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P E D I T R I C A

Acta Pediatr Esp. 2007; 65(8): 377-380

ORIGINAL

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Fecha de recepcin: 10/01/07. Fecha de aceptacin: 14/04/07.

Correspondencia: M.C. Rodrguez Sainz. Laboratorio de Inmunobiologa Molecular. Servicio de Inmunologa. Hospital General Universitario Gregorio Maran. Dr. Esquerdo, 46. 28007 Madrid. Correo electrnico: [email protected]

Resumen

Los sndromes de deficiencia de adhesin leucocitaria (leuko-cyte adhesion deficiency [LAD]) engloban un conjunto de pato-logas causadas por defectos en el reconocimiento, la adhesin y la migracin de los leucocitos mieloides hacia los lugares de invasin microbiana, lo que provoca la falta de defensa innata del husped frente a bacterias, hongos u otros microrganis-mos. Se distinguen dos tipos: LAD I y LAD II. Los sndromes LAD I y sus variantes estn causados por mutaciones que im-piden la expresin o la funcin de las integrinas de la clase -2 (integrinas CD11/CD18, o integrinas leucocitarias). Por el contrario, los sujetos con LAD II tienen unas caractersticas clnicas similares, pero conservan intacta la expresin y la fun-cin de las integrinas leucocitarias. El fundamento molecularde la deficiencia de tipo LAD II es un defecto en la glucosila-cin de los ligandos situados en los leucocitos, reconocidos por la familia de las molculas de adhesin de las selectinas. Re-cientemente, se ha atribuido el defecto a mutaciones en un transportador de fucosa localizado en el aparato de Golgi. El establecimiento de las bases moleculares de los sndromes LAD ha generado nuevas perspectivas en el estudio de los mecanismos de acumulacin leucocitaria, que son de gran re-levancia en mltiples sndromes de inmunodeficiencias, as como en ciertas enfermedades inflamatorias que acaban des-encadenando una lesin tisular.

Palabras clave

Sndromes LAD, bacterias, integrinas leucocitarias

Abstract

Title: Leukocyte adhesion deficiency syndromes

Leukocyte adhesion deficiency (LAD) syndromes involve de-fective tethering, adhesion, and targeting of myeloid leuko-cytes to sites of microbial invasion. This results in failures ofinnate host defenses against bacteria, fungi, and other micro-organisms. Two types, LAD I and LAD II syndromes, have beenidentified. LAD I and variant LAD I syndromes are caused bymutations that impair expression or function of integrins of the beta 2 class (CD11/CD18 integrins, or leukocyte integrins). In contrast, subjects with LAD II have similar clinical features, butintact leukocyte integrin expression and function. The molecu-lar basis for LAD II is defective glycosylation of ligands on leu-kocytes recognized by the selectin family of adhesion molecu-les, as well as defective glycosylation of other glycoconjugates. The defect has recently been attributed to mutations in a novel fucose transporter localized to the Golgi apparatus.

Establishing the molecular basis for LAD syndromes has ge-nerated insights into mechanisms of leukocyte accumulation relevant to a broad variety of immunodeficiency syndromes as well as to diseases and disorders of unregulated inflammation that result in tissue damage.

Keywords

LAD syndromes, bacteria, leukocyte integrins

Sndromes de deficiencia de adhesin leucocitariaM.C. Rodrguez SainzServicio de Inmunologa. Hospital General Universitario Gregorio Maran. Madrid

IntroduccinEl sistema fagoctico es la primera lnea de defensa frente a las infecciones por bacterias y hongos, e incluye neutrfilos, mono-citos y macrfagos tisulares. En condiciones normales, las clu-las fagocticas circulantes en la sangre se extravasan para dirigir-se a los focos de infeccin, atradas por estmulos quimiotcticos. Su capacidad microbicida est relacionada, principalmente, con la liberacin del contenido de sus grnulos (mieloperoxidasa, li-sozima, elastasa, catepsinas, proteinasas, colagenasas) a los fagosomas (que contienen el microrganismo fagocitado), o con la produccin de metabolitos txicos a travs del metabolismo oxidativo. Otros mecanismos de lisis son la liberacin del conte-nido de sus grnulos al exterior celular o la lisis de los micror-ganismos recubiertos de anticuerpos (Ac) (citotoxicidad celular dependiente de anticuerpo [ADCC]).

