La Diabetes mellitus comprende una familia de desordenes del

INTRODUCCION
Esta monografía tiene como objetivo presentar los lineamientos, conforme a lo
establecido por la Pontificia Universidad Javeriana para optar al título de
Especialista de Laboratorio Clínico, de la investigación cuyo tema es la medición
de marcadores inmunológicos en el diagnostico de diabetes autoinmune.
De esta forma, el desarrollo temático de la monografía, se presenta de manera tal
que se permita una comprensión en los mecanismos subyacentes de la diabetes
mellitus tipo 1a como una enfermedad autoinmune y los métodos diagnósticos
disponibles.
Para la ejecución de la misma, se realizó una revisión de la literatura que reúne los
últimos conocimientos sobre diabetes, haciendo especial énfasis en la
determinación de autoanticuerpos para el diagnóstico, clasificación y seguimiento
de pacientes con diabetes tipo 1a.
9
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1 FORMULACION DEL PROBLEMA
La diabetes mellitus es una enfermedad metabólica, que afecta aproximadamente
a 16 millones de personas en el mundo. Se caracteriza por desordenes en el
metabolismo de carbohidratos, conllevando a un estado de hiperglicemia y el
desarrollo de complicaciones en muchas funciones vitales.
De acuerdo a la clasificación ofrecida por la Asociación Americana de Diabetes
(Winter,
2002)
la
diabetes
la
podemos
encontrar
como
tipo
1
(insulinodependiente), tipo 2 (no insulinodependiente) y otros tipos específicos de
diabetes. A su vez la diabetes tipo 1 puede subclasificarse en autoinmune (1a) o
idiopatica (tipo 1b).
La diabetes tipo 1a se relaciona con la presencia de infiltración linfocítica de las
células de los islotes y autoanticuerpos contra una variedad de antigenos de estas
células antes que la enfermedad sea evidente clínicamente.
Estos antigenos
incluyen la descarboxilasa ácido glutamica (GAD), IA-2 e Insulina (IAA).
1.2 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA
El interrogante surge cuando se desea saber si la medición de dichos
autoanticuerpos ofrecen utilidad y confianza para el diagnóstico de diabetes
autoinmune, y si su detección en individuos no diabéticos indica un riesgo
incrementado de desarrollo de diabetes tipo 1.
10
2. JUSTIFICACION
En la diabetes tipo 1a, la deficiencia de insulina se debe a la destrucción de las
células beta pancreáticas por autoanticuerpos. Las manifestaciones clínicas de
diabetes no ocurre hasta que un gran porcentaje de estas células han sido
destruidas.
El periodo presente entre la producción de autoanticuerpos y el desarrollo de la
enfermedad clínica puede ser usado para la predicción y prevención de la
enfermedad.
En un futuro, cuando existan terapias preventivas disponibles para diabetes tipo 1,
el tamizaje de autoanticuerpos contra islotes, en la población pediátrica podría ser
considerada para considerar aquellos en riesgo.
11
3. OBJETIVOS
3.1 OBJETIVO GENERAL
Determinar la utilidad de la medición de autoanticuerpos en el diagnostico,
clasificación y seguimiento de diabetes tipo 1a.
3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS
- Revisar las principales características de la diabetes, teniendo en cuenta su
definición, criterios de clasificación, origen, etiología, historia natural, y la
presencia de autoanticuerpos con sus correspondientes métodos diagnósticos.
-
Describir los principales marcadores inmunológicos descritos en la literatura
presentes en la diabetes tipo 1a.
12
4. MARCO DE REFERENCIA
4.1 GENERALIDADES SOBRE DIABETES
La Diabetes mellitus comprende una familia de desordenes del metabolismo de
carbohidratos que se caracterizan por hiperglicemia y el desarrollo a largo plazo
de complicaciones macrovasculares, microvasculares y neuropáticas (Winter,
2002). En Enero de 2005, la Asociación Americana de Diabetes (ADA) reviso la
clasificación de diabetes, siendo clasificada como diabetes tipo 1, diabetes tipo 2,
otros tipos específicos de diabetes (ej. diabetes secundaria), o diabetes
gestacional.
