Lic. Yanelkys Cos Padrón, Dra. Vianed Marsán Suárez, Dra. Miriam Sánchez Segura y Dra. Consuelo Macías Abraham
La enfermedad granulomatosa crónica (EGC) es una inmunodeficiencia primaria causada por mutaciones en los genes que codifican para cualquiera de las 4 subunidades que conforman a la enzima adenina dinucleótido fosfato oxidasa (NADPH oxidasa), encargada de regular la producción de especies oxidantes microbicidas que constituyen la primera vía de defensa del organismo contra los microorganismos infecciosos. Esta es una deficiencia muy heterogénea clasificada en EGC ligada al cromosoma X (subunidad gp91-phox) y autosómica recesiva, donde puede estar afectada cualquiera de las siguientes subunidades de la enzima: p22-phox, p47-phox y p67-phox. Dentro de los hallazgos clínicos más frecuentes se encuentran entre otros la linfadenopatía, hepatoesplenomegalia, neumonía. Para el tratamiento de la enfermedad se utilizan antibióticos de amplio espectro y el interferón gamma para el tratamiento de infecciones severas en la EGC ligada al cromosoma X. Actualmente se están realizando estudios para utilizar la terapia génica somática como posible cura de la enfermedad.
Palabras clave: enfermedad granulomatosa crónica, NADPH oxidasa, fagocitos, inmunodeficiencia.
La formación de especies oxidantes microbicidas por los fagocitos estimulados, es el principal mecanismo de defensa que tiene el hospedero contra la presencia de microorganismos que causan infecciones. La generación del anión superóxido está mediada por un complejo enzimático denominado adenina dinucleótido fosfato oxidasa (NADPH oxidasa) localizado en la membrana de los gránulos específicos de las células fagocíticas. Este complejo enzimático activado cataliza la reducción NADPH dependiente de oxígeno (O2) para formar el anión superóxido (O-2) altamente reactivo, que reacciona espontáneamente con el hidrógeno para formar peróxido de hidrógeno (H2O2). 1,2 La EGC es el resultado de un defecto en cualquiera de los 4 genes que codifican para las subunidades que conforman la enzima NADPH-oxidasa. De las 410 mutaciones identificadas en esta enfermedad, el 95 % provocan la pérdida parcial o completa de proteína, lo que proporciona una pequeña información correspondiente a su relación estructura-función. El 5 % restante, sin embargo, produce niveles normales de proteínas inactivas, lo que permitió conocer la función de estas subunidades afectadas en la regulación oxidativa y en la catálisis. 3
La NADPH oxidasa es un sistema multicomponente conformado por elementos de membrana y también citosólicos. El flavocitocromo b558 es una estructura de membrana que es el centro catalizador de la oxidasa y contituye un componente crítico para la actividad de la enzima. Esta estructura es un heterodímero formado por una subunidad b, la glicoproteína gp91-phox y una subunidad a, la proteína p22-phox. Los otros componentes que forman parte de la enzima son las proteínas citosólicas: p40-phox, p47-phox, p67-phox. 4,5
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La EGC se clasifica según el modo de herencia en: herencia recesiva ligada al cromosoma X y herencia autosómica recesiva. ]]>
Para analizar la base molecular de la EGC hay que tener en cuenta su heterogeneidad y clasificación, de acuerdo con la subunidad de la NADPH oxidasa afectada.
EGC ligada al cromosoma X
La EGC ligada al cromosoma X es la variante más frecuente de la enfermedad y se debe a mutaciones en el gen CYBB que codifica para la subunidad gp91-phox. Este gen se localiza en el locus p21 del cromosoma X, el cual puede estar ausente, truncado o mutado, de tal forma que el ADN no se transcribe o el ARN es inestable. Recientemente, por análisis de citometría de flujo, utilizando la dihidrorrodamina 123, se detectó una nueva forma autosómica de la EGC ligada al cromosoma X, donde la mutación espontánea en la subunidad gp91-phox coincide con la inactivación de un extremo del cromosoma X. 15,16
