Clínicamente se caracteriza por los síntomas y signos derivados de la reacción inflamatoria en el epitelio bronquial, acompañados de hiperreactividad bronquial, eosinofilia y en la mayoría de los casos, sensibilización por a l e rgenos. Su grado de heredabilidad se ha estimado entre el 30 y el 60%, sin embargo, la enfermedad no exhibe un patrón de herencia mendeliano clásico atribuíble a un solo locus. La mayoría de los estudios indican que el asma es un problema común de causa compleja, como la hipertensión, la diabetes, etc. En estas enfermedades, las alteraciones en varios genes, asociadas con un grado variable de polimorfismo, generan un ambiente genético que en diferente medida puede ser influido por factores ambientales.
Los alergenos de ácaros son los agentes causales de asma mejor reconocidos hasta el momento; los ácaros más comunes son Dermatophagoides pteronyssinus (Dp) y Blomia tropicalis (Bt), el primero con una distribución en la mayoría de los países y el segundo más frecuente en las zonas tropicales y subtropicales. La prevalencia de asma está aumentando en todo el mundo y la mortalidad es relativamente alta en los países industrializados y mucho más alta en varios países de Latinoamérica (1).
En la última década se ha producido un avance considerable en la investigación de los factores genéticos del asma. Ciertas regiones de los cromosomas 5, 6, 11, 12, 13 y 14 han resultado consistentemente ligadas al asma o a fenotipos relacionados con asma (IgE total, IgE específica contra alergenos, hiperreactividad bronquial, eosinofilia, etc.) y estudios recientes sugieren la existencia de más regiones en otros cromosomas. Se ha analizado la estructura y función de varios genes candidatos, identificándose varios polimorfismos. Los estudios de población han mostrado asociación de ciertos alelos con asma o con fenotipos relacionados y estudios in vitro han confirmado alteraciones en el funcionamiento de algunos de ellos.
Varios análisis de ligamiento a nivel de todo el genoma empleando un gran número, tanto de familas como de marcadores genéticos, han identificado diferencias en la distribución del ligamiento según los grupos poblacionales, lo cual sugiere que los genes de susceptibilidad para asma están influídos por la etnicidad. Es posible que en aquellos grupos con una constitución genética más "proasmática", el efecto de los factores ambientales, como la exposición a los alergenos, la dieta, el estilo de vivienda, etc. sean más importantes.
Además de las regiones mencionadas, otros cromosomas parecen tener regiones que albergan genes candidatos para asma. Esto apoya la hipótesis de la existencia de multiples genes de susceptibilidad, pero a la vez señala que hace falta mucho trabajo experimental para confirmar o rechazar el papel de regiones que están distribuídas en casi todo el genoma (de hecho, los estudios han encontrado ligamientos en 21 de los 22 autosomas).
La detección de factores de riesgo genéticos para asma tiene claras implicaciones prácticas, entre otras la posibilidad de identificar personas susceptibles para incluirlas en programas de control de la exposición a los alergenos o de immunoprofilaxis, la definición de las bases moleculares de los diferentes subtipos de la enfermedad y el mejoramiento de su manejo farmacológico, dirigiéndolo hacia anormalidades específicas expresadas por los genes comprometidos. Las investigaciones sobre la genética del asma están limitadas, entre otros aspectos, por la falta de una definición uniforme de la enfermedad, por la participación de varios genes y la fuerte influencia de los factores ambientales. Es posible que influyan otros elementos característicos de los problemas complejos, como la heterogeneidad genética, la penetrancia incompleta y un alta rata de fenocopias. Lo anterior, sumado a las diferencias étnicas entre las poblaciones estudiadas y la gran variedad de análisis empleados, tanto estadísticos como genéticos, han dificultado la reproducción de algunos resultados. Sin embargo, se ha logrado acumular una importante información y algunos de los hallazgos han sido reproducidos por distintos grupos.