Tabla 1. Clasificación de diabetes mellitus
I. Diabetes tipo 1
A. Mediada por inmunidad
B. Idiopática
II. Diabetes tipo 2
III. Otros tipos específicos
A. Defectos geneticos de la funcion de las celulas β : Cromosoma 12, HNF-1α
(MODY3), Cromosoma 7, glucokinase (MODY2), Cromosoma 20, HNF-4α
(MODY1), Cromosoma 13, insulin promoter factor-1 (IPF-1; MODY4),
Cromosoma 17, HNF-1β (MODY5), Cromosoma 2, NeuroD1 (MODY6),
DNA Mitocondrial, Otros
B. Defectos genéticos en la accion de la insulina Resistencia a Insulina Tipo
A, Leprechaunismo, Síndrome Rabson-Mendenhall, Diabetes Lipoatrófica,
Otros
C. Enfermedades
del
pancreas
exocrino :
Pancreatitis,
Trauma/pancreatectomía, Neoplasia, Fibrosis Quística, Hemocromatosis,
Pancreatopatia Fibrocalcular, Otros
D. Endocrinopatías : Acromegalia, Síndrome de Cushing, Glucagonoma,
Feocromocitoma, Hipertiroidismo, Somatostatinoma, Aldosteronoma, Otros
13
E. Inducida por drogas o químicos : Vacor, Pentamidina, Acido Nicotínico,
Glucocorticoides, Hormona Tiroidea, Diazoxide, Agonistas β-adrenergicos,
Tiazidas, Dilantin, α-Interferón, Otros
F. Infecciones : Rubeola Congénita, Citomegalovirus, Otros
G. Formas no comunes de diabetes : Sindrome “Stiff-man”, Anticuerpos Anti –
receptor de insulina, Otros
H. H. Otros sindromes genéticos algunas veces asociados con diabetes :
Sindrome de Down, Sindrome de Klinefelter, Sindrome de Turner,
Sindrome de Wolfram, Ataxia Friedreich, Corea de Huntington, Sindrome
de Laurence-Moon-Biedl, Distrofia Miotónica, Porfiria, Sindrome de PraderWilli, Otros
IV. GDM (Diabetes Mellitus Gestacional)
American Diabetes Association, 2005.
De acuerdo a la publicación del Comité de Expertos en Diabetes mellitus de la
Organización Mundial de la Salud del 2003, se enumerarán los criterios para que
un paciente sea considerado diabético de acuerdo a las mediciones de glucosa
plasmáticas.
Tabla 2. Criterios Clasificación Diabetes
Criterios
Valores
Glucosa plasmática en ayunas:
Diabetes
≥ 126 mg/dL
Intolerancia a la glucosa
100 – 125 mg/dL
Test Tolerancia Oral a la Glucosa (75 g) (OGTT):
Diabetes
≥ 126 mg/dL
Intolerancia a la glucosa
100 – 125 mg/dL
Los síntomas incluyen perdida de peso, sed excesiva, poliuria, letargia y
ocasionalmente dolor abdominal.
14
La diabetes tipo 1, también conocida como diabetes juvenil (debido al inicio
temprano) o diabetes mellitus insulino-dependiente (debido a la necesidad clínica
de insulina), es subclasificada como diabetes tipo 1 autoinmune (tipo 1a) o
diabetes tipo 1 idiopatica (tipo 1b), lo que las diferencia es la presencia o no de
autoanticuerpos contra los islotes (Notkins, 2001) (Winter, 2002).
La diabetes tipo 1a es una enfermedad de origen multifactorial, donde el sistema
inmune juega un papel importante en su patogénesis; debido a la destrucción
autoinmune de las células β de los islotes de Langerhans en el páncreas, la
producción de insulina disminuye y esto es lo que conlleva finalmente a la
presentación clínica de la enfermedad.
En el periodo en que son evidentes los síntomas clínicos, 80-90% de las células β
han sido destruidas.
Las células que secretan glucagon, somatostatina, y
polipéptido pancreático generalmente se preservan y se distribuyen dentro de los
islotes. La insulitis, es un infiltrado inflamatorio con un gran número de células
mononucleares y células T CD8 (Notkins, 2001).
Un grupo de individuos presentan diabetes clínica en la edad adulta sin necesidad
de suplemento de insulina, siendo inicialmente clasificados en el grupo de
pacientes con diabetes tipo 2. Estos pacientes, pueden presentar un proceso
autoinmune similar a la diabetes tipo 1a, con susceptibilidad genética HLA así
como autoanticuerpos contra antigenos de los islotes, secreción de insulina baja, y
una alta tasa de progresión a la dependencia de insulina. Quienes presentan
estas características son catalogados dentro de un grupo de pacientes con
diabetes autoinmune latente del adulto o LADA (Pozzilli, 2001).
