez-Díaz y cols. reportaron la incidencia de DM1 en niños atendidos en el Instituto Mexicano del Seguro Social (IMSS) entre los años 2000 y 2010. De acuerdo a los datos recabados por la Dirección de Prestaciones Médicas del IMSS, el número de casos nuevos en menores de 19 años se incrementó significativamente de 3,4 a 6,2 por 100.000 personas (p < 0,001)10.
Gran parte del conocimiento inmunogenético de la DM1A se debe al estudio de modelos experimentales como el ratón NOD (non-obese diabetic) que comparte muchas características genéticas y patológicas con el ser humano11. En ambas especies, el complejo mayor de histocompatibilidad (MHC) y múltiples genes no-MHC contribuyen a la susceptibilidad a la enfermedad12. Los genes del MHC confieren los riesgos relativos más altos, siendo 3 a 50 de los haplotipos más predisponentes comparados con menos de 3 de los genes no- MHC13. La región genética del MHC en el ser humano se llama HLA (human leuckocyte antigens). El HLA clase II es el más asociado al desarrollo de la DM1A. HLA está ubicado en el brazo corto del cromosoma 6 (6p21.3) y ocupa aproximadamente 3.600 kbp. La función de las moléculas de HLA es presentar péptidos a los linfocitos T14. Hasta 40% de los individuos con DM1A son portadores de la combinación de haplotipos DQA1*0501-DQB1*0201 (DQ2), usualmente heredado junto con DRB1*0301 (DR3) y DQA1*0301- DQB1*0302 (DQ8) que se hereda junto con DRB1*0401 o DRB1*0402 (DR4). Por otra parte, se ha encontrado que el haplotipo DQA1*0102/DQB1*0602/DRB1*1501 confiere protección15,16.
Otro gen implicado es el de la insulina, el cual está codificado en el cromosoma 11p15.5. En este gen se han encontrado variaciones en el número de nucleótidos y formas cortas de repetición en tándem en la región promotora17. Esta región VNTR (variable number of tandem repeat) se categoriza en clases I al III. VNTR I contiene 26-63 unidades repetidas (5’- ACAGGGGTGGTGGGG-3’), VNTR II tiene 80 unidades y VNTR III tiene 140-210 unidades; siendo los individuos homocigotos a VTNR I los que desarrollan más frecuentemente DM1A. Se ha encontrado que el tipo de VTNR (en este caso la existencia de VTNR I) influye con la unión del factor de transcripción AIRE (Autoinmune Regulator) de tal forma que disminuye la tolerancia a la insulina y sus precursores en las células epitelialies medulares del timo (lo que se traduce en la formación de células T autoreactivas)18.
En condiciones normales, las céulas presentadoras de antígeno (APCs) activan al linfocito T presentando un péptido antigénico unido a molécula de HLA clase II en la superficie celular. Como parte del reconocimiento, se requiere la participación de moléculas coestimuladoras, tanto de las células APCs (por ejemplo CD-40), como del linfocito CD4. Se han identificado diferentes moléculas coestimuladoras de la activación como B7 y CD28 y moléculas que regulan a la baja la activación, es decir que funcionan como reguladores negativos, como por ejemplo el antígeno 4 asociado a linfocito T citotóxico (CTLA4, cytotoxic T-Lymphocyte antigen 4).
El gen que codifica el CTLA-4 está localizado en el cromosoma 2q33. Este antígeno es expresado en la superficie de las células T activadas y es responsable de la atenuación de la respuesta inmune al unirse a los ligandos CD80 y CD86 expresados en la superficie de las células presentadoras de antígenos. Usualmente, CTLA-4/CD80/ CD86 regula la expresión del receptor de IL-2 (requerida para el desarrollo y funcionamiento de las células T reguladoras) o puede inducir apoptosis en células previamente activadas19, de tal forma que algunos polimorfismos solitarios como +6230G>A, -319C>T y +49A>G se han asociado con el desarrollo de DM1A, enfermedad de Graves o hepatitis autoinmune20.
Otro locus de susceptibilidad a DM1 es PTPN22 (protein tyrosin phosphatase nonreceptor type 22)6, el cual está localizado en el cromosoma 1p13 y codifica una proteína tirosina fosfatasa linfoide expresada en linfocitos B y T (lymphoid tyrosine phosphatase, LYP). LYP es un inhibidor del receptor de linfocitos T, a través de su unión a la región carboxilo terminal de la proteína cinasa Csk, restringiendo la respuesta a los antígenos a través de la alteración en los eventos de fosforilación que controlan la activación y diferenciación celular. Se ha encontrado que algunos polimorfismos de PTPN22 (como el R620W) provoca la generación de linfocitos T hiperreactivos, por lo que se ha relacionado con enfermedades como DM1, lupus eritematoso sistémico (LES) o artritis reumatoide.