En esta presentación se comentarán las evidencias de un control genético de la respuesta IgE específica contra los alergenos de ácaros (un fenotipo de gran trascendencia patogénica en el asma) y su importancia como factor de riesgo en asma. Muchos estudios han confirmado la fuerte asociación entre la sensibilización a los alergenos de ácaros domésticos y el asma, así como el hecho de que la sensibilización precede al desarrrollo de los síntomas y además que la eliminación de la exposición revierte sus efectos. De manera que desde el punto de vista epidemiológico, la sensibilización a dichos alergenos es clave para el desarrollo del asma alérgica. Si bien la genética de la respuesta alérgica parece estar bajo el control de varias regiones cromosómicas, es evidente que al analizarlas sólo cubriremos una pequeña parte de la de la información actualmente disponible sobre la genética del asma.
El papel del complejo mayor de histocompatilibilidad (HLA)
Desde el descubrimiento del papel determinante del HLA en el control de la especificidad de la respuesta inmunológica, esta región polimórfica del cromosoma 6p se consideró una fuente importante de genes asociados con las enfermedades alérgicas. Dado que el asma es causada principalmente por alergenos de ácaros, varios grupos han investigado la existencia de asociaciones o ligamientos de los alelos Clase II (DR, DQ y DP), reconocidos participantes en el reconocimiento de antígenos exógenos y la respuesta contra esos alergenos. Los resultados han sido aparentemente incoherentes y no se ha encontrado ninguna asociación fuerte que haya sido reproducida por varios grupos. Esto puede deberse al gran número de epitopes de los alergenos de los ácaros, al nivel variable de exposición a cada epitope, la capacidad de cada molécula HLA clase II de presentar más de un epitope al receptor del linfocito T y a la participación adicional de genes de otros cromosomas. Para evaluar la posibilidad de ligamiento de asma al complejo HLA, estudiamos la segregación de haplotipos HLA en un pequeño grupo de 20 familias del trópico, altamente expuestas a los alergenos de ácaros (2). Las familias fueron seleccionadas a partir de un miembro asmático, alérgico a Dermatophagoides farinae. Empleando el análisis de parejas afectadas encontramos evidencia de ligamiento entre asma inducida por ácaros y el complejo HLA, dada por una significativa proporción de parejas afectadas compartiendo los mismos haplotipos (p < 0,0001); además, varios análisis genéticos sugirieron un patrón recesivo de herencia para el fenotipo "hiperreactividad IgE contra alergenos de ácaros".
Varios estudios publicados posteriormente han confirmado el ligamiento del asma o la respuesta IgE contra ácaros con el HLA, aunque en otras investigaciones los resultados han sido negativos. Una búsqueda a nivel genómico observó ligamiento del recuento de eosinófilos y los niveles de IgE total con una región del cromosoma 6 cercana a la región Clase I del HLA (3); otro estudio, efectuado entre la población española y empleando análisis de parejas afectadas, también identificó ligamiento entre el HLA y la respuesta IgE contra alergenos (4).
De igual manera, recientemente se ha publicado el hallazgo de una fuerte evidencia de ligamiento entre la respuesta IgE específica contra Dp y el cromosoma 6p21 (región HLA-D) en familias caucásicas recolectadas partiendo de 2 familiares asmáticos (5,6). Uno de esos estudios (5) demostró que la respuesta IgE contra Dp también está ligada a otras regiones cromosómicas en poblaciones caucásicas y afroamericanas, apoyando la idea de que la respuesta de anticuerpos es un rasgo multifactorial controlado por factores genéticos y ambientales. El trabajo sugiere que a pesar de que el HLA es considerado el principal regulador de la respuesta inmunológica específica, otros genes en regiones como 2q21-q23, 8p21-p23, 13q32-q34 y 5q23-q33 pudieran participar también tanto en el control de los niveles de anticuerpos IgE como en la especificidad de los mismos. Otro análisis de la genética de la respuesta IgE contra alergenos, esta vez incluyendo familias de una población alemana, demostró un ligamiento significativo de la respuesta contra alergenos de ácaros con los loci HLA-DRB y HLA-DQB, lo cual confirma los hallazgos que indican que varios genes de la región HLA influyen en la respuesta atópica (7). Por otro
lado, un estudio europeo sobre la genética de la sensibilización por ácaros encontró ligamiento con varias regiones cromosómicas, dos de las cuales, 8p21-23 y 7q35, ya habían sido descritas previamente (5,8) pero no encontró ligamiento con la 6p21-22 (HLA), lo cual permite a los autores considerar que el ligamiento del asma-inducidapor- ácaros y la región HLA que se ha encontrado en otros estudios, se debe más al componente inflamatorio de la enfermedad (especialmente el derivado de la acción del TNF) que en la respuesta atópica contra los ácaros (9). De manera similar, Ober et al., analizando a nivel genómico (563 marcadores) una población de 693 Hutterites, todos miembros de un pedigree de 15 generaciones, encontró asociación de asma con varios genes, incluyendo los HLA Clase II, sin embargo, la falta de significancia en los resultados del análisis de ligamiento de esos genes sugiere que podrían ser "loci menores" de susceptibilidad al asma (10).