15
4.2 ETIOLOGIA
La diabetes mellitus tipo 1 tiene un amplio componente genético debido a la alta
tasa de transmisión familiar: el pariente de un diabético tiene aproximadamente un
7% de riesgo de desarrollar la enfermedad, y a su vez el hijo de un diabético tiene
un 6% (Bach, 1994).
Han sido identificados diversos factores genéticos indicadores de susceptibilidad,
entre ellos encontramos haplotipos del antigeno HLA como DRBI*03-DQAI-0501DQBI*0201 (DR3-DQ2), DRBI*04-DQAI*0301-DQB1*0302 (DR4-DQ8) o MICA5 y
MICA 5.1 (Falorni, 2005).
Es bien conocido que estudios en gemelos idénticos demuestran una tasa de
concordancia menor del 50%, soportando el hecho de que aunque algunos genes
son importantes, los factores ambientales pueden ser aún más importantes. Se
sabe que la diabetes tipo 1 puede desarrollarse en conjunto con ciertas
infecciones virales. De esta forma, se especula que la combinación de genes de
susceptibilidad con factores ambientales son importantes en el desarrollo de
diabetes tipo 1 (Lenmark, 1999).
La naturaleza de los factores ambientales no esta muy bien esclarecida pero han
sido implicados factores de la dieta incluyendo exposición temprana a leche de
vaca y virus, especialmente enterovirus (Schmidt, 2005).
De acuerdo a estudios prospectivos realizados en niños desde su nacimiento,
estudio BABYDIAB por Zyegler y Colegas y el estudio DAISY (estudio de diabetes
autoinmune en jóvenes) por Norris y colegas, se describe una relación entre la
dieta temprana en niños y el desarrollo de autoanticuerpos contra las células de
los islotes pancreáticos. Ambos estudios concuerdan en que la edad del inicio de
la alimentación con cereal es un factor importante en el riesgo de desarrollar
16
diabetes tipo 1; en cambio, el consumo de leche de vaca en temprana edad no es
un factor concluyente en el desarrollo de diabetes tipo 1. Los reportes de estos
estudios deben ser muy bien interpretados, debido a que en lugar de planear otro
tipo de dieta en los niños se debe observar otros aspectos subyacentes al
desarrollo de la enfermedad, como por ejemplo el hecho de que algunos
mediadores ambientales (enterovirales o dieta) tienen en común el ser
influenciados por la inmunidad del intestino (Atkinson, 2003).
4.3 INCIDENCIA
La diabetes mellitus tipo 1 es una de las enfermedades crónicas mas comunes de
la niñez y es diagnosticada en aproximadamente 0.2-0.3% de los niños.
Sin
embargo, los signos clínicos de la diabetes mellitus tipo 1 puede aparecer a
cualquier edad. La insulitis se presenta en muchos pacientes en el momento del
diagnostico clínico (Falorni, 2004).
La diabetes mellitus tipo 1 es mas frecuente en sujetos afectados con otras
enfermedades autoinmunes tales como tiroiditis de Hashimoto, enfermedad de
Graves, gastritis atrófica o enfermedad de Addison que en la población general
(Falorni, 2004).
4.4 HISTORIA NATURAL DE LA ENFERMEDAD
El modelo que mas se acomoda a la explicación de la historia natural de la
enfermedad es el realizado por George Eisenbarth en 1986. Este modelo postula
que en individuos con predisposición genética a diabetes tipo 1, las interacciones
entre genes con factores ambientales pueden disparar el proceso autoinmune. La
autoinmunidad es reconocida primero por la detección de autoanticuerpos
antiislotes. En los estadios tardíos de la enfermedad, cuando gran cantidad de
células β han sido destruidas, se evidencia intolerancia a la glucosa, diabetes
17
manifiesta, y eventual perdida de las células β y la función del péptido C (Atkinson,
2005).
Figura 1. Pérdida progresiva de la masa de células ∃ en la historia natural de
diabetes tipo 1.
Winter, 2002
Aun quedan vacíos en este modelo, debido a diferentes aspectos a tener en
cuenta: no se conoce la masa de células β exacta en el momento del nacimiento;
se ha encontrado alta susceptibilidad genética con relación a genes del CMH tipo
II pero baja o población dependiente con genes de Insulina y moléculas CD 152;
no se conocen con exactitud cuales agentes infecciosos están involucrados,
cuando y como actúan; no se conoce si la perdida de masa de células beta es de
tipo linear o tiene periodos de mejoría (Atkinson, 2005).