Finalmente, algunas regiones que pueden predisponer a DM1A son IDDM4 que codifica para FADD (Fas-associated death domain containing protein) involucrada en apoptosis, IDDM7 involucrada en la morfogénesis de las células β e IDDM13 que codifica una proteína de resistencia bacteriana en los macrófagos16,17.
A pesar del amplio conocimiento que se tiene de los factores implicados en la susceptibilidad genética, ésta es insuficiente para explicar la patogénesis de la enfermedad. De esta manera, se ha intentado asociar algunos factores ambientales con el desarrollo de DM1. Así, se han investigado agentes infecciosos como rubéola (OR 0,77; IC95% 0,42-1,37), enterovirus (Coxsackie) (OR 3,7; IC 1,2-11,4)21, virus de Epstein Barr (VEB), citomegalovirus (CMV) y rotavirus (OR 7,91)22,23; factores nutricionales como los anticuerpos contra las proteínas de la leche, asociando la exposición temprana a la leche bovina con el desarrollo de DM1, (OR 1,4-6,2), la deficiencia en ácidos grasos omega 3 o la deficiencia de vitamina D24,25; factores perinatales, como la edad materna mayor de 25 años al momento de la concepción (OR 1,28-1,32) o el desarrollo de preeclampsia, enfermedad respiratoria neonatal o ictericia y la exposición a algunas vacunas de virus vivos atenuados5.
Existe una serie de alteraciones que preceden a la detección clínica del paciente con DM1A. Inicialmente se observa incremento en la producción de Interferón alfa (IFN-α) en las células β que aumenta la regulación de MHC clase I (o HLA). Esto expone a las células β al ataque de las células TCD8 autorreactivas (formadas por mecanismo de pérdida de anergia funcional) con especificidad por antígenos del páncreas. Este primer ataque libera antígenos intracelulares que son recogidos por las células APCs y son transferidos a los nódulos linfáticos de drenaje del páncreas, donde se presentan a los linfocitos B y T. Los linfocitos B, a través de los receptores IgM o IgD (aunada a la coestimulación de CD21, CD19, CD81), tienen contacto con el inmunógeno y gracias a la co-estimulación con células T helpers TH1 y TH2, se transforman en células plasmáticas secretoras de IgG, generando por primera vez autoanticuerpos (fase de seroconversión). Por otro lado, se induce proliferación y migración de las células TCD8 al páncreas, generando una segunda oleada de destrucción de células β y en este ataque intervienen perforinas, factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α) e interferón gamma (IFN-γ) provocando el fenómeno conocido como pseudoatrofia. Una vez más, se liberan más antígenos celulares y se incrementan las especificidades de los linfocitos B y T (fenómeno de dispersión de epítopes), provocando mayor destrucción. En este punto interviene la respuesta atenuadora de los linfocitos T reguladores que disminuyen el ataque por un breve período de tiempo, durante el cual se desarrolla una fase breve de proliferación de células β (favorecida paradójicamente por el ambiente local de citocinas). Este período es clínicamente conocido como “luna de miel” y eventualmente cede a la autoinmunidad.
Se han encontrado una gran cantidad de autoantígenos relacionados con la DM1; sin embargo, muchos de ellos son difíciles de cuantificar o no son suficientemente sensibles o específicos. Los más utilizados en el diagnóstico son:
Los ICA reaccionan contra un sialoglucoconjugado, un autoantígeno asociado a insulinoma y a GAD y son policlonales. Su detección únicamente se puede realizar en sujetos de reciente diagnóstico y después de 10 años sólo 5% de los pacientes tienen positividad a ICAs26.
GAD cataliza la conversión del ácido glutámico y el neurotransmisor inhibitorio GABA. La mayoría de los autoanticuerpos están dirigidos contra GAD65 y GAD67 y se encuentran en 70 a 80% de los pacientes recientemente diagnosticados. Son más persistentes que los ICA27,28.
IA-2A es un miembro de la familia de tirosina fosfatasas y es una proteína transmembrana. Sólo 60% de los pacientes con DM1A tienen anticuerpos IA-2A29.
Sólo 60% de los pacientes con DM1A de reciente diagnóstico tienen este tipo de anticuerpos. Sin embargo, una vez que se inicia el tratamiento con insulina, la determinación de estos anticuerpos pierde su validez. Son los más difíciles de determinar.
ZnT8 es una proteína que transporta zinc y lo concentra en los gránulos secretores de insulina. Se localiza en el cromosoma 8q24.11. Estos autoanticuerpos se detectan en 63% de los pacientes con reciente diagnóstico y en 26% de los pacientes que tienen otros autoanticuerpos negativos. Además, se han detectado en patologías como enfermedad de Addison y enfermedad celíaca30.
