Destacan la Potencial Utilidad de los Estudios de Matriz Multigénica en la Investigación de la Hipertensión Pulmonar

• AUTOR : Menon S, Fessel J, West J
• TITULO ORIGINAL : Microarray Studies in Pulmonary Arterial Hypertension
• CITA : International Journal of Clinical Practice 65(169):19-28, Ene 2011
• MICRO : Los estudios de micromatriz multigénica (microarray) son útiles para caracterizar las lesiones en los pacientes con hipertensión pulmonar establecida; aún debe dilucidarse su posible eficacia para descubrir los mecanismos asociados con la patogenia de la enfermedad.

Introducción

La hipertensión pulmonar (HP) se caracteriza por el incremento de la presión media de la arteria pulmonar y la presencia de remodelado vascular. Entre las etiologías o factores de riesgo asociados con la HP se describen afecciones genéticas, cardíacas, pulmonares e inflamatorias, entre otras. Las características uniformes de la etapa final se asemejan para todas estas causas, por lo cual se postula la existencia de mecanismos moleculares similares para las distintas variantes de la HP.

Los análisis de micromatriz multigenética (microarray [MA]) se consideran un recurso de utilidad para definir estos procesos subyacentes. Esta técnica ha permitido una mejor comprensión de las bases moleculares de la HP, al lograr un análisis extendido con relativa falta de sesgos de los cambios en la expresión genética.

Ciertos factores (plataforma de MA utilizada, recolección y almacenamiento de la muestra, procedimiento de extracción e hibridación del ARN, software utilizado) se consideran importantes fuentes de variación inherentes al método. La técnica se inicia con la obtención de parámetros por medio del procesamiento de las imágenes. El procesamiento previo de estos datos incluye la combinación de la corrección de los parámetros de fondo, la normalización a nivel de la sonda y algunos pasos obligados que dependen de la plataforma elegida para la MA. La meta de este proceso previo es la corrección de las variaciones técnicas a nivel de la expresión. Dada la gran cantidad de datos disponibles con este método diagnóstico, se destaca la importancia de la menor sensibilidad de la MA y su tendencia a los resultados falsos negativos, en especial en presencia de transcriptos con baja cantidad de copias que presentan importancia biológica.

De acuerdo con el objetivo final de la aplicación de técnicas de MA, el análisis estadístico puede completarse con herramientas descriptivas o de inferencia (pruebas paramétricas o no paramétricas). La evaluación de la expresión diferencial puede requerir la instrumentación de pruebas de corrección múltiple en circunstancias de análisis de un gran número de genes.

Además, si bien pueden utilizarse plataformas informáticas sencillas para la evaluación de los estudios de MA en el contexto de la HP, se aplicó la combinación de distintos programas en algunos de los ensayos incluidos en esta revisión. Asimismo, se señala que los sistemas para el estudio de la patología celular y molecular de la HP se realizan sobre cultivos de células endoteliales o de músculo liso vascular; si bien pueden emplearse muestras de biopsias pulmonares, este recurso se reserva para pocos pacientes con fines diagnósticos o pronósticos.

Formas analizadas de la enfermedad

La mayoría de los estudios sobre aplicaciones de MA en sujetos con HP corresponden a pacientes con formas idiopáticas de la enfermedad. En un primer ensayo de utilización de técnicas de MA, se reconoció una fuerte asociación entre la HP familiar y las mutaciones del gen BMPR2. En un análisis posterior, se exploró el perfil de expresión génica en pacientes con HP idiopática o secundaria a otros procesos (en especial esclerosis sistémica y esclerodermia). Las metas de los estudios de MA en los individuos con HP consistieron en el análisis de la expresión de los potenciales biomarcadores de la enfermedad y en el reconocimiento de las señales moleculares que permitirían definir tanto las bases patológicas como los efectos de los fármacos. Aunque las muestras de biopsias pulmonares representan el sitio real de repercusión de la enfermedad, estas muestras se obtienen en general de pacientes en etapas finales de la HP, por lo cual podrían no ser ilustrativas de los procesos moleculares etiológicos. De este modo, el estudio de tejidos más accesibles, como los linfocitos B circulantes, podría representar un modelo para comprender la susceptibilidad molecular que da lugar a esta enfermedad.