En 1998, un grupo de investigadores describieron una mutación que consiste en una simple sustitución de pares de bases que lleva a un cambio en la posición 338 de His a Tyr en la subunidad gp91-phox, lo cual provoca la pérdida del dominio de unión de FAD, que impide así la incorporación de este dentro del sistema NADPH oxidasa, y como consecuencia, la activación de la enzima. 9 En ese mismo año se reportó un caso atípico de esta variante, en el cual los neutrófilos mostraron ausencia completa de actividad de la NADPH oxidasa. Mediante de la técnica de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) y de análisis secuenciales, se reveló una transición que provocó el remplazo de His en la posición amino acídica 101 por Tyr, constituyendo la His 101 uno de los ligando de unión hemo del citocromo b558, el cual es esencial para la activación de esta enzima, y por lo tanto, para la eliminación de microorganismos infecciosos. 8
Recientemente se estudió una nueva mutación de esta variante de la enfermedad en la cual el citocromo b558 se encuentra en un nivel normal, pero no es funcional. La mutación consiste en 2 sustituciones provocadas por una doble mutación de sentido erróneo ubicada en la región C-terminal de la subunidad gp91-phox. Esta mutación eliminó el sitio de unión de las subunidades p47-phox y p67-phox al citocromo b558, y por lo tanto, el ensamblaje estable de la NADPH oxidasa y su actividad microbicida.17
El 5 % de los pacientes puede presentar una de las formas más raras de la enfermedad. Este defecto consiste en mutaciones en el gen CYBA localizado en el cromosoma 16 y que codifica la subunidad p22-phox, el cual constituye el elemento redox del flavocitocromo b558. En la literatura se ha descrito la existencia de 10 alelos mutantes que caracterizan a esta variante y se han comunicado 7 polimorfismos en el gen CYBA. Las principales mutaciones que caracterizan a este grupo son: inserciones de pares de bases, deleciones, mutaciones de codones sin sentido y mutaciones en sentido erróneo. 18
Por la técnica de PCR se detectó una mutación al nivel del ARNm que consiste en una inserción asociada con una deleción en el inicio del exón 5, en la posición 315 del codon de traducción del ADNc de la subunidad p22-phox. Al nivel de ADN genómico, el defecto molecular radica en deleciones homocigóticas en la secuencia de unión localizada entre el intrón 4 y el exón 5. Todas estas mutaciones producen la pérdida de la subunidad p22-phox, y por lo tanto, la inactivación de la enzima NADPH oxidasa. 19
EGC p47-phox deficiente
La deficiencia de la subunidad p47-phox que provoca la EGC es la alteración autosómica recesiva más común de la enfermedad. El gen que codifica para esta subunidad es el gen NCF-1, localizado en el cromosoma 7. Este gen está constituido por 15 236 pares de bases, incluye 11 exones y posee el 98,6 % de homología en su secuencia caracterizada por elementos repetitivos. 20 La mayoría de los pacientes que padecen de esta deficiencia, presentan una deleción del dinucleótido GT (Delta GT) en la porción inicial del exón 2. El 97 % de los pacientes afectados por este tipo de enfermedad contienen esta mutación. El gen NCF-1 tiene 2 pseudogenes casi idénticos, muy homólogos (posi NCF-I), en la proximidad del locus 7q11.23 cromosómico. La deleción del dinucleótido en el comienzo del exón 2, que conduce a un cambio y a la formación de un codon de parada prematuro; se considera la secuencia característica de los pseudogenes. Esta es la mutación prevalente en la EGC p47-phox deficiente como resultado de la inserción de un fragmento del pseudogen que contiene al dinucleótido Delta GT dentro del gen. Aunque la detección de la secuencia GT se considera por encima del 85 % en los pacientes afectados, la base de la enfermedad se debe principalmente a eventos parciales de cross-over entre el tipo salvaje del gen funcional y sus pseudogenes en diversos sitios de recombinación. Estos datos indican que la deleción del gen que codifica a la subunidad p47-phox (NCF-1) ocurre raramente. 21,22
EGC p67-phox deficiente
La EGC autosómica recesiva causada por pérdida de la subunidad p67-phox es la forma más rara de esta enfermedad y se presenta aproximadamente en el 5 % de los pacientes. Esta subunidad está compuesta por 526 aminoácidos y es codificada por el gen NCF-2 localizado en el cromosoma 1. Se han detectado 7 alelos mutantes que conducen a este trastorno y existe una heterogeneidad entre las mutaciones que caracterizan a esta deficiencia. Este grupo heterogéneo de mutaciones provoca una marcada inestabilidad del ARNm, de la proteína, o de ambos, que provoca la pérdida de la actividad de la NADPH oxidasa.