En términos de agentes ambientales en lugar de considerar un evento ambiental
precipitante individual, es más adecuado considerar que el medio ambiente
dispara y los reguladores del desarrollo de la enfermedad actúan a través del
18
periodo previo al inicio de la enfermedad. El impacto cualitativo y cuantitativo del
medio ambiente juega un papel en el desarrollo de la diabetes tipo 1. Otra nueva
faceta para considerar es la disregulación inmune. Las evidencias mas recientes
sugieren que el compromiso en la regulación propia de las respuestas inmunes
autoreactivas y protectoras pueden resultar de actividades anormales de la
población de células T conocidas como células T reguladoras, las cuales se
distinguen por la expresión de la molécula CD25. En términos de marcadores
inmunes humorales, mas que considerar los ICAS como el primer componente de
la respuesta inmune humoral, la mayoría de estudios han sugerido que los
anticuerpos contra la molécula de insulina por si misma representa el primer
anticuerpo que es reconocido en la patogénesis de la diabetes tipo 1.
La
pendiente de la perdida de la masa de células beta, varia dramáticamente basada
en el tipo de insulitis, la susceptibilidad de las células beta a la destrucción, y la
capacidad de aquellas células β de repararse y regenerarse (Atkinson, 2005).
4.5 PATOGENESIS DE LA DIABETES TIPO I EN HUMANOS
La pregunta frecuente que se realizan los investigadores es acerca de como se
pierde la tolerancia fisiológica a los auto-antigenos presentes en las células β en
sujetos diabéticos, conllevando a un proceso patogénico mediado por células T
(Bach, 1994).
Los dos modelos animales más usados en el estudio de diabetes son el ratón
NOD (en inglés, nonobese diabetic mouse) y la rata BB (BioBreeding) (Bach,
1994) (Notkins, 2001). Aunque existe amplia información sobre la patogénesis de
la enfermedad autoinmune en estos modelos, hay poca información directa de la
patogénesis de la diabetes tipo 1 en humanos. De hecho, muchas de nuestras
ideas acerca de la patogénesis de la diabetes tipo I en humanos son el resultado
de la extrapolación con roedores (Notkins, 2001).
19
La interacción inicial de genes y factores ambientales parece disparar una
respuesta mediada por el sistema inmune, el tipo de HLA del individuo puede
controlar el reconocimiento de ciertos autoantigenos, con la aparición de diferentes
autoanticuerpos como el primer signo de destrucción de la célula β (Notkins,
2001). Los marcadores más importantes de autoinmunidad contra las células β
son autoanticuerpos contra insulina (IAA), descarboxilasa del ácido glutámico
(GAD65) y antigeno-2 de células de los islotes (IA-2) (Lenmark, 1999).
La progresión a una diabetes clínica, es disparada por el desarrollo de un fenotipo
de células T más agresivo y un cambio en el balance de Th1 a Th2, produciendo
un fondo más inflamatorio.
Técnicas morfológicas muestran una disminución marcada de las células β con el
tiempo, consistente con una inflamación autoinmune, probablemente dirigida por
macrófagos y linfocitos que circundan e infiltran los islotes. Debido a las pocas
células pancreáticas viables restantes, la información disponible es limitada sobre
la naturaleza y función de estas células. Las células CD8 parecen predominar,
pero ni la proporción de células CD4 y CD8, ni la significancia de otros tipos
celulares en el infiltrado (ej. células natural killer macrófagos, células dendríticas)
es conocido.
Más aún, la proporción de células CD4 o CD8 especificas para
GAD/IA-2/insulina no esta bien definido (Notkins, 2001).
La expresión de moléculas Fas-Fas Ligando, en células T citotóxicas, también
favorece la presentación clínica de la diabetes. La evaluación de los islotes
durante la insulitis sugiere que la apoptosis mediada por Fas ocurre y proporciona
un posible mecanismo de destrucción de las células β.
Recientemente, se está prestando mayor atención a algunos subgrupos de células
T reguladoras, las cuáles han mostrado capacidad para controlar el desarrollo de
la patología.
20
El papel de diferentes citoquinas tanto proinflamatorias como anti-inflamatorias se
está estudiando en la enfermedad, con el fin de convertirse en posibles blancos
terapéuticos