Por regla general, la manifestacin clnica de los defectos en el sistema fagoctico implica la aparicin de infecciones bacte-rianas y fngicas, frecuentemente por microrganismos poco patgenos, de presentacin insidiosa y con pocos signos de respuesta inflamatoria asociada.

Entre las formas primarias de alteraciones del sistema fago-ctico se encuentra la deficiencia de adhesin leucocitaria(LAD). La adhesin de los leucocitos al endotelio capilar de laregin inflamada constituye, junto con la migracin transendo-telial, la quimiotaxis y la fagocitosis, el eje en torno al cual pivota la respuesta inmunitaria innata. El fundamento fisiol-gico de la migracin leucocitaria desde el espacio intravascular hacia los tejidos depende de una clase de molculas de super-ficie conocidas como molculas de adhesin. Muchas inte-racciones clula-clula se fundamentan en la adhesin y en la

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transduccin de seales a travs de varias molculas de adhe-sin, particularmente las integrinas. El estudio de las funciones de estas molculas se ha potenciado mediante el desarrollo de anticuerpos monoclonales (activadores o bloqueadores), a par-tir de modelos experimentales de ratones knockout1 y del estu-dio de los escasos individuos en que se detecta una ausencia o una disfuncin de alguna de las molculas de adhesin. En esta revisin se describen las LAD desde un punto de vista molecular y los avances en el conocimiento de tales molculas, sin entrar en detalle en otros aspectos, clnicos, diagnsticos o teraputicos2.

Deficiencia de adhesin leucocitariatipo I (LAD I), o dficit de CD18

La protena CD18 constituye la cadena de un conjunto de molculas heterodimricas (/) que engloban la familia -2de las integrinas. Esta familia incluye CD11a/CD18 (tambindenominada LFA1), CD11b/CD18 o CR3 (tambin denominada Mac-1) y CD11c/CD18 o CR4 (p150,95). En condiciones norma-les, la expresin de las integrinas -2 en los leucocitos (linfo-citos, neutrfilos, macrfagos) facilita las interacciones c-lula-clula y clula-matriz extracelular, gracias a la unin de dichas integrinas a sus ligandos, denominados ICAM1 (CD54), ICAM2 (CD102), ICAM3 e iC3b. En lneas generales, los ICAM se expresan sobre el endotelio activado, o bien sobre otras clulas leucocitarias3. Todas las clulas del organismo expre-san integrinas sin excepcin; dentro de las integrinas, la fami-lia -2 tiene una expresin exclusiva y restringida a clulashematopoyticas: mientras la integrina CD11a/CD18 se ex-presa en todos los leucocitos, las integrinas CD11b/CD18 y CD11c/CD18 se expresan preferencialmente en las clulas de linaje mieloide. En trminos generales, las integrinas leucoci-tarias controlan el trfico, la migracin y la infiltracin leuco-citaria a los diferentes compartimientos del sistema inmunita-rio, tanto en las situaciones de inflamacin como durante los diferentes estadios de diferenciacin leucocitaria.

La LAD es una enfermedad rara que se hereda de forma au-tosmica recesiva, con manifestaciones clnicas, generalmente en los dos primeros aos de vida, que consisten en infecciones bacterianas recurrentes. Los agentes microbianos ms comu-nes son Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella sp., Proteus sp. y enterococos4.

La enfermedad se debe a alteraciones del gen que codifica la protena CD18, situado en el cromosoma 21, concretamente en la regin 21q22.3. La enfermedad puede ser moderada o grave, segn el grado de expresin (leve o nula) de la protena, lo que a su vez depende de las alteraciones gnicas existentes.En la mayora de los casos hay mutaciones y deleciones pun-tuales, y aunque se produce ARNm para CD18, la protena es anmala e incapaz de unirse a la cadena correspondiente (CD11a, CD11b, CD11c). La mayora de las mutaciones descri-tas en la subunidad se encuentran en una regin N-terminal, conservada y conocida como el dominio -1, que da lugar a un

defecto en la formacin del heterodmero -5. Menos fre-cuentemente, es imposible detectar ARNm de CD18, porque haya una afectacin grave de la expresin de la protena.

Por tanto, se van a alterar todas las funciones dependientes,directa o indirectamente, de procesos de adhesin celular, co-mo la extravasacin de clulas fagocticas hacia focos de infla-macin, los procesos de opsonizacin, la quimiotaxis, la agre-gacin celular, la fagocitosis y la lisis celular por contacto,ejercida por clulas natural killer (NK) y clulas T citotxicas.

