Terapia Epigenómica para el Asma

Tema del artículo: Efectos terapeúticos de los inhibidores de histona desacetilasa en un modelo de asma murino.

1. Mecanismo Epigenómico: Desacetilación de histonas.
2. ¿Cómo se hizo?
   
   -Mediante la administración de fármacos inhibidores de histonas desacetilasas. 
     -PCI-34051 (Inhibidor selectivo de HDAC8)
     -Tubastatin  (Inhibidor selectivo de HDAC6)
     -Givinostat   (Inhibidor de HDAC de amplio espectro que inhibie también varias citocinas proinflamatorias)
   - Se administró por vía intraperitoneal.
   - Después de 24 horas se midió la resistencia de las vías respiratorias, utilizando pletismografía
   - Para luego detectar citocinas (IL-5, IL-4, IFN-y) en el líquido de lavado broncoalveolar mediante ELISA.
   - Y finalmente se cuantificó el total de los tipos de células (macrófagos, eosinófilos, neutrófilos y linfocitos)
3. Resultados:
   - Disminución de eosinófilos y de la hiperreactividad debido al mejoramiento en el remodelamiento de vías respiratorias.
   - Mejoramiento en la hipersecreción de moco debido a una reducción del colágeno pulmonar.
   - Reducción de la infiltración de las células inflamatorias alrededor de la vía aérea.
   - Inhibición de la apoptosis del epitelio de las vías respiratorias.
   - Disminución de IL-4, IL-5, IL-10, IL-17. (1)
   

Estructura de la histona desacetilasa

Referencia Bibliográfica:

1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5075027/

 Técnica de Edición de Ácidos Nucleicos para el Asma

Tema del Artículo: Entrega pulmonar de ARNip a través de vectores poliméricos como terapias del asma.

1. Tipo de Edición: In vivo / Células somáticas.
2. Dirigido hacia: ADN: Inactivación de los siguientes genes:
                                       - CD86 
                                       - GATA-3
                                       - STAT6
                                       - RIPK-2
                                       - STX4
3. Dirigido por: ARN de pequeña interferencia (ARNip)
4. Uso de vectores: Lentivirus, plásmido y liposomas (siLL)
5. Órgano o célula a tratar: Tejido Pulmonar de ratones asmáticos.
6. Vía de Administración: - Intratraqueal
                                           - Intranasal
                                           - Intravenosa   
7. Resultados:
   - Corto Plazo: Disminuir el número de eosinófilos y neutrófilos en respuestas contra alérgenos.
   - Mediano Plazo: Interferir con el desarrollo de respuestas inmunes robustas contra antígenos extraños, focalización de citocinas inmunomoduladoras o proinflamatorias.
   - Largo Plazo: Inhibición eficaz de los antígenos y atenuar la hiperreactividad bronquial y disminución de la dinámica del músculo liso ante la presencia de un alérgeno. (1)

Referencia Bibliográfica: 

1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4665213/

 Terapia Regenerativa con Stem Cells en el Asma

Tema del Artículo: Las Células Madre Mesenquimales derivadas de la placenta reducen el nivel de Interleucina-5 experimentalmente en niños con asma.

Tipo de Stem Cell: Células Madre Mesenquimales (MSC) derivadas de la placenta. (1)

Método de Obtención: 

• Aislamiento de células madre mesenquimales derivadas de la placenta de la membrana coriodecidual.
• Las células se recogieron y se suspendieron en un medio de cultivo (MCDB-201, suplementado con insulina, transferrina y selenio al 1%, factor de crecimiento epidérmico 10 mg/ml y penicilina/estreptomicina al 1%)
• Se sembraron en placas de cultivo recubiertas con colágeno humano tipo IV.
• Finalmente las células que demostraron ser MSC derivadas de la placenta se cultivaron en un medio sin suero. (1)

Vía de Administración: Infusión Intravenosa Periférica. (1)

Resultados:

• Corto Plazo: Disminución de IL-5 y supresión de la activación de las células T ante un alérgeno.
• Mediano Plazo: Reducción de las células y mediadores inflamatorios.
• Largo Plazo: Se atenuó la hiperreactividad de las vías respiratorias y la dinámica del músculo bronquial. (1)

Referencia Bibliográfica:

1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6818200/

ADN Recombinante 

ADN Recombinante en la Naturaleza:

• La recombinación de ADN en la naturaleza se realiza mediante procesos como la reproducción sexual, transformación bacteriana y la infección viral, que es característico de humanos, bacterias y virus. (1)
• Ejemplo: Conjugación Bacteriana: Se basa en el intercambio unidireccional de información genética desde una bacteria donante a otra receptora mediante un contacto real, depende de la presencia en la bacteria de plásmidos conjugativos. Un ejemplo de plásmido conjugativo es el plásmido F de E. coli que codifica las proteínas necesarias para la conjugación, incluyendo el pili sexual. (2)

  

  Plásmido F de E. coli

ADN Recombinante Artificial en el Asma:

• Fármaco Omalizumab:

Se ha utilizado Terapia anti IgE con el fármaco Omalizumab, un anticuerpo monoclonal humanizado derivado del ADN recombinante que se une selectivamente a la inmunoglobulina E humana (IgE). El anticuerpo es una IgG1 kappa que contiene regiones de estructura humana con regiones determinantes de complementariedad de un anticuerpo de origen marino que se une a la IgE. Éste fármaco ha mostrado una eficacia global en la reducción del número de exacerbaciones de los asmáticos, siendo una opción viable en el manejo de pacientes con asma y multimorbilidades. (3)

Omalizumab

Ejemplo de Planta Transgénica:

• Arroz Dorado:

Es un arroz transgénico creado por biólogos del Instituto Federal Suizo de Tecnología y de la Universidad de Friburgo. Que ha sido modificado genéticamente para desarrollar beta-carotenos (un precursor de la vitamina A), en la parte comestible del arroz, mediante la manipulación de enzimas, como la fitoeno sintasa (psy) y la fitoeno desaturasa (crtI). A través de esta modificación genética se quiere evitar la deficiencia de la vitamina A causante de la ceguera. (4)

                                                        Modificación genética                                                Arroz Dorado

Referencias Bibliográficas:

1. https://www.news-medical.net/life-sciences/What-is-Recombinant-DNA-(Spanish).aspx
2. http://www.revistasbolivianas.org.bo/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2304-37682014001000003&lng=es&nrm=iso
3. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30928481/
4. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5083848/

 Técnica Molecular Epigenómica: 

"Secuenciación de ARN en el Asma" 

En este estudio, se obtuvo datos de expresión de mRNA, miRNA y lncRNA en el asma y asma grave a través del analisis de Secuenciación de ARN (ARNseq), mediante el uso de DEGseq.

En comparación con un paciente sano, se identificaron 1328 DEmRNA, 608 DElncRNA y 63 DEmiRNA en el asma, mientras que  95 DEmRNA, 143 DElncRNA y 96 DEmiRNA en el asma grave.

Las interacciones de miR-133a, miR-361 y miR-93 pueden desempeñar un papel importante tanto en el asma como en casos graves asma. (1)

LncRNA, mRNA y miRNA expresados ​​diferencialmente
en paciente sano con asma y asma grave

Referencias Bibliográficas:

1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30426778/

Prueba de Tamizaje y 

Prueba Confirmatoria para el Asma

-Prueba de Tamizaje: Determinación de IgE total.

La determinación de la IgE total, se considera una prueba de cribado de sensibilización alérgica, que puede indicar la necesidad de realizar un estudio alérgico más exhaustivo, indica únicamente la predisposición para desarrollar alergia. Todas estas pruebas de IgE,cuantifican la IgE en sangre frente a una fuente alergénica, pero cada fuente alergénica contiene un número variado de proteínas alergénicas (componentes). 
La función principal de la determinación de IgE total en la práctica clínica será apoyar o descartar una sospecha clínica. (1)

• Phadiatop & Phadiatop Infant: es la mas utilizada debido a que su sensibilidad y especificidad son mayor del 90%. (2)

 
          Determinación IgE Total              Phadiatop & Phadiatop Infant

-Prueba Confirmatoria: Espirometría.

