Hemofilia, pasado, presente y futuro

Hemofilia, del pasado, a través del presente, hacia el futuro
Antonio Liras
Federación Española de Hemofilia
Hipócrates (460 a.C.), el defecto en la “coagulabilidad” se debe al enfriamiento de la
sangre fuera del cuerpo; Maimónides (S. V d.C.), hasta el tercer hijo no se circuncisará; Otto
(1803), primera descripción de las manifestaciones clínicas; Enfermedad Real Europea (S.
XIX); Pittaluga (1922), etiología heredosifilítica por lesiones celulares del endotelio; Patek y
Taylor (1937), establecimiento de la razón causal de la hemofilia por una deficiencia de
“globulina antihemofílica humana”; la Biología Molecular (1986) identifica las primeras
mutaciones en los genes; la terapia génica (2000) intenta la sustitución del gen dañado.
Las primeras descripciones de un defecto en la coagulación sanguínea son muy antiguas y así,
ya Hipócrates (460 a.C.) señalaba como causa el enfriamiento de la sangre fuera del cuerpo y
Maimónides (S. V d.C.), en las famosas Leyes del Talmud Babilónico, aconsejaba no circuncisar
a los tres primeros hijos en familias con antecedentes de sangrado. Pero, sin embargo los grandes
avances en el conocimiento de la hemofilia y de su tratamiento se produjeron en la segunda
mitad del siglo XX coincidiendo, en los años 50´, con el nacimiento y desarrollo de las técnicas
moleculares.
El Siglo XVIII fue fructífero en descripciones de este síndrome hemorrágico. Pero la primera
descripción médica moderna en que se apuntaba el carácter ligado al sexo, corresponde a John
Conrad Otto en 1803. El informe médico de Otto -aparecido en The Medical Repository de
Nueva York- era evidente: “Familia con cuatro hijos varones que sangraban después de una
herida trivial. Ninguna mujer de esta familia era afectada pero sí lo transmitía”. Esta descripción
junto al hallazgo, unos pocos años antes por William Hunter, de que el plasma era el responsable
de la coagulación y no los glóbulos rojos, y la descripción en 1890 por König de un signo clínico
característico en el paciente hemofílico como es la afectación en rodillas, que hasta entonces se
confundía con artritis o tuberculosis, abrieron una brecha importante en el camino de la historia
de la hemofilia.
A finales del Siglo XIX esta enfermedad se conocía como “La Enfermedad Real” ya que afectó a
las Casas Reales de Inglaterra, Prusia, España y Rusia. La patología hizo su aparición en un hijo
y tres nietos de la Reina Victoria de Gran Bretaña (1819-1901). El gen mutado se distribuyó
entre las familias reales europeas durante el Siglo XIX y principios del XX influyendo en cierta
manera, sobre todo en España y Rusia, en los eventos históricos. Era en esos años cuando el
concepto sobre la etiología de la hemofilia se centraba en su carácter heredosifilítico, por
lesiones celulares del endotelio, provocadas por una infección sifilítica en los progenitores.
Afortunadamente, Patek y Taylor en 1937 establecieron la razón causal de esta enfermedad, la
deficiencia de la “globulina antihemofílica humana”, que establecía un antes y un después en la
historia de esta enfermedad (cuadros 1 y 2). Podemos afirmar que esta globulina era la primera
“medicina” en potencia que introducida en un paciente hemofílico podía aliviar su dolencia.
Cuadro 1. La distinta concepción en los conocimientos sobre la hemofilia antes y después de 1937
Año 1922
Clasificación de la enfermedad Hemodistrofia endocrina
Año 2001
Coagulopatía congénita que cursa con
deficiencia de factor VIII (Hemofilia A)
o de factor IX (Hemofilia B)
Definición
Estado hemorrágico transmitido por la mujer
y padecido por el varón, según las leyes de
Grandidier
Enfermedad ligada al cromosoma X,
recesiva, transmitida por las mujeres y
padecida por los varones. Se da la
situación de portadoras obligadas
(las hijas de hemofílico y mujer sana)
Patogenia
Fragilidad del endotelio por deficiencia
en la actividad tromboquinasa por lesión
sifilítica del endotelio
Mutaciones en los genes que
codifican las proteínas de la
coagulación, los factores VIII y IX.
Mecanismo de acción
Clínica
Los factores, que se sintetizan en el
hígado, activan, por su acción proteásica,
la cascada de la coagulación sanguínea
¿?
para amplificar la señal de emergencia
provocada por una herida
Se dan tres grados de severidad según los
Pequeñas hemorragias que pueden conducir a la niveles de factores en plasma: Grave
muerte.
(<1%), moderado (1-5%) y leve (5-30%).
