Instituto de Hematología e Inmunología

Importancia del estudio del quimerismo en el trasplante alogénico de médula ósea

Dra. Ana M. Amor Vigil y Dra. Gisela Martínez Antuña

Resumen

Desde que se comenzó a realizar el trasplante hematopoyético se reconoció la importancia de conocer el establecimiento de quimerismo. El presente trabajo actualiza los conceptos de quimerismo, su clasificación y las diferentes vías para su determinación. Se destaca como la más recomendada, la amplificación de zonas altamente polimórficas en el ADN por la técnica de la reacción en cadena de la polimerasa. La utilización de esta técnica ha permitido realizar estudios de la evolución de la quimera, relacionar el grado de quimerismo establecido con el comportamiento del injerto y de la enfermedad de injerto contra hospedero en los diferentes regímenes de acondicionamiento. También ha posibilitado la detección precoz de la recaída en los pacientes trasplantados y la administración oportuna de inmunoterapia adicional. Finalmente, se presentan las recomendaciones de la Sociedad Americana de Trasplante de Sangre y Médula Ósea para estandarizar el estudio del quimerismo en los diferentes centros de tratamiento.

DeCS: TRASPLANTE /efectos adversos; ENFERMEDAD INJERTO-HUESPED.

En Hematología, el término quimerismo se refiere a la presencia de células linfohematopoyéticas no propias del receptor que aparecen como resultado de un trasplante alogénico. Para que este fenómeno tenga lugar, es necesaria la inmunosupresión, mieloablación o inmunodeficiencia en el receptor y la presencia de células hematopoyéticas del donante.1,2

El estudio del quimerismo linfohematopoyético ha salido del marco de los laboratorios de investigación y se ha convertido en una importante herramienta clínica en la evaluación del éxito o fracaso de los trasplantes de células hematopoyéticas. Mediante estos estudios, podemos conocer si el sistema linfohematopoyético del donante ha sido capaz de implantarse en el receptor y si lo ha hecho desplazando al sistema linfohematopoyético del receptor o coexistiendo en equilibrio con este. De esta manera, mediante determinaciones secuenciales, es posible conocer la evolución o comportamiento de la quimera con vistas a confirmar el fallo primario del injerto, o conocer, antes que otros indicadores se manifiesten, que puede haber un fallo secundario del mismo. Además, podemos estudiar los efectos de los diferentes regímenes de acondicionamiento y terapias de profilaxis sobre la toma o fallo del injerto, así como relacionar el grado de quimerismo establecido con la enfermedad de injerto contra hospedero (EICH) y la actividad de injerto contra leucemia (AICL).

Atendiendo a la presencia de células del donante en el receptor, el quimerismo puede clasificarse como:

• Quimerismo total o completo (QC): donde todas las células que se detectan proceden del donante.
• Quimerismo mixto (QM): en el que coexisten células del donante y el receptor en un compartimento celular dado. Por ejemplo: en los linfocitos.
• Quimerismo dividido: cuando una o más líneas celulares proceden en su totalidad del donante y a su vez una o más proceden totalmente del receptor.
• Microquimerismo: en el que existe menos del 1 % de células del donante. Este grado de quimerismo solo se puede detectar cuando se utilizan técnicas muy sensibles.
  

De esta clasificación se deduce que:

• El tipo o grado de quimerismo encontrado en un momento dado, depende de la sensibilidad de la técnica empleada.
• Que es necesario analizar el quimerismo en las diferentes líneas celulares.
• Y que el quimerismo dividido solo es posible detectarlo cuando separamos las líneas celulares para su análisis.
  

Antiguamente no era posible esclarecer el tipo de quimerismo debido a que se utilizaban técnicas de poca sensibilidad con bajo grado de polimorfismo que requerían que el donante y el paciente fueran de sexo diferente. Actualmente existen técnicas mucho más sensibles, como el análisis por fluorescencia de la hibridación in situ (FISH) de los cromosomas X y Y y la amplificación de pequeñas zonas del ADN muy polimórficas (conocidas por sus siglas en inglés como VNTR o STR) mediante la técnica de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Sin embargo, la técnica del FISH solo es posible utilizarla cuando el trasplante se realiza entre individuos de diferente sexo, a diferencia de la amplificación del ADN por PCR, que no presenta esta desventaja. Esta última es actualmente el análisis de rutina en los centros dedicados a la terapia de trasplante de tejido linfohematopoyético.