Estudios de MA en seres humanos

Se dispone de 3 estudios de análisis de muestras de biopsias pulmonares. En la primera experiencia, se aplicaron técnicas de MA en 6 sujetos con HP, incluidos 4 casos esporádicos. En esta casuística se identificaron consecuencias de las mutaciones en el gen BMPR2, como alteraciones mitocondriales y anomalías en las vías de la proteinquinasa activada por mitógenos (MAPK), la caveolina-1 y los marcadores CDC42/Rac1. En un posterior estudio con 18 sujetos con HP idiopática (incluido un caso de enfermedad hereditaria), se reconocieron cambios similares, así como la activación de numerosas vías de la inflamación, respuesta al estrés o angiogénesis. Se advierte que el tratamiento farmacológico de los enfermos pudo modificar la expresión de distintos genes. Asimismo, en un tercer protocolo de análisis directo mediante microdisección tisular por láser, solo se informaron 773 genes con regulación diferencial, con defectos en la activación del gen Rac1 y en la vía de la polaridad planar. De acuerdo con los autores, dado que las formas avanzadas de HP se asocian con lesión pulmonar masiva e inflamación, la discriminación entre efectos relevantes y epifenómenos puede resultar problemática en la evaluación de estos tejidos.

También, se señala que el aislamiento y la caracterización de las células circulantes en los individuos con HP se relacionan con ventajas, como la fácil obtención de la muestra y la elección de un único tipo celular. En los primeros estudios, se reconocieron diferencias entre los pacientes con HP y los sujetos de control en términos de la expresión de genes inflamatorios y de respuesta al estrés. De todos modos, en las formas finales de la enfermedad se reconocen signos masivos de inflamación y respuesta inflamatoria en forma independiente de la causa. Sin embargo, los expertos manifiestan que una terapia eficaz para la HP deberá dirigirse al enfoque de esas consecuencias finales, por lo cual la información obtenida en estos estudios puede resultar de gran valor con fines terapéuticos. Así, en otros modelos similares de evaluación, fue posible advertir que la respuesta inflamatoria en el contexto de la HP no resulta específica, por lo cual no se logró obtener información sobre la etiología en estos protocolos. Se agrega que las células inflamatorias parecen participar de la respuesta angiogénica en la fase intermedia de la HP, pero esta actividad desaparece en la etapa final de la enfermedad.

Se han llevado a cabo estudios en modelos de cultivos celulares obtenidos de sujetos con HP; entre otras ventajas, se reconoce la disponibilidad de un único tipo celular y de la eliminación de los efectos directos de la inflamación y los medicamentos en el modelo de análisis. Sin embargo, estos modelos pueden asociarse con variaciones en el genotipo y el fenotipo como consecuencia del protocolo de cultivo o de las diferencias entre los distintos laboratorios. En estos ensayos, se han descrito diferencias entre sujetos con HP e individuos de control en términos de los genes vinculados con la respuesta al estrés, la organización de la actina y las vías de proliferación. El gen CYP1B1 se asoció con los niveles más elevados de expresión diferencial y permitía explicar casi por completo la penetración de los portadores de mutaciones del gen BMPR2 a nivel funcional.

Estudios en modelos con animales

En diversos ensayos de aplicación de MA en animales de experimentación, se verificó la existencia de un programa común de cambios de expresión genética en todos los modelos de HP. Tras la elevación de la presión en la arteria pulmonar, se observó la inducción de genes relacionados con la estructura y función del músculo liso, la inflamación, la angiogénesis, la matriz extracelular, la adhesión y la proliferación. Se destaca que los genes específicos no revisten la misma importancia que las vías de señalización. Además, los cambios en la expresión observados en los roedores fueron muy similares a los informados en los seres humanos, dado que parecen representar una respuesta universal al aumento de la presión, si bien no permiten inferir el mecanismo causal. Se hace hincapié en que la evaluación del uso de fármacos y de las modificaciones genéticas en los roedores constituye una oportunidad para distinguir las potenciales causas de HP en esos modelos.

Conclusiones

Los estudios de MA disponibles son útiles para caracterizar las lesiones en los pacientes con HP establecida, pero no se han diseñado para definir las causas subyacentes. Sin embargo, aún deben dilucidarse los mecanismos asociados con la enfermedad. La vía final de estas lesiones es la inflamación masiva con la participación de múltiples células inflamatorias, activación de vías de inflamación crónica y, probablemente, fenómenos de autoinmunidad. Asimismo, se reconoce la actividad de vía de angiogénesis en la enfermedad instalada.

Otra conclusión relevante de los estudios de MA consiste en que, incluso en sujetos sin mutaciones del gen BMPR2, se reconocen anomalías en la vía de la proteína morfogénica del hueso (BMP). La supresión de esta vía de señalización parece un factor importante para la patogenia de la HP de cualquier etiología. En forma general, los análisis de MA brindan datos concretos sobre esta enfermedad en su etapa terminal. En futuros estudios será necesario realizar un mejor control de las vías específicas para diseñar intervenciones terapéuticas a nivel molecular. Los autores concluyen que las técnicas de MA son herramientas útiles para la investigación, pero los resultados son estériles si esos descubrimientos no son aprovechados.

Especialidad: Bibliografía - Neumonología