De acuerdo al estudio Diabetes Prevention Trial-1 (DPT-1), el valor predictivo de los anticuerpos anti- ICA fue de 3,9%; de 4,4% para anti-GAD y 4,6% para los anti-ICA512A, mientras que la presencia de anticuerpos anti-insulina no predice la enfermedad; sin embargo, si se detecta ICA y otro autoanticuerpo, su valor se eleva hasta 17,9%; para GADA con otro autoanticuerpo es 13,9%, para ICA512A con otro autoanticuerpo es de 24,6% y para ZnT8 y otro autoanticuerpo es de 82%. Finalmente, el riesgo de desarrollar DM1A en pacientes con tres autoanticuerpos es de 40,3% y de 50% cuando se detectan cuatro autoanticuerpos.
Existe incremento en la evidencia de que DM1A y ETA están genéticamente relacionados. De hecho, se encontró que hasta 48% de los familiares de pacientes con DM1A tienen anticuerpos antitiroideos, en comparación con el 3 a 10% en la población general. Además, de 15 a 30% de los pacientes con DM1A tiene anticuerpos antitiroideos y de estos, 50% progresará a alguna forma de ETA. De forma contraria, sólo 2,3% de los pacientes con ETA tienen anticuerpos anti-islote31,32. Cuando DM1 y ETA ocurren en el mismo individuo, este fenotipo es clasificado como una variante del síndrome poliglandular tipo 3 (APS3v)33.
Algunos genes candidatos de la unión entre estas dos patologías son:
1) Genes del HLA clase II
Principalmente HLA-DR3 DQB1*0201 y en algunos estudios DRB1*0301. Hay dos mecanismos por los cuales se cree que los mismos “bolsillos” de HLA de clase II confieren susceptibilidad a ambas enfermedades:
a) Los alelos predisponentes son distintos, pero con un estrecho desequilibrio de ligamiento (linkage disequilibrium), por lo que los individuos pueden presentar ambas variantes en sus APCs y entonces los péptidos derivados de islote y de la tiroides pueden unirse a los bolsillos de las HLA.
b) Se ha postulado que diferentes variantes de bolsillo en las HLA II pueden tener ciertos aminoácidos en común, que sirvan de anclaje a los linfocitos T (por ejemplo la arginina en la posición 74 de DRβ). Entonces, cuando la insulina o la tiroglobulina (Tg) se unen en forma regular, este aminoácido sirve para unir a los linfocitos T e iniciar su estimulación34.
c) Tanto las células de los islotes como las células tiroideas, bajo estimulación de algunas citocinas, expresan HLA clase II y por lo tanto funcionan como APCs. Esta expresión aberrante puede iniciar la autoinmunidad a través de la presentación directa de autoantígenos y agravarse por las citocinas secretadas por las células T invasoras.
2) CTLA-4
Howson y cols.35, en más de 4.000 pacientes con DM1, encontraron que los pacientes con ETA y DM1 tienen SNPs en CTLA-4 con un OR de 1,49. Esto fue confirmado por otros estudios, como el de Ikegami y cols.36 y demuestra que CTLA-4 contribuye a la susceptibilidad del síndrome poliglandular tipo 3, pero no a la susceptibilidad de DM1 por sí sola.
3) PTPN22
El polimorfismo PTPN22 R620W se asocia a ETA y DM1A con un OR desde 1,8-237. Se ha observado que la sustitución de una arginina por triptófano en esta posición interfiere con la interacción entre LYP y Csk38.
4) Otros loci involucrados
Se han propuesto otros genes como FOXP3 (forkhead box P3) en el cromosoma X, IL-4/IL4-R, el receptor de la vitamina D e IL-13; sin embargo, los resultados son inconsistentes32.
Enfermedad celiaca
El 10% de los pacientes con DM1A expresa autoanticuerpos IgA antitransglutaminasa (TGA) y más de la mitad de estos pacientes tienen enfermedad celíaca en la biopsia intestinal. Hay una alta prevalencia de autoanticuerpos anti-TGA en los familiares de primer grado de los pacientes con DM1A, sin que estos expresen autoanticuerpos anti-islote. Dada la corta vida media de los anticuerpos IgA, se recomienda que a los pacientes con positividad en una ocasión, se les practique biopsia intestinal. El principal factor de riesgo es el haplotipo DR3, DQ2 y 20% de los pacientes diabéticos con este haplotipo expresan autoanticuerpos antiTGA39.
Enfermedad de Addison
Aproximadamente 1 de 50 pacientes con DM1 tiene autoanticuerpos anti-21 hidroxilasa y 25% de estos pacientes progresa a enfermedad de Addison. La presencia de autoinmunidad adrenal se asocia con autoinmunidad tiroidea y, aproximadamente, 70% de la población con anticuerpos anti-21 hidroxilasa expresan AITD.