Si se tiene en cuenta que el papel relativo de los genes que controlan la respuesta IgE puede estar influido por el grado de exposición y complejidad del alergeno, en aquellos lugares con exposición permanente y fuerte a los alergenos de ácaros el papel de HLA podría ser más evidente, especialmente si los estudios de asociación se hacen empleando pequeñas moléculas de alergenos. Con este criterio se han investigado posibles asociaciones entre los genes HLA Clase II y la respuesta exagerada a
ciertos alergenos en asmáticos de diversos orígenes poblacionales.
Los resultados han demostrado asociaciones positivas y negativas, con grandes diferencias en términos de los alelos e incluso del locus involucrado. En un estudio de casos y controles de la población mulata (una mezcla de caucásicos de origen español y africanos) encontramos que la frecuencia del alelo HLA-DPB1*0401 estaba bastante disminuida en los pacientes con asma alérgica, lo que sugiere que dicho alelo podría estar suprimiendo la respuesta IgE contra los alergenos de ácaros en la población no asmática (11). Después de esta publicación, otros investigadores encontraron que el DPB1*0401 también se encontraba negativamente asociado con la beriliosis crónica un problema pulmonar relacionado con la exposición al berilio y caracterizado por la acumulación de linfocitos CD4+ restringidos en su respuesta por el HLA (12). Lo anterior apoya la idea de que este alelo puede estar participando en el control de la respuesta inmunológica en el pulmón y por lo tanto asociado con algunas enfermedades respiratorias de origen inmunológico. De igual manera, se ha descripto una asociación negativa entre el HLA-DPB1*0401 en asmáticos de Alemania e Inglaterra (13). Sustentando nuestros hallazgos iniciales, este estudio demuestra que la ausencia del alelo HLA-DPB1*0401 está asociado con asma en dos poblaciones diferentes. La participación del locus DPB1 con un efecto aparentemente supresor de la respuesta contra ciertos antígenos que afectan las vías respiratorias se observó tambien de manera intensa en la población taiwanesa; en este caso la asociación negativa fue entre el HLA-DPB1*0201 y la respuesta IgE contra Der p 1 (14).
Obviamente, los mecanismos moleculares mediante los cuales estos alelos protegen a algunas personas contra una fuerte respuesta alérgica merecen más investigación, especialmente si se tiene en cuenta que otro gen del mismo locus, DPB1*1101 se ha encontrado asociado de manera positiva con una fuerte reactividad de las celulas T y la respuesta IgE contra el alergeno purificado Der p 1 y el extracto total del ácaro (15) y que en otro estudio se encontró que el alelo que más influyó en la significancia estadística de la asociación del locus HLA-DPB con la respuesta a alergenos de ácaros fue el DPB1*0401 (7).