Se distingue la “gran hemofilia de los franceses” Se observan equimosis, hemorragias
o grave, la hemofilia localizada como la renal
gingivales, hemartrosis, epistaxis,
y la hemofilia glosítica en mucosas.
hemoptisis y hematurias.
Artropatías en rodillas que no dejan secuelas
Secuelas invalidantes en las articulaciones
mayores
Esperanza de vida
10 a 20 años
65 a 75 años
Tratamiento
Extracto de bromuro de clara de huevo.
Harina de cacahuete.
Veneno de serpiente.
Transfusión de sangre de personas
esplenectomizadas
Infusión de factores exógenos,
plasmáticos o recombinantes.
Cirugía y rehabilitación fisioterapéutica.
Futuros protocolos de Terapia Génica
Cuadro 2. Cronología más actual de la hemofilia
Año
1944
1950
Acontecimiento
Pavlovsky corrige “in vitro” la deficiencia de coagulación de un paciente hemofílico con plasma de
otro hemofílico. Es el preludio del descubrimiento de los dos tipos de hemofilias A y B.
Mersk y Macfarlane establecen una prueba sensible y específica para detectar la globulina
antihemofílica humana en plasma.
1952
Biggs y Aggeler diferencian entre hemofilia A y B.
1955
Se establecen en Inglaterra las primeras recomendaciones para el tratamiento de la hemofilia
mediante la utilización de plasma fresco humano.
1956
1960
1962
1963
1965
1979
Macfarlane utiliza para el tratamiento globulina antihemofílica humana concentrada y obtenida de
animales.
Se utiliza, por primera vez, una mezcla de factores de la coagulación, factor II, VII, IX y X para el
tratamiento de la hemofilia B.
Un Comité Internacional asigna números romanos a los factores de la coagulación: Factor VIII o
globulina antihemofílica humana y Factor IX o factor de Christmas.
Se crea la Federación Mundial de Hemofilia.
Judith Pool prepara los primeros crioprecipitados de factor VIII que se utilizarían hasta 1979
como tratamiento de elección para el paciente hemofílico.
Tuddenham, Trabold, Collins y Hoyer purifican a homogeneidad el factor VIII humano que se
comienza a utilizar como tratamiento de pureza intermedia.
1984
Gitschier y col., clonan el gen que codifica factor VIII.
1985
Davie y col., clonan el gen que codifica factor IX.
1986
Se identifican las primeras mutaciones de los genes.
1987
Se empieza a utilizar factor VIII de alta pureza inactivado contra agentes virales.
1988
Se comienza a utilizar factor IX de alta pureza en el tratamiento de la hemofilia B.
1990
Se prepara y utiliza, como tratamiento, el factor VIII recombinante, obtenido por técnicas de
ingeniería genética, sin ser necesaria la utilización de plasma humano.
1994
Se obtiene y utiliza el factor IX recombinante.
1995
Se crean en el laboratorio los ratones hemofílicos “knockout” delecionados para los genes de los
factores de la coagulación.
2000
Se inician para hemofilia A y B, los primeros ensayos clínicos de terapia génica.
Año 1900
Causa en el endotelio vascular por infección sifilítica en los progenitores
Esperanza de vida del paciente 11 años
Año 2001
Causa molecular por mutación en el gen codificante de las proteínas
Esperanza de vida del paciente 70 años
La hemofilia, el avance tecnológico y su tratamiento
Entre las enfermedades hereditarias descritas hasta ahora en la población humana -que ya son
más de 4000- se encuentra la hemofilia causada por la deficiencia de los factores de la
coagulación sanguínea VIII o IX que intervienen en la cascada de la coagulación sanguínea de
activación proteásica (Figura 1). Presentan una frecuencia de entre 10 y 20 varones por 100000.
Son enfermedades ligadas al cromosoma X (Xq28 para factor VIII y Xq27 para factor IX), de
rasgos recesivos con manifestaciones clínicas de riesgo hemorrágico y daño articular, y que se
transmiten por las mujeres y son padecidas por los varones. Se da la situación de portadora
obligada, es decir, toda hija de hemofílico y mujer sana que es capaz de transmitir la enfermedad
sin padecerla. Esta deficiencia se debe a mutaciones -mutaciones puntuales, deleciones,
inserciones, inversiones y reorganizaciones- en los genes que codifican estas proteínas. En la
figura 2 se muestra la transmisión general de la hemofilia con las posibilidades más probables de
cruzamiento en el transcurso de tres generaciones, teniendo en cuenta que las mujeres
hemofílicas son casos muy raros de supervivencia.
En 1952 Biggs y Aggeler describieron y distinguieron los dos tipos de hemofilias (cuadro 3), la
de tipo A o clásica, y la de tipo B o enfermedad de Christmas, ambas ligadas al cromosoma X, de
rasgos recesivos, con manifestaciones clínicas similares -riesgo hemorrágico y daños
articulares- y que cursan con una deficiencia de los factores de la coagulación VIII y IX,
respectivamente. Otras características diferenciales son el peso molecular de esas dos proteínas,
el tamaño del ADN que las codifica, su vida media o su concentración fisiológica normal en
plasma.
