Esclerosis Múltiple: Interferón Beta y la Expresión Génica en Esclerosis Múltiple

Interferón Beta y la Expresión Génica en Esclerosis Múltiple

Resumen objetivo elaborado
por el Comité de Redacción Científica de SIIC sobre la base del artículo
Interferon- ß Corrects Massive Gene Dysregulation in Multiple Sclerosis: Short-term and Long-term Effects on Immune Regulation and Neuroprotection

de
Feng X, Bao R, Reder A y colaboradores

integrantes del
University of Chicago, Chicago, EE.UU.

El artículo original, compuesto por 14 páginas, fue editado por
EBioMedicine
49:269-283, Nov 2019

La promoción de mecanismos antiinflamatorios y neuroprotectores, junto a la represión de genes proinflamatorios, por efecto del interferón beta, podría contribuir a la reparación cerebral y a la mejoría clínica en los pacientes con esclerosis múltiple.

Introducción

Las perturbaciones en la señalización del interferón (IFN) podrían explicar algunas de las alteraciones inflamatorias observadas en la esclerosis múltiple (EM); estudios de genoma completo han sugerido la asociación entre la EM y polimorfismos en genes que participan en la regulación inmunitaria y las funciones del IFN. Según hallazgos previos, la función del IFN-alfa y el IFN-beta está disminuida en células mononucleares de sangre periférica (CMSP) en pacientes con EM sin tratamiento; se ha descrito, además, el beneficio terapéutico del IFN-beta en la EM, aunque los mecanismos subyacentes no están del todo claros. El presente estudio evaluó el efecto de la inyección de IFN-beta sobre la inducción a corto y a largo plazo de genes inmunorreguladores y neuroprotectores, que podrían afectar la actividad de la enfermedad.

Métodos

Se analizaron 227 muestras de CMSP de 54 participantes con EM recurrente-reminente, representantes de cinco grupos clínicos: pacientes con respuesta clínica completa al tratamiento con IFN-beta (RC); pacientes con respuesta clínica parcial al tratamiento con IFN-beta (RP), seguidos durante cinco años; pacientes con EM clínicamente estable sin tratamiento; pacientes con EM activa sin tratamiento, y controles sanos. Se evaluó el efecto del tratamiento con IFN, a dosis estándar (250 μg) o a dosis doble (500 μg), sobre la expresión génica a corto y a largo plazo, y durante la enfermedad estable y activa. Para las pruebas estadísticas, los valores de p < 0.05 fueron considerados significativos

Resultados

Respuesta a corto y a largo plazo al IFN-beta

Para la valoración a corto plazo, se analizaron las muestras de CMSP antes (0 h) y 4 y 24 h después de la inyección con IFN-beta, en los grupos de RC y RP. La respuesta a largo plazo fue determinada al comparar los grupos de RC y RP entre sí, luego de un reposo farmacológico de 4 días, y frente a los pacientes con EM (tratados y no tratados) y a los controles sanos.

En los pacientes con EM sin tratamiento, la expresión génica estuvo profundamente alterada. La administración del IFN-beta afectó la expresión, a corto plazo, de 1233 genes codificantes y de 664 genes no codificantes, involucrados en la inmunomodulación, la inflamación, la respuesta antiviral, el control del ciclo celular y la apoptosis. Al comparar los resultados según la respuesta al tratamiento, el cambio global en la magnitud de la expresión fue mayor en el grupo de RP frente al de RC, con la dosis de 250 μg, sin diferencia entre los grupos con la dosis de 500 μg.

A largo plazo, se informó diferencia en la expresión de 6434 genes codificantes y 2362 no codificantes; el 95% de los genes con expresión diferencial pertenecieron al grupo de pacientes sin tratamiento. Por el contrario, en sujetos clínicamente estables o con enfermedad activa, tratados con IFN-beta, el perfil de expresión fue similar al de los controles sanos. Al evaluar la expresión génica luego del reposo farmacológico, se observó modificación en la expresión de 277 genes exclusivos para el grupo de RP, 36 genes exclusivos para el grupo de RC y 86 genes compartidos por ambos grupos, frente a los controles sanos. Los genes del grupo de RP estuvieron asociados con la respuesta inflamatoria y la activación de células T, e incluyeron el gen del factor de transcripción FoxO1, cuya expresión corregida en pacientes tratados con IFN-beta podría reducir la inflamación. Además, los genes GATA1, TGM2 y TP53, que participan en vías proinflamatorias, fueron reprimidos.

Inducción en la expresión de ARN codificante y ARN de cadena larga no codificante con el tratamiento a largo plazo

En los pacientes con EM sin tratamiento, se observó mayor expresión de los genes SPP1, OLR1, SLC7A11, CCL22, CXCL5, IL1A y MMP1, que codifican proteínas proinflamatorias y contribuyentes al daño en el sistema nervioso central (SNC); el tratamiento a largo plazo con IFN-beta disminuyó significativamente la expresión de estos genes e indujo la expresión de genes inmunorreguladores y neuroprotectores, como el HGF y el CNTF. Igualmente, se comunicó la modificación en la expresión del ARN de cadena larga no codificante con el IFN-beta, frente a los controles sanos y a los pacientes con EM sin tratamiento.