Los pacientes presentan infecciones recurrentes necrticascutneas y del tejido celular subcutneo, una cicatrizacin de-fectuosa y graves gingivitis y periodontitis. La enfermedad puede ser mortal en el primer ao de vida o seguir un curso benigno.

Son frecuentes las infecciones por bacterias grampositivas y negativas y, a veces, por hongos. Raramente se produceninfecciones virales (p. ej., varicela), por lo que stas tienen un curso limitado. Esto implica que la funcin fagoctica est ms alterada que la linfocitaria, ya que los linfocitos tambin expre-san LFA1.

La cicatrizacin defectuosa se manifiesta por cicatrices dis-plsicas y el retraso en la cada del cordn umbilical (inclusosuperior a tres semanas). Esto probablemente se debe a la au-sencia del infiltrado normal de monocitos/macrfagos, que contribuye a la cicatrizacin mediante la produccin de facto-res de angiognesis, como las citocinas y el factor de creci-miento tumoral beta (TGF-).

En los casos moderados se detecta algo de CD18 en la su-perficie celular, aunque menos que en condiciones normales.Clnicamente, aparecen gingivitis, infecciones (raramente gra-ves) y lesiones cutneas. En las formas severas, la expresinde CD18 es indetectable y aparecen infecciones sistmicas graves y de carcter recurrente. Los rasgos inmunolgicos ms destacados de esta patologa se recogen en la tabla 1.

Deficiencia de adhesin leucocitaria tipo II (LAD II)

Recientemente, se ha descrito una segunda forma de LAD en la que existen dismorfias craneofaciales, defectos neurolgi-cos e infecciones recurrentes. Los pacientes carecen del ant-geno H eritrocitario y tienen un fenotipo Bombay (hh); se ha denominado tambin sndrome de Rambon-Hasharin, o LAD II. En este caso los niveles de CD18 son normales, pero hay una expresin defectuosa del hidrato de carbono de Lewis X siali-zado (sLeX), que es el ligando de distintas molculas de adhe-sin (E-selectina y P-selectina). Dicha interaccin interviene en condiciones normales en la extravasacin de clulas fagoc-ticas desde la circulacin y en el proceso de recirculacin lin-focitaria. Mientras que en la LAD I la familia de las integrinases la ms afectada, en la LAD II el sistema ms implicado es el de las selectinas.

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Este sndrome se ha descrito tan slo en cinco pacientes y parece transmitirse de forma autosmica recesiva. Los episo-dios infecciosos y su gravedad son moderados, y el nico sn-toma clnico persistente es la periodontitis crnica grave. El retraso en la separacin del cordn umbilical, bastante carac-terstico de la LAD I, no se ha observado en ninguno de los pacientes con LAD II. La ausencia de sLeX, un ligando importan-te de las selectinas leucocitarias, conduce a un profundo de-fecto de la migracin leucocitaria, que afecta a la quimio-taxis y se acompaa de una profunda neutrofilia. Aparte del defecto leucocitario, estos pacientes presentan un retraso mental y de crecimiento graves.

El defecto primario se encuentra en el metabolismo de la fucosa, con ausencia de todos los glicanos fucosilados en las membranas de las superficies celulares. Recientemente, se ha publicado que el defecto se encuentra en un transportador es-pecfico de GDP-fucosa al interior del aparato de Golgi, de mo-do que la fucosilacin no tiene lugar. Como es bien sabido, el aparato de Golgi sirve como principal sitio de glucosilacin de protenas en las clulas. Los azcares nucleotdicos que sirven de sustrato a las glucosiltransferasas del aparato de Golgi se sintetizan en su mayora en el citoplasma, y deben transportar-se al compartimiento del lumen del aparato de Golgi mediante portadores especficos. Parte de los genes que codifican tales transportadores se clonaron inicialmente en 1996, lo que reve-l una familia de protenas estructuralmente muy conservada, con mltiples dominios transmembrana6. Dentro de esta fami-lia se encuentra el transportador de la GDP-fucosa. El defecto gentico exacto del transportador todava se desconoce, pero puede tratarse de un defecto heterogneo: cuatro de los pacientes estudiados son de origen rabe, mientras el quinto es de origen turco. Parece que el defecto primario es algo dife-rente, puesto que la administracin de fucosa result eficaz en el nio turco pero no dio resultados favorables en los pacientes de origen rabe7. De hecho, el fenotipo de falta de fucosilacin indicado puede deberse a un defecto del transporte de fucosa al interior del lumen del aparato de Golgi o a un defecto en cualquiera de las enzimas que intervienen en la va de sntesis de la GDP-fucosa, que es el sustrato de las fucosiltransferasas,y puede estar causado por un defecto en la conversin de GDP-manosa a GDP-fucosa8.