El polimorfismo de los VNTR o los STR es una característica hereditaria y por esto siempre se estudian varios VNTR o STR en el paciente y el donante (que en general son hermanos) con el objetivo de encontrar los que sean diferentes, y por lo tanto, útiles para el estudio del quimerismo. La introducción de la técnica de la PCR como método rápido para multiplicar estas zonas,ha proporcionado una poderosa herramienta para el estudio del quimerismo.3 Su principal ventaja es la gran sensibilidad, que permite detectar pequeñas poblaciones de células del donante o del receptor. Con esta técnica, es posible realizar un estudio cinético del comportamiento del injerto, e incluso encontrar evidencias de un injerto establecido antes que las evidencias morfológicas aparezcan.4

En los estudios de quimerismo con la técnica de la PCR la sensibilidad aumenta cuando se estudian las líneas celulares separadas, lo que permite alcanzar mayor exactitud en la evaluación de los diferentes regímenes de acondicionamiento. Por ejemplo, un caso puede tener el 10 % de células T en los leucocitos de la sangre periférica y el 3 % de estas células en la médula ósea (hecho no poco común después de un trasplante alogénico). Si la sensibilidad del método para la determinación del quimerismo es del 1 %, y si el 20 % de las células T son del receptor y el resto de las líneas celulares son 100 % del donante, se obtendrían los resultados reflejados en la tabla. Como vemos, cuando se realiza la determinación en médula ósea, el quimerismo resulta ser prácticamente del donante, mientras que en sangre periférica se puede apreciar un quimerismo mixto, pero no se puede determinar la(s) línea(s) celular(es) involucrada(s), lo que limita la utilidad del análisis. Por último, en las células T aisladas se detecta que una cantidad importante (20 %) de estas es del receptor y este dato, como veremos más adelante, sí es importante para la aplicación de medidas terapéuticas y la predicción del comportamiento de la quimera.

Tabla. Resultado del quimerismo según el tipo de muestra y el estudio en líneas celulares aisladas

Muestra	Célulasdel receptor %	Tipo de quimerismo
Médula ósea	0,6	Total
Sangre periférica	2	Mixto
Células T	20	Mixto de células T

Evolución de la quimera

Una quimera establecida como completa en los primeros días después del trasplante, puede evolucionar a quimera mixta e incluso desaparecer, lo que se traduciría finalmente en un fallo del injerto. Por otra parte, el estado de quimera mixta puede evolucionar hacia el fallo del injerto, si predominan las células del receptor o hacia el estado de quimera completa con predominio casi absoluto (98 a 100 %) de la hematopoyesis del donante.4 Por lo tanto, dado que el estado de quimera puede variar en el tiempo, es importante monitorear su evolución.

Cuando se practica la depleción de células T, un régimen no mieloablativo o de intensidad reducida o un nuevo régimen profiláctico de la EICH, se requiere realizar el análisis de quimerismo a los 1, 2, 3, 6 y 12 meses después del trasplante. Esto permite tomar medidas terapéuticas que dependen del grado de quimerismo, tales como la infusión de linfocitos del donante (ILD). El patrón de quimerismo en el trasplante no mieloablativo, en las primeras semanas después del trasplante, puede predecir la EICH o el fallo del injerto, y por lo tanto, se deben realizar las determinaciones en sangre periférica con mayor frecuencia; es recomendable cada 2 ó 4 semanas durante los primeros meses.4

Quimerismo en trasplantes con regímenes mieloablativos

En los trasplantes convencionales, el régimen de acondicionamiento que se aplica es tal, que produce una eliminación casi completa del tejido hematopoyético y linfoide del receptor, por lo que generalmente se alcanza un grado de quimerismo total o completo. Además, en estos casos, la alorreactividad del donante contra las células del receptor es poco significativa. Por lo tanto, la determinación del quimerismo no es esencial cuando se trata de un trasplante mieloablativo que utiliza régimen de acondicionamiento y profilaxis de la EICH convencionales. Sin embargo, se ha observado que si el paciente recibe una médula en la cual se han depletado las células T, aparece generalmente un estado de quimerismo mixto; 5-8 en estos casos, es importante analizar el comportamiento de la quimera que se establece. De igual forma debe procederse a monitorear el quimerismo si se está estudiando un nuevo régimen de acondicionamiento o una nueva profilaxis para la EICH, a fin de evaluar los efectos del nuevo régimen y/o profilaxis. 4

Quimerismo en los trasplantes con regímenes de toxicidad reducida

En los regímenes de toxicidad reducida, el acondicionamiento a que se lleva el paciente es solo el suficiente para que se logre la implantación del injerto. Se ha demostrado que bajo este régimen, se conserva el tejido hematopoyético del paciente y se alcanza un estado de quimerismo mixto que puede mantenerse estable durante años y no es necesariamente señal de recaída. 2,4

Quimerismo en los trasplantes con regímenes no mieloablativos

Aún se encuentra en estudio la relación que existe entre el quimerismo que se establece cuando se aplica un régimen de acondicionamiento no mieloablativo y el estado clínico del paciente tras el trasplante. Diversos trabajos evidencian la importancia de conocer el grado de quimerismo que se establece y en qué línea, linfoide o mieloide, aparece la quimera.