Desregulación génica y tratamiento con IFN-beta a largo plazo

Al comparar con los controles sanos, la expresión génica estuvo considerablemente alterada en pacientes con EM clínicamente estable sin tratamiento y en pacientes con EM recurrente. Por el contrario, en los pacientes con RP tratados con el interferón, luego del reposo farmacológico, el perfil del transcriptoma fue similar al de los controles sanos. Se resaltó la participación de los genes involucrados en la actividad y modulación inmunitaria, las respuestas antivirales y la función neuronal.

El tratamiento a largo plazo con IFN-beta disminuyó la expresión de moléculas proinflamatorias como el NF-kB y la CD80, e indujo la expresión de los genes CD163 e ILT, cuyos productos tienen efecto antiinflamatorio.

El IFN-beta afectó la transcripción a corto y largo plazo de múltiples vías involucradas en la inmunopatología de la EM

La administración del IFN-beta, a corto plazo, disminuyó la expresión del DDIT3, vector potencial de la muerte de distintos grupos celulares, tanto en la enfermedad estable como activa, en pacientes con RP y RC, con el consiguiente efecto anti-apoptótico potencial en las CSMP y los oligodendrocitos. Por otro lado, aumentó la expresión de la interleuquina (IL) 15, con efecto antiinflamatorio y estimulante de la recuperación tisular, y del gen ILT3, con función antiinflamatoria.

Frente a los pacientes con EM sin tratamiento, el IFN-beta a largo plazo incrementó la expresión del factor activador de células B (BAFF), que induce la actividad de los linfocitos T reguladores y de las células B productoras de IL-10, además de estimular el crecimiento de las neuritas. De modo similar, el tratamiento a largo plazo indujo la expresión del gen ILT2, asociado con la regulación de la respuesta inmunitaria, y el perfil en la expresión de los receptores TLR (incluyendo las isoformas TLR3 y TLR7) fue similar al de los controles sanos.

Finalmente, aunque se informó escaso impacto del tratamiento con IFN-beta sobre la mayoría de los genes que participan en las vías Th1, Th17 y Th2, los autores resaltaron la disminución en la expresión del gen IFNGR1, que codifica al receptor del IFN-gamma, y del IFNG, que codifica al IFN-gamma, en el grupo de pacientes con RP y enfermedad activa.

Figura 1. Red de genes involucrados en procesos neurodegenerativos, cuya expresión estuvo significativamente elevada en los grupos con esclerosis múltiple estable y activa, sin tratamiento, en comparación con los valores iniciales en los grupos de respuesta completa y respuesta parcial al tratamiento con interferón beta y frente a los controles sanos.

Discusión

La inducción e inhibición génica a corto plazo luego de la inyección con IFN-beta fue de mayor magnitud y duración en los pacientes con RP clínicamente estables, frente a los pacientes con RC, cuya respuesta fue más modesta, con menor modificación luego del reposo farmacológico, quizá por ya haber alcanzado el nivel óptimo de expresión en genes clave, especialmente los relacionados con la inmunorregulación y la neuroprotección. La promoción de mecanismos antiinflamatorios y neuroprotectores, junto a la represión de genes proinflamatorios, por efecto del IFN-beta, podría contribuir a la reparación cerebral en la EM, sugirieron los autores, por vías distintas de la respuesta Th1 y Th17.

Estudios previos han demostrado la correspondencia, dependiente de la dosis, entre los efectos genéticos y clínicos del IFN-beta. De acuerdo con los resultados, los pacientes con menor gravedad clínica respondieron positivamente a las dos dosis del IFN-beta, pero en casos más graves el beneficio se observó con la dosis mayor; según los autores, la duplicación de la dosis de IFN-beta durante las crisis podría superar la resistencia al interferón, relacionada con la actividad de la enfermedad. El balance en la concentración de la citoquina podría asegurar la eficacia del tratamiento en pacientes con EM y otros trastornos del SNC.

Los autores argumentaron que el IFN-beta a largo plazo podría conducir al equilibrio inmunitario, al disminuir la expresión de factores como el NF-kB, citoquinas proinflamatorias y proteínas coestimuladoras, y aumentar la expresión de genes inmunorreguladores y citoquinas antiinflamatorias, como la IL-10 y la IL-15. Plantearon la posibilidad, además, de que algunos de los genes susceptibles al efecto del IFN-beta contribuyan a reducir la frecuencia, gravedad y duración de las recaídas, y a estimular la reparación tisular del SNC en la EM. El efecto genético a largo plazo, agregaron, podría explicar la observación según la cual, luego del cese tratamiento con IFN-beta, pueden pasar semanas o meses antes de que reaparezcan las manifestaciones clínicas de la enfermedad.

Los resultados suministraron información clave sobre potenciales blancos genéticos terapéuticos novedosos, aunque se admitió la presencia de ciertas limitantes, principalmente la ausencia de un grupo con respuesta nula al tratamiento, el tamaño moderado de la muestra y la inexistencia de bases de datos preexistentes para la validación de los hallazgos.

En conclusión, el uso combinado del IFN-beta y otras herramientas, en esquemas bien implementados, podría corregir el desequilibrio inmunitario en los pacientes con EM, tanto en la periferia como en el SNC, fomentar la capacidad de respuesta clínica y estimular la neuroprotección y la reparación tisular.