En estudios adicionales nuestro grupo ha analizado las posibles asociaciones entre el complejo HLA y la respuesta IgE contra BtM, un pequeño péptido recombinante obtenido del ácaro Bt, el cual es un importante alergeno entre los asmáticos que viven en el trópico (16). Estudiando 92 asmáticos alérgicos a Bt y 89 controles no alérgicos encontamos que la respuesta IgE de los asmáticos está positivamente asociada al HLA-DRB1*03 y negativamente asociada con el alelo HLA-DQB1*0601. Como se esperaba, no se encontró asociación con los alelos TAP, los cuales participan en el procesamiento de los antígenos de origen endógeno (17). Otra asociación positiva entre el HLA-DRB1*03 y la respuesta IgE contra un alergeno de ácaro, en este caso el Der p 2, se encontró en un estudio que incluyó un gran número de sujetos provenientes de 76 familas nucleares y 7 familias extendidas (18). También se ha descripto el DRB1*03 como un haplotipo común débilmente asociado con asma (LTalfa Nco I*1/TNF-308*2/HLA-DRB1*03, p=0.016) en un estudio en donde se resalta la existencia de un haplotipo extendido que incluye la linfotoxina alfa, el Factor de Necrosis Tumoral y el HLA-DR en asociación con asma (19).
Los anteriores hallazgos sugieren que el grupo de alelos que integran el DRB1*03 pueden estar participando de manera importante en la regulación de la respuesta de IgE contra los alergenos de los ácaros y posiblemente más relacionados con el asma clínicamente manifiesta, como lo sugiere un estudio efectuado entre la población mestiza venezolana (20). Este mismo estudio, en el cual no pudo demostrar ligamiento entre la respuesta IgE contra ácaros y la región HLA, encontró un haplotipo (DRB1*1101 DQA1*0501 DQB1*0301) asociado con la respuesta IgE contra Dermatophagoides spp. La existencia de haplotipos HLA asociados con la respuesta IgE también se demostró, aunque con significancia estadística débil, en un estudio efectuado en niños con asma, atopia y respuesta IgE a Der p 1. En este caso los haplotipos fueron DRB *0100/*0300/*1100 y DPB *0201/*0401, asociados positivamente con asma y atopia, y DQB*0303/*0503, DRB 0200/ 0700, y DPB*0402, asociados negativamente (21).
Es de esperarse que diversos alelos HLA clase II aparezcan involucrados en la respuesta alérgica contra alergenos de ácaros, especialmente cuando se trata de estudios de asociación, los cuales pueden detectar distintos alelos en la misma región cromosómica, de acuerdo a las características genéticas de la población. Por ejemplo, un estudio efectuado en Corea detectó una asociación positiva altamente significativa entre el alelo HLADRB1* 07 y la respuesta IgE contra Dp, lo cual sugiere que dicho alelo es un factor de riesgo para desarrollar asma en esa población, donde también se encontró que el HLA-DRB1*04 es un alelo protector (22). Previamente, en un estudio de una población europea efectuado por otros autores, se había encontrado tanto el HLA-DR4 como el HLA-DR7 asociados positivamente con asma, y el DQA1*0301 y el DQB1*0502 asociados negativamente
(23). En general se observa que el mayor número de asociaciones positivas, ya sea con asma o con la respuesta IgE se dan con el locus DRB1, mientras que la mayoría de las asociaciones negativas se han encontrado con los loci DPB1 y DQB1. El papel del HLA-DRB1 ha sido confirmado recientemente en un estudio de 1004 individuos (230 familias) australianos. Este locus se encontró fuertemente asociado con los niveles de IgE total y además influyendo significativamente en los títulos de IgE específica contra alergenos como Der p 1, Der p 2 y Fel d 1. No se encontró asociación alguna con hiperreactividad bronquial o recuento de esosinófilos en sangre. Los autores concluyen que si bien este locus es determinante en el control de la respuesta immunológica alérgica, no es responsable de los ligamientos observados previamente entre la región HLA y asma (24).
La falta de datos concluyentes con respecto a la existencia de un gen particular asociado con la respuesta alérgica (IgE) en asma puede deberse, entre otras posibilidades, a que la sola hiperreactividad IgE contra los alergenos de ácaros no sea suficiente para inducir y mantener los síntomas. Actualmente parece obvio que otros genes, no relacionados con el HLA, son importantes en la regulación de esta respuesta. Pero un aspecto adicional es la dificultad para disecar molecularmente la especificidad de la respuesta inmunológica, en el nivel tanto de los epitopes como de los segmentos del HLA que los presentan.