Gracias a estos estudios, se ha podido profundizar en el comportamiento de la quimera y su relación con la EICH, la AICL y la recaída del paciente.

Se conoce que las células T son las causantes principales de la EICH, por lo que el monitoreo del quimerismo de esta población celular es muy importante para evaluar el estado inmunológico después de un trasplante alogénico. Diferentes estudios reportan que existe una correlación entre el quimerismo de células T y la EICH, la AICL y la recaída del paciente. 9,10 Mattsson y colaboradores, en un estudio de 102 pacientes sometidos a trasplante alogénico de células madres, encontraron una significativa correlación entre el QM de células T y un menor riesgo de padecer una EICH aguda de moderada a severa. 10 En otro estudio, Fernández-Aviles y colaboradores estudiaron el quimerismo en pacientes sometidos a trasplante alogénico de sangre periférica depletada de células T (SPDCT), y encontraron que el QM de las células T apareció en un número significativo de los casos y que estuvo asociado con el fallo del injerto en aquellos con más del 30 % de células T del paciente.

Generalmente se observa la aparición de quimerismo mixto de los linfocitos B después de un trasplante en el que se combinan algunas variedades de inmunodeficiencias severas, si no se aplica un régimen de acondicionamiento mieloablativo.11 En un estudio con 68 pacientes, Mattsson y colaboradores,10 no encontraron correlación entre el QM de células B y el riesgo de desarrollar EICH. Las evidencias de su estudio sugieren que la respuesta alorreactiva de los linfocitos T puede afectar al grado de quimerismo de los linfocitos B.

Entre los pacientes con QM en células mieloides, Mattsson y colaboradores10 encontraron una menor incidencia de EICH al compararla con los que presentaron QC en esta línea celular. En las leucemias de origen mieloide, es importante analizar el grado de quimerismo en esta línea celular, ya que la aparición de QM de naturaleza mieloide en estos pacientes, es signo de un alto riesgo de recaída. Al respecto, Fernández-Aviles y colaboradores 9 encontraron que después de un trasplante alogénico de sangre periférica depletada de células T (SPDCT), o de células progenitoras sin depletar, el quimerismo mixto de células mieloides apareció en un bajo porcentaje de los pacientes, pero estuvo asociado con recaída en los casos de leucemias de origen mieloide.

Aún existen controversias e incertidumbres que no permiten predecir de manera inequívoca el comportamiento del injerto de acuerdo con el grado de quimerismo y con la línea celular en que aparece. Pero en todos los estudios, se evidencia la importancia de estudiar el quimerismo de línea específica en el seguimiento del TMO no mieloablativo.

Quimerismo y recaída en el TMO. Detección precoz e intervención terapéutica

Generalmente un paciente se considera en remisión cuando se detecta menos del 5 % de blastos por examen morfológico de la médula ósea. Al diagnóstico, los pacientes con leucemia aguda pueden tener un total de 1012 células malignas.12 Por lo tanto, un paciente que se considere en remisión puede tener aún hasta 1010 células malignas. Por esto es importante desarrollar técnicas sensibles y específicas que permitan la detección precoz de la recaída en los pacientes trasplantados y la administración oportuna de inmunoterapia adicional, por ejemplo, disminución de la inmunosupresión e ILD. 13 En estos pacientes, no siempre es posible encontrar una translocación cromosómica como marcador molecular de enfermedad mínima residual e indicador precoz de recaída.14 Sin embargo, el análisis del quimerismo a través de la amplificación de los VNTR o STR por la técnica de PCR, puede realizarse prácticamente en todos los pacientes, y dado su nivel de sensibilidad, es útil para este fin, aunque es importante señalar que no permite identificar la presencia de células malignas.

En varios estudios se ha tratado de correlacionar la recaída de la enfermedad después del trasplante con la aparición de QM en una línea celular determinada.

Mattsson y colaboradores13 estudiaron el quimerismo en las diferentes líneas celulares de acuerdo con el inmunofenotipo expresado al inicio o en la recaída de la enfermedad, en pacientes con LMA y SMD trasplantados con células madres; en este trabajo encontraron que en 7 de 10 pacientes en los que se detectó QM antes de la recaída, este se evidenció sólo en la línea celular afectada por la enfermedad, mientras que no encontraron correlación entre el QM de células T y la recaída. El hecho de detectar QC en todas las líneas analizadas, excepto en la línea celular afectada por la leucemia, ha sido reportado anteriormente por otros autores.15-17 En el propio estudio, dichos investigadores13 concluyeron que en caso de ser necesaria inmunoterapia adicional, por ejemplo reducción de la inmunosupresión seguido de ILD, esta se recomienda administrar cuando el QM en la línea celular afectada se detecta en periferia después de más de un mes de practicado el trasplante. Los autores reportan que el análisis del QM en la línea celular afectada en los pacientes con LMA y SMD, es un método sensible y específico, que permite la detección temprana de recaída después del trasplante alogénico de células madres y la aplicación temprana de medidas de inmunoterapia, con el fin de evitar la recaída de la enfermedad.