Se ha observado que la susceptibilidad al desarrollo de enfermedad de Addison, también está relacionado con el haplotipo HLA-DR3. El genotipo con más riesgo, que ocurre hasta en 30% de los casos, es el haplotipo HLA-DR3/4-DQ2/8. En este subgrupo de pacientes, el subtipo de HLA-DR4, DRB1*0404 confiere mayor riesgo de desarrollar únicamente Addison, mientras que el haplotipo de HLA-DR3, DQA1*0501, DQB1*0201 incrementa el riesgo de Addison, DM1A y enfermedad celiaca. De hecho, si un paciente con DM1A expresa DRB1*0404 y tiene anticuerpos anti-21 hidroxilasa, el riesgo de padecer Addison se incrementa en 100 veces40.
Síndromes poliglandulares autoinmunes (SPA)
Comprenden 4 síndromes:
SPA-2: Es definido por la presencia de insuficiencia suprarrenal primaria (100%), ETA (70-90%) y DM1 (20-50%). Tiene una prevalencia de 4 a 5 por 100.000 personas y es más frecuente en mujeres de la 4ª década de la vida (con una relación 3:1). En cuanto a la susceptibilidad genética, se han asociado algunos polimorfismos en HLA, CTLA-4 y PTPN22 y su diagnóstico se hace con la aparición de autoanticuerpos anti-21 hidroxilasa, anti-tiroideos (anti-Tg, anti-peroxidasa tiroidea [anti-TPO] o anti-receptor de TSH [anti-TSHR]) y con anti-GAD6541.
SPA-3: Es la asociación de ETA y otra enfermedad autoinmune, clásicamente (pero no exlcusivamente) DM1A. De hecho, se ha asociado a anemia perniciosa, vitíligo, alopecia, miastenia gravis, enfermedad de Addison y síndrome de Sjögren33.
SPA-1: Es también conocido como APECED, ya que engloba: poliendocrionopatías autoinmunes, candidiasis y distrofia ectodérmica. Es una enfermedad rara, con frecuencia de 2 o 3 casos por millón de personas. Tiene una herencia autosómica recesiva y su diagnóstico consiste en la tríada: candidiasis mucocutánea crónica, hipoparatiroidismo autoinmune e insuficiencia suprarrenal. Otras enfermedades relacionadas con este síndrome son la DM1A hasta en 33% de los casos, ETA de 4 a 31%, manifestaciones hepáticas (hepatitis autoinmunes), dermatológicas (alopecia, vitíligo) y gonadales (insuficiencia ovárica o testicular). Es una enfermedad monogénica causada por mutaciones en el gen que codifica para la proteína reguladora autoinmune (AIRE) localizado en el cromosoma 21q22.3 y expresado en diferentes órganos como timo, bazo, ganglios linfáticos y médula ósea. Se ha observado que aproximadamente 40 mutaciones producen disminución o pérdida de la función de esta proteína involucrada en la inhibición de la selección negativa del timo, con lo que se promueve la maduración y liberación de células T autoreactivas y producción de autoanticuerpos42.
Síndrome IPEX (disregulación inmune, po¬liendocrinopatía, enteropatía, ligado a X): Es una enfermedad rara ligada a niños varones, que característicamente inician con diarrea de difícil tratamiento y retraso en el crecimiento, posteriormente desarrollan alguna endocrinopatía como DM1A (90%) o hipotiroidismo autoinmune (50%) y, finalmente, pueden manifestar eccema, anemia hemolítica autoinmune, trombocitopenia autoinmune, linfadenopatía e infecciones recurrentes. Está causado por mutaciones (hasta el momento 20 identificadas) en FOXP3 que resulta en la ausencia o disfunción de las células T reguladoras43.
En la Tabla 1 se enlistan las enfermedades autoinmuneres relacionadas con DM1A, así como su frecuencia de asociación y genes involucrados.
Tabla 1. Frecuencia de enfermedades autoinmunes asociadas a DM1 y genes asociados
La DM1A se asocia con una amplia variedad de enfermedades autoinmunitarias. Una gran cantidad de pacientes que la padecen tienen otras comorbilidades como ETA, enfermedad de Addison, enfermedad celíaca y síndromes menos comunes como los SPA. Esta situación está relacionada con la presencia de genes de susceptibilidad como HLA, CTLA-4 y PTPN22 que inducen alteraciones en los mecanismos de tolerancia inmunológica a nivel central o periférico. Así, la característica principal de estas enfermedades es el desarrollo de autoanticuerpos específicos que afectan diferentes órganos con función endocrinológica. Además, la identificación de estos autoanticuerpos se utiliza para documentar la presencia de la enfermedad e inclusive como un factor pronóstico. Por otra parte, la identificación de los diferentes mecanismos inmunopatogénicos sirve para establecer objetivos terapéuticos encaminados a la prevención de la enfermedad.