Esta prueba médica es fundamental para el diagnóstico y seguimiento del asma, se basa en la evaluación de la función respiratoria y pulmonar, se realiza mediante el uso de un espirómetro, dispositivo que registra la cantidad de aire que un sujeto inhala y exhala, y la velocidad a la cual dicho aire es desplazado hacia fuera o dentro del pulmón, permite medir los volúmenes y flujos pulmonares generados en una maniobra de espiración máxima voluntaria, puede ser simple o forzada (cuando se realiza en el menor tiempo posible)

Esta prueba se aplica en todos los pacientes adultos con sospecha clínica de asma y en menores de 18 años con probabilidad intermedia de asma. (3) 

Espirometría en el asma

Referencias Bibliográficas:

1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4486958/
2. http://adm.meducatium.com.ar/contenido/articulos/100500054_13/pdf/100500054.pdf
3. https://www.separcontenidos.es/revista3/index.php/revista/article/view/127/160

           Prueba de Secuenciación para el Asma

Mediante el análisis de microarray de células de esputo inducido, se analizó los proteomas de 246 pacientes, que fueron clasificados en base a la cuantificación de la inflamación granulocítica. Se identificaron 10 grupos de fenotipos que están presentes en esta enfermedad, sin embargo, el fenotipo eosinofílico mostró patrones de expresión de genes elevados asociado con eosinofilia (IL-4 e IL-13). Además tres de estos como altamente neutrófilos y dos como altamente atópicos con inflamación granulocítica relativamente baja. (1)

(Microarray en pacientes con asma)

Referencias:

1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30928653/

           Análisis por PCR para el Asma

• Tema (T): MicroARN circulantes como biomarcadores en pacientes con asma y rinitis alérgica. 
• Objetivos (O): Determinar si los microARN circulantes se expresan de diferente forma en la sangre de pacientes asmáticos en comparación con pacientes sanos.
• Tipo de Muestra Biológica (M): Sangre extraída mediante punción venosa, en un tubo de tapa púrpura y luego se centrifugó a 3000 rpm en una centrífuga clínica para aislar plasma.
• Tipo de Ácido Nucleico a ser extraído (AN): MicroARN de pacientes con asma y alérgicos y pacientes sanos.
• Secuencia o Gen a amplificar (G): miR-16, miR-29, miR-126,miR-144, miR-206, miR-223, miR-299, miR-570, miR-133a, miR-146a, miR-148a, miR-26b, miR-125b y miR-133b.
• Tipo de PCR (PCR): PCR cuantitativa en tiempo real mediante el uso de ANOVA de 1 vía de Kruskal-Wallis con ajuste del valor de Bonferroni P para corregir comparaciones múltiples. 
• Visualización (V): Se visualizó mediante análisis de curva de fusión y electroforesis en gel. Los miRNAs de interés tenían una gran amplificación eficiente (90% a 105%) mediante el uso de análisis con LinRregPCR. Los niveles circulantes de miR-125b, miR-16, miR-299, miR126, miR-206 y miR-133b fueron los más predictivos del estado asmático y alérgico. (1)

Nota: El asma al no encontrarse dentro de una enfermedad infecciosa no presenta sensibilidad ni especificidad.

Expresión de miARN en sujetos sanos, alérgicos y asmáticos. 

Referencias Bibliográficas:

1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27025347/ 

                     Alteraciones en la Epigenética

                               del Asma

Los mecanismos más importantes que operan en la regulación epigenética del asma son:

• Desmetilación de las secuencias que unen el factor de transcripción GATA en el promotor del gen de la interleucina (IL) 4, incrementa la producción de esta citosina. (1)
• Aumento en la acetilación de las histonas H3-K9 y H3-K4 promueve la producción de linfocitos Th2 y el incremento en la acetilación de las histonas que se encuentran en los genes que codifican para IL-5 e IL-13 estimula la producción de estas citocinas. (2)
• El factor nuclear kappa B (NFκB) de mayor importancia en el asma, ya que se activa con varios estímulos como: factor de necrosis tumoral-α (TNF-α), IL-1β, entre otros. NFκB puede inducir la acetilación de histonas de manera temporal y estimula la expresión de genes inflamatorios; esta acetilación se realiza preferentemente en la histona H4 en células epiteliales.(2)
  

  

  Epigenética del asma

Referencias Bibliográficas:

1. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370410616000577
2. https://www.researchgate.net/publication/308547864_The_genetic_and_epigenetic_landscapes_of_the_epithelium_in_asthma

Alteraciones en la Traducción   

                        del Asma

La traducción es un paso muy importante en todas las células, dentro del asma se ha encontrado la asociación de dos polimorfismos exónicos: rs1982073 y rs1800471, que afectan respectivamente a los codones c10 y c25. (1)

Ambos polimorfismos provocan un cambio de aminoácido en la secuencia proteica: prolina por leucina, en posición 10 (L10P), este cambio ha sido asociado a niveles elevados de traducción de esta citocina. También ocurre un cambio de aminoácido: arginina por prolina, en posición 25 (R25P), asociado a una mayor expresión de TGF-β1 en los linfocitos. (2)