La ILD se utiliza como medida terapéutica oportuna ante la posibilidad de recaída en los pacientes trasplantados. En un estudio donde se perfundieron linfocitos del donante después de un trasplante no mieloablativo, el análisis del quimerismo en las células T CD3+ demostró que la EICH estuvo asociada con niveles altos de quimerismo en estas células, mientras que los niveles menores o iguales al 20 % de células T del donante, estuvieron asociados con el fallo del injerto.18 En otros estudios, sin embargo, no se ha encontrado una correlación clara entre el estado de quimerismo y la línea celular, y la posterior evolución del injerto y el paciente.19

Se ha manifestado que cuando existe una recaída postrasplante, los granulocitos y células eritroides son originarios del huésped, pero las células linfoides proceden tanto del huésped como del donante, y por lo tanto, se produce un estado de inmunotolerancia. Este estado limita la posibilidad de que se produzca la EICH y la AICL con una intensidad tal que permita erradicar la malignidad. Conocer el grado de quimerismo ha sido de gran utilidad en estos casos, ya que ha permitido llevar el quimerismo mixto a un estado de quimera completa, acortando el período de inmunosupresión posterior al trasplante y, si esto no es suficiente, utilizando infusiones de linfocitos T del donante. 2

Hasta hoy no es posible predecir en el 100 % de los casos y de manera inequívoca el comportamiento de la quimera y su relación con la evolución del injerto, pero es útil y necesario determinar en qué línea celular y en qué grado se establece la quimera, ya que nos permite predecir la posible evolución del paciente, en dependencia del grado de quimera de la línea linfohematopoyética y actuar de manera precoz ante la posibilidad de aparición de la EICH y de una recaída de la enfermedad.

Recomendaciones de la Sociedad Americana de Trasplante de Sangre y Médula Ósea

Para concluir, relacionamos las recomendaciones acordadas por la Sociedad Americana de Trasplante de Sangre y Médula Ósea en el año 2001 para estandarizar el estudio del quimerismo en los diferentes centros de tratamiento: 4

1. El análisis del quimerismo debe hacerse con técnicas sensibles e informativas. Actualmente se recomienda el análisis de los STR o los VNTR.
2. Las células de sangre periférica son generalmente más útiles que las células de médula ósea para el análisis del quimerismo.
3. Se recomienda el análisis del quimerismo de línea específica en los regímenes no mieloablativos y en los de toxicidad reducida.
4. Debe realizarse un análisis del quimerismo a los 1, 3, 6 y 12 meses en los casos de: trasplante con depleción de células T, regímenes no mieloablativos y de toxicidad reducida y el nuevo régimen profiláctico de EICH, debido a que del grado del quimerismo dependen las medidas terapéuticas a seguir, tales como la ILD.
5. En los trasplantes no mieloablativos, el patrón de quimerismo en las primeras semanas puede predecir la EICH o el fallo del injerto. Por lo tanto, durante este tiempo, deben realizarse análisis más frecuentes (cada 2 a 4 semanas).
   

Summary

Since the hematopoietic transplantation was performed for the first time, the importance of knowing chimerism was underlined. The present paper updates the concepts of chimerism, its classification and the different ways to determine it. The most recommended is the highly polymorphic area amplification in the DNA using the polymerase chain reaction technique. This technique has allowed carrying out studies on the evolution of chimera, to relate the set level of chimerism with the graft behaviour and the graft-versus-host disease under different conditioning. It has also made it possible to early detect relapse of transplanted patients and the prompt administration of additional immunotherapy. Finally, the paper presents the recommendations of the American Society of Blood and Bone Marrow Transplantation for standardizing the study of chimerism in the therapy centers.

Subject headings: TRANSPLANTS/ adverse effects; GRAFT VS HOST DISEASES.

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Recibido: 12 de enero de 2004. Aprobado: 2 de febrero de 2004.
Dra. Ana María Amor Vigil. Instituto de Hematología e Inmunología. Apartado 8070, CP 10800, Ciudad de La Habana, Cuba. Tel [phone], 544214.Fax [phone]. e-mail: [e-mail]