Hasta los años sesenta, los hemofílicos eran tratados con sangre o plasma completo para
compensar su déficit en los factores de la coagulación. El reducido índice de factores presentes
en el plasma obligaba a la administración de grandes volúmenes. Posteriormente, la puesta a
punto de técnicas de extracción de los factores permitió obtener productos más purificados y más
concentrados, con una reducción muy notable en las cantidades a inyectar y en la aportación de
proteínas contaminantes, a veces mal toleradas. Con ello, se mejoró notablemente la calidad de
vida de los pacientes. El aislamiento de proteínas plasmáticas, cuyo desarrollo se inició en 1982,
F. IXa
Factor tisular (FT)
Ca++
F. VIIIa
F.IXa
F.VIIIa
Ca++
FT
F. Xa
F. X
Ca++
F. Va
FT
F. Xa
PROTROMBINA
F.Va
Ca++
FT
TROMBINA
FIBRINOGENO
(Soluble)
FIBRINA
(Insoluble)
Ca++
RED DE FIBRINA
(Coágulo)
F. XIIIa
Figura 1. Cascada de la coagulación sanguínea en la que intervienen los factores de la
coagulación VIII y IX deficientes en la hemofilia A y B respectivamente
Varón sano (XY)
Hembra portadora (XX)
Hembra sana (XX)
Varón hemofílico (XY)
Hembra hemofílica (XX)
Figura 2. Transmisión hereditaria de la hemofilia
Cuadro 3. Hemofilias de tipo A o clásica, y de tipo B o enfermedad de Christmas
Tipo
Frecuenciaa
A
1:6000
B
1:30000
Proteína
(kDa), (bp)b
Factor VIII
(280) (7056)
Factor IX
(68) (1389)
Concentración en plasma (ng/ml)c
Normal
Leve
Moderada
Severa
Vida media (horas)
200
20
4
<2
~10
5000
500
100
< 50
~20
a
Referido a individuos varones nacidos vivos.
Tamaño molecular de la proteína expresado en kilodaltones y del ácido desoxirribonucleico que la codifica expresado en
pares de bases nucleotídicas.
c
Concentraciones de cada uno de los factores VIII o IX en su nivel normal y en distintos estados de gravedad de la
enfermedad: leve, moderada o severa.
b
se aplica actualmente a la producción comercial de distintos productos terapéuticos entre los que
se encuentran los factores antihemofílicos VIII y IX, extraídos e inmunopurificados con
anticuerpos monoclonales que reconocen específicamente un lugar de la proteína a purificar.
Permite obtener productos de una pureza muy superior a la de los productos anteriormente
comercializados.
El gran acontecimiento que dio luz verde a una futura y definitiva terapia molecular de la
hemofilia lo constituyó el aislamiento y clonaje de los genes que producen los factores de la
coagulación. Así, el gen para Factor VIII humano se aisló en 1984 por el equipo de Gitschier de
la Sociedad Genentech de San Francisco. Este gen está localizado en la parte terminal del brazo
largo del cromosoma X. Es uno de los mayores genes que se conocen y se extiende sobre una
milésima del cromosoma. De otra parte, el gen del Factor IX humano fue aislado y clonado en
1985 por el equipo de Davie y Kurachi de la Universidad de Washington. Este gen, mucho más
pequeño que el del Factor VIII, también está situado en la parte terminal del brazo largo del
cromosoma X. Los factores de la coagulación se sintetizan, fundamentalmente, en hígado,
aunque el riñón y el endotelio contribuyen en un bajo porcentaje.
Desde este momento, surgió la posibilidad de preparar un factor, no a partir del plasma humano
-que tantas muertes de hemofílicos ha producido desde la década de los 80´ a raíz de la infección
por el VIH y por el VHC-. Este fue el factor recombinante obtenido por tecnología recombinante
en células de mamífero, de una alta eficacia y seguridad, pero de un alto costo que limita su
utilización, todavía, en algunos países. Debido a esta razón, incluso en países en los que se
pueden permitir su adquisición, se tienen en cuenta una serie de criterios de prioridad: i)
pacientes no tratados previamente con factores plasmáticos; ii) pacientes seronegativos para
hepatitis C y VIH; iii) pacientes VIH seronegativos y hepatitis C seropositivos, y iv) pacientes
VIH seropositivos.
Tanto el tratamiento con factor plasmático como con recombinante produce,
en igual proporción, y en algunos pacientes, la aparición de anticuerpos
contra estos factores exógenos.