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Se ha descrito una deleción que elimina la interacción de la proteína p67-phox con rac 1, la cual afecta la translocación de la misma al citocromo b558, y por lo tanto, la actividad de la enzima. 23
En pacientes que padecen de esta variante no solo la subunidad p67-phox de la enzima está deficiente, sino que la deficiencia o pérdida de la subunidad p40-phox está presente en esta enfermedad. 27
Manifestaciones clínicas
En la mayoría de los enfermos el diagnóstico puede establecerse antes de los 2 años de edad. Los hallazgos clínicos más frecuentes son linfadenopatía marcada, hepatoesplegnomegalia y al menos un episodio de neumonía, además de otras maifestaciones tales como rinitis, conjuntivitis, dermatitis, estomatitis ulcerativas, diarrea crónica y obstrucción intestinal. Esta enfermedad se caracteriza por infecciones recurrentes causadas por gérmenes piógenos catalasa positivas, poco patógenos o de baja virulencia. Entre los más frecuentes se encuentran Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Pseudomona aeruginosa , Salmonella, Notocordia, Serratia, etc y hongos, dentro de los cuales es el Aspergillus el mayor responsable de la mortalidad. El primer hallazgo clínico suele estar constituido por una adenitis supurativa crónica en las regiones laterocervicales, que pueden extenderse por todo el organismo. Generalmente las infecciones no son controladas por la invasión neutrofílica y pueden dar lugar a la formación de granulomas compuestos por macrófagos activados que producen obstrucciones a diversos niveles (uretral, pilórico, esofágico, etc). Los enfermos con EGC no sufren infecciones con bacterias catalasa negativas, debido a que estos organismos liberan suficiente peróxido de nitrógeno en las vacuolas fagocíticas para posibilitar la destrucción de los microorganismos infecciosos. Se observan infecciones en piel, ganglios linfáticos, hígado, bazo, pulmones y huesos, que dan lugar a abscesos que requieren ser drenados quirúrgicamente. Dentro de las infecciones cutáneas, el impétigo, los forúnculos cutáneos y los abscesos perianales y rectales son muy comunes. La neumonía recurrente es un problema significativo que puede ser causado por bacterias que no suelen encontrarse en la mayoría de las neumonías. Es común la presencia de inflamación crónica de los ganglios linfáticos cervicales que aparecen con frecuencia y que persisten en los pacientes. 3,28
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Estudios de laboratorio
El estudio más fácilmente disponible para el diagnóstico de esta enfermedad es la prueba del nitroazul de tetrazolio (NBT). Los enfermos con EGC no reducen el NBT, mientras que los portadores pueden reducir el colorante. Con esta técnica se puede confirmar la enfermedad y detectar el estado de portador de la madre. Los pacientes que padecen de esta deficiencia son incapaces de destruir ciertas bacterias a una velocidad normal. Las curvas de destrucción de los microorganismos a los cuales estos individuos son susceptibles indican, por lo general, poca o escasa destrucción en un período de 2 horas. Otros estudios que pueden realizarse para detectar la enfermedad incluyen la disminución de la captación del oxígeno durante la fagocitosis y la yodación anormal de las bacterias, así como la prueba de velocidad de sedimentación globular. Mediante el hemograma con diferencial se observa que el número de leucocitos está habitualmente elevado, incluso si el enfermo no posee una infección activa. En estos pacientes se observa una hipergammaglobulinemia y la función de los anticuerpos es normal. Se observa además que los factores del complemento pueden estar elevados en los pacientes que padecen de esta enfermedad. 32
En la EGC se observa una disminución del número de células T en pacientes mayores de 3 años de edad, y al realizarse una comparación con individuos sanos se observó que esta diferencia aumenta con el incremento de la edad. Se desconoce cómo el número disminuido de células T influye en la susceptibilidad de estos pacientes a padecer infecciones recurrentes, pero los efectos de la disminución de las células T pueden representar un cofactor significativo para las infecciones detectadas en los pacientes que padecen dicha enfermedad.33
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El ensayo de dihidrorrodamina 123 (DHR) es una prueba efectiva para evaluar la EGC en pacientes masculinos y en muchos de ellos permite diferenciar entre la forma común ligada al cromosoma X y el defecto autosómico recesivo. 37
Diagnóstico diferencial
Pocos trastornos clínicos son confundidos con la EGC. Otros 2 trastornos con función enzimática anormal están asociados con los síntomas clínicos y de laboratorio característicos semejantes a aquellos de la EGC. Uno de ellos es la variante en las mujeres de la EGC, asociada con la deficiencia de la glutation peroxidasa; la otra variante está asociada con la deficiencia de glucosa-6-fosfato deshidrogenasa. Existen pacientes con severa deficiencia de glucosa-6-fosfato deshidrogenada que pueden presentar deficiencia en la actividad de la NADPH oxidasa y una historia de infecciones recurrentes, imitando el fenotipo de la EGC. Por lo tanto, cualquier niño que presente osteomielitis, neumonía, absceso hepático o linfoadenopatía crónica fistulizante asociada con microorganismos raros o normalmente no patógenos, debe ser sospechoso de tener esta inmunodeficiencia. 32,38
Es necesario el tratamiento intenso de las infecciones con antibióticos de amplio espectro para prolongar la supervivencia global de los enfermos.
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Key words: chronic granulomatous disease, NADPH oxidase, phagocytes, immunodeficiency.
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Recibido: 2 de noviembre de 2004. Aprobado: 18 de diciembre de 2004.
Lic. Yanelkys Cos Padrón. Instituto de Hematología e Inmunología. Apartado 8070, CP 10800, Ciudad de La Habana, Cuba. Tel (537) 578268, 578695 544214. Fax (537) 442334. e-mail: ihidir@hemato.sld.cu