Datos de laboratorio

En la LAD, los datos de laboratorio muestran frecuentementeuna leucocitosis extrema, incluso en periodos libres de infec-cin (15.000-70.000 clulas/L), probablemente debida a la ausencia de extravasacin normal de granulocitos, por su ad-herencia defectuosa. Se hallan disminuidas la produccin de Ac T-dependientes in vivo, la actividad citotxica de las clulasT in vitro, la citotoxicidad NK y la ADCC. Las funciones de losneutrfilos independientes de CD18 estn conservadas: de-granulacin, activacin del metabolismo oxidativo por estmu-los solubles y fagocitosis de partculas recubiertas de inmuno-globulina (Ig) G. Mediante citometra se detecta una notable disminucin o ausencia de CD18 en la superficie de los leuco-citos.

La LAD II se puede detectar en el laboratorio mediante anti-cuerpos frente al azcar sLeX. Por tanto, el diagnstico bioqu-mico puede establecerse evaluando la ausencia del eptopo de sLeX sobre las membranas de los neutrfilos con el empleo de anticuerpos especficos.

Tratamiento

Las infecciones cutneas deben tratarse de forma intensiva con antibiticos, debido a su mala cicatrizacin. En algunos casos, se utilizan antibiticos de forma profilctica para dismi-nuir el riesgo de infecciones. Tambin pueden ser tiles lastransfusiones de granulocitos. Los tratamientos locales en combinacin con los antibiticos sistmicos en las formas de la enfermedad ms benignas pueden mejorar las periodontitisfrecuentes, pero en muchos casos el xito es cuestionable, y puede producirse una prdida prematura de los dientes9.

En determinadas ocasiones, adems de estos tratamientos estndares, se ha realizado un trasplante de mdula sea con xito; curiosamente estos trasplantes en los pacientes con LAD I prenden con cierta facilidad, al contrario de lo que ocurre con la mayora de los pacientes con defectos fagocticos10. Has-ta la fecha, el trasplante de clulas madre hematopoyticas es el nico tratamiento curativo para los sndromes LAD I; no obs-tante, esta aproximacin est limitada por las toxicidades re-lacionadas con el trasplante y la enfermedad de injerto contra husped. Se estn realizando ensayos de terapia gnica, en los que las lneas celulares de los pacientes reexpresan la protena defectuosa, mediante la introduccin en su genoma de vecto-res retrovirales que portan el gen de la protena.

Por tanto, cabe la posibilidad de realizar terapia gnica so-mtica a partir de clulas de mdula sea. En la dcada pasada, se efectuaron trabajos experimentales que demostraron que la transferencia de la subunidad CD18 corrige el defecto estruc-tural y funcional de la LAD I. Estos estudios han sentado las bases para el inicio de un ensayo clnico de transferencia gni-ca retroviral en dos pacientes con un fenotipo grave de la en-fermedad, y los resultados obtenidos hasta el momento pare-cen bastante satisfactorios11.

Rasgos inmunolgicos distintivos de la deficiencia de adhesin leucocitaria tipo IPrincipales aspectos inmunolgicos Leucocitosis y retraso en la separacin del cordn umbilical Herencia autosmica recesiva Recurrencia de infecciones necrosantes de los tejidos blandos

y periodontitis Defectos en la quimiotaxis leucocitaria y en las funciones

citotxicas (CTL, NK y ADCC) Expresin deficiente de las protenas de adhesin leucocitaria

CD11a/CD18, CD11b/CD18 y CD11c/CD18

TAB

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Se han efectuado menos estudios sobre planteamientos de terapia gnica en la LAD II; no obstante, la disponibilidad del ge-noma humano completo puede proporcionar herramientas complementarias para identificar los posibles defectos en los transportadores de azcares, o en otras protenas implicadas en la ruta de glucosilacin de protenas, que pueden ser sus-ceptibles de tratamiento con terapia gnica o simplemente con suplementos en la dieta, hasta el momento imposibles de diag-nosticar y tratar12.

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