Estos anticuerpos que se denominan inhibidores y que rompen el esquema de
tratamiento, se producen en un 20% con factor VIII y en un 3% con factor IX
¿A qué nivel pues se ha beneficiado la hemofilia de los importantes avances tecnológicos de la
segunda mitad del siglo XX? Podemos citar al menos tres: Las modernas estrategias de
diagnóstico molecular, los nuevos modelos animales de estudio y las nuevas posibilidades
terapéuticas. El desarrollo de una estrategia unificada para la identificación simultánea de
lesiones moleculares, como son las grandes reorganizaciones, mutaciones puntuales, inserciones
y deleciones, representa un gran logro que hace unos años habría sido impensable sin contar,
como ahora podemos hacer, con la técnica de la reacción en cadena de la polimerasa o PCR, que
se basa en la amplificación de un fragmento de ADN utilizando pequeñas secuencias
complementarias que actúan como iniciadores o cebadores, y que nos permite hoy día la
detección más cómoda de mutaciones en estos genes.
Otro gran avance que puede ser crucial para el estudio de las nuevas terapias de la hemofilia ha
sido el diseño de nuevos modelos animales de estudio más cómodos y más fiables, en concreto el
modelo «knockout» o también llamado de deleción. Se llama modelo de deleción porque se trata
de un ratón en el cual un gen, en este caso para factor VIII o IX, está alterado o se ha eliminado
y, por tanto, no se expresa esta proteína, es decir, tenemos un ratón hemofí1ico.
Por último, la nueva orientación hacia las futuras estrategias terapéuticas, esencialmente
referidas a terapia génica, se han cimentado en las bases de la Biología Molecular,
incrementándose cada año el número de ensayos utilizando esta estrategia, que se basa en aquella
forma terapéutica que introduce un determinado gen, uno de sus fragmentos o una determinada
secuencia oligonucleotídica, para así modificar genéticamente a una célula defectuosa. De esta
forma, se logra que esa célula lleve a cabo su función normal en el organismo vivo del que forma
parte, representando así el tratamiento potencial de todo tipo de enfermedades humanas
hereditarias u otras como el cáncer, las enfermedades cardiovasculares o las infecciosas.
La hemofilia, en este sentido por su carácter monogénico es una de la mejores candidatas para
ser tratada por terapia génica. Todos los protocolos de terapia génica llevados a cabo en la última
década, se han dirigido, fundamentalmente, a establecer las distintas etapas esenciales que
conducen a un protocolo final de terapia génica, es decir, la elección de un vector para la
transferencia génica, la liberación del gen tanto por métodos in vivo, basados en la introducción
del propio gen terapéutico en un tejido del organismo, o ex vivo con la previa modificación
extracorpórea de determinadas células del propio paciente con el gen terapéutico y su posterior
reimplantación
y, por último, la expresión de ese gen en el tejido diana en animales de
experimentación. Estos procesos representan la fase preclínica de un protocolo de terapia génica
a la que siguen después las fases clínicas -o ensayos clínicos- en pacientes.
En cuanto a los vectores de transferencia, es decir, aquellos envoltorios donde se transporta el
material genético que se introduce en el paciente, podemos hablar de aquellos vectores virales
(retrovirus, adenovirus, adenoasociados o lentivirus) y de aquellos no virales (liposomas,
microinyección o bombardeo con oro coloidal). Los vectores virales se diferencian entre sí,
fundamentalmente, en su material genético ARN o ADN; en los riesgos de integración
mutagénica o reacciones inmunogénicas e inflamatorias; en su capacidad para integrar o no su
material genético en el genoma celular y así poder transmitir o no, respectivamente, el gen
terapéutico de una generación a la siguiente; en la capacidad de alojar un mayor o menor gen
terapéutico y en el estadio del ciclo celular en que se deben encontrar las células diana
(fibroblastos, linfocitos, células endoteliales, musculares, hepatocitos o células precursoras
totipotentes) para que éstas se transfecten.
Referencias
Aggeler PM y col. Plasma thromboplastin component (PTC) deficiency: A new disease resembling hemophilia.
Proc Soc Exp Biol. 1952; 79: 692-694.
Biggs R y col. Christmas disease: A condition previously mistake for haemophilia. Br Med J. 1952; 2: 1378-1382.
Crystal RG. Transfer of genes to humans: Early lessons and obstacles to success. Science. 1995; 270: 404-410.
Davie EW y col. Nucleotide sequence of the gene for human factor IX (antihemophilic factor B). Biochemistry.
1985; 24: 3736-3750.
Gitschier J y col. Characterization of human factor VIII gene. Nature. 1984; 312: 326-330.
Ingram GIC. The history of haemophilia. J Clin Pathol. 1976; 29: 469-479.
Patek AJ y Taylor FHL. Hemophilia. Some properties of a substance obtained from normal human plasma
effective in accelerating the coagulation of hemophilic blood. J Clin Invest. 1937; 16: 113-124.