En un estudio experimental donde se inmunizaron ratones transgénicos HLA-DQ8 y HLA-DQ6 con péptidos sintéticos derivados del alergeno p2 del Dp se determinó el número mínimo de residuos necesarios para el reconocimiento de los péptidos alergénicos por el ratón HLADQ8, dejando establecida la gran magnitud de la variabilidad entre epitopes y desetopes que estarían participando en los problemas alérgicos (25). Si se analiza el gran número de moléculas HLA capaces de presentar péptidos y el gran número de epitopes alergénicos a los que está expuesta una persona, se comprende la complejidad que encierra la búsqueda de genes particulares para una enfermedad como el asma.
Conclusiones
La idea de un papel preponderante del HLA en el control de la respuesta IgE contra alergenos se ha debilitado con los resultados de distintos análisis de ligamiento a nivel genómico, los cuales sugieren que otras regiones también están consistentemente ligadas con dicho fenómeno.
También está por definirse si la relación positiva (ligamiento o asociación) observada entre el HLA y asma se debe a el papel de la respuesta IgE en la patogénesis de esta enfermedad alérgica o a la existencia de genes proinflamatorios (también importantes en dicha patogénesis) en desequilibrio de ligamiento con la misma región, como por ejemplo el locus TNFAB. Este punto se complica por la gran interrelación entre las diveferentes vías (IgE, citoquinas, quemoquinas, factores de transcripción, etc.) durante el proceso inflamatorio del pulmón. Aunque muchos de los estudios de asociación han empleado mecanismos estadísticos para evitar el riesgo de error Tipo I, esta posibilidad, lo mismo que el efecto de la estratificación de la población y el pequeño número de las poblaciones estudiadas, continúa siendo una debilidad de los estudios de asociación entre asma y los genes de la región HLA. El empleo de otras estrategias de análisis, como el TDT, junto con el aumento del número de sujetos estudiados, podrían ayudar a clarificar tantas contradicciones.
Las hipótesis actuales sobre la influencia de los factores genéticos en el asma se basan en la evidencia acumulada de que se trata de una enfermedad multifactorial y compleja.
La cantidad de genes candidatos analizados mediante estudios genéticos y funcionales enpleando ensayos in vitro y modelos animales es alta y en continuo crecimiento.
El papel de la atopia como factor predisponente de asma es evidente, pero la importancia de algunos genes no asociados con atopia cada vez es más clara y debe evaluarse mejor. En ese sentido, el papel de los genes HLA debe entenderse también en su contexto fisiológico, asociado a circunstancias particulares del microambiente celular y de la exposición a alergenos. Aunque algunos de los genes descriptos probablemente son más importantes que otros, no se ha encontrado un gen de susceptibilidad definitivo. Además de un gran número de genes aparentemente no relacionados, los estudios genéticos e inmunológicos han mostrado que varios genes funcionalmente relacionados pueden estar involucrados en la patogénesis del asma. La coincidencia de alteraciones en varios de esos genes pudiera establecer redes complejas, cuyos efectos, influídos por los factores ambientales, lleven a la expresión preferencial de ciertos fenotipos. Por lo anterior los estudios de interacción de genes, ya sea a nivel epidemiológico, con herramientas de bioinformática o a nivel funcional, son actualmente objeto de mucha atención en la investigación sobre asma. Si existen varios genes de susceptibilidad y su distribución entre la población general (o de grupos étnicos en particular) es alta, la probabilidad que tendría una persona de convertirse en atópica o asmática bajo condciones ambientales "adversas" sería también alta. La información proveniente de los grandes y multidisciplinarios programas actualmente en curso, como el Proyecto Genoma Humano, ayudarán a resolver el número cada vez más grande de interrogantes sobre la influencia de los factores genéticos y ambientales en la etiología del asma