Sin embargo estos dos cambios de aminoácidos están asociados a la hiperreactividad bronquial y a la predisposición al asma. (2)

Polimorfismo en la genética del asma

Referencias Bibliográficas:

1. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0300289616302551
2. https://www.medigraphic.com/cgi-bin/new/resumen.cgi?IDARTICULO=64890

    Alteración en la Transcripción                                 del Asma

En el asma, además de las alteraciones genéticas influyen los procesos de transcripción (splicing), epigenéticos, mitocondriales, etc. Se ha encontrado que en estos pacientes existe una infiltración en las vías aéreas de linfocitos ayudadores 2 (TH2), con una expresión reducida del factor de transcripción TH1, conocido como T-bet, en las células T. Este hallazgo sugirió que el factor de transcripción T-bet puede estar implicado en su aparición, modulando así la respuesta asmática, con cambios inducidos en la expresión de este factor. (1)

Además se encuentran cambios como: la desmetilación de las secuencias que unen el factor de transcripción GATA en el promotor del gen de la interleucina (IL) 4, incrementando la producción de esta citocina. (1)

Referencias Bibliográficas:

1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4629762/

Alteraciones en la Genómica

             del Asma 

 

El asma es el resultado de complejas interacciones entre la predisposición genética y factores ambientales. En esta ocasión revisaremos los genes que están implicados en esta enfermedad. La mayoría de estos genes codifican para proteínas que juegan un papel clave dentro del sistema inmune y la respuesta inflamatoria. (1)

Genes del cromosoma 2: 

• En este cromosoma se encuentran los genes que codifican para dos serinas proteasas de la familia S9: CD26/dipeptidyl peptidasa 4 (DPP4) y DPP10.
• El CD26 es una glicoproteína de membrana, distribuido en células, tejidos y órganos; el parénquima pulmonar posee mayor actividad del CD26. Se ha comprobado que después de una exposición a alérgenos aumenta sus concentraciones. (2)

Genes del cromosoma 5:

• En el brazo largo de este cromosoma hay muchos de los genes implicados en la inflamación alérgica, como los genes para la IL-4, IL-5, IL-3, IL13, IL-9 y factor estimulante de colonias de granulocitos y macrófagos (GM-SCF).
• La región 5q31-33 es importante en la regulación de la hiperreactividad bronquial (HRB), produciendo así el evento inflamatorio. (2)

Genes del Interferón gamma (INF-g), (cromosoma 12):

• El INF-g es una citoquina que se codifica por genes ubicados en el brazo largo del cromosoma 12, en pacientes con asma existe una disminución del INFg, ocasionando la reducción de la capacidad de inhibir la síntesis de IgE y la inflamación alérgica. (2)

Genes de la IgE:

• Estudios epidemiológicos demostraron que los niveles de IgE al parecer están regulados por mecanismos presentes al nacimiento y por estímulos ambientales reguladores de la respuesta inmune, que desencadenan o revelan la susceptibilidad a desarrollar asma bronquial. (2)

Referencias Bibliográficas:

1. https://encolombia.com/medicina/revistas-medicas/alergia/vol-101/alergiavol10-001rev-aprox3/
2. http://revzoilomarinello.sld.cu/index.php/zmv/article/view/1041

 

Asma Bronquial

El asma es una enfermedad inflamatoria crónica de las vías aéreas en la cual muchas células y productos celulares juegan un papel importante. La inflamación crónica produce un incremento en la reactividad de la vía aérea y episodios recurrentes de sibilancias, dificultad respiratoria, tos y opresión torácica, esto ocurre especialmente en la noche y en la mañana (1).

Referencias Bibliográficas:

1. https://www.aeped.es/sites/default/files/documentos/07_asma_clinica_diagnostico.pdf

¡Bienvenidos!

"Acepta la responsabilidad de hacer de tus sueños una realidad." -Les Brown 

 

Comenzamos esta aventura! Les doy la bienvenida a mi primer blog, mi nombre es Evelin Johana Masabanda, estudiante de la Carrera de Medicina de la Universidad Central del Ecuador. En este espacio estaré compartiendo diversos temas acerca del "Asma Bronquial", correspondiente a la asignatura de Biología Celular y Molecular. Espero que les agrade mi contenido y les sea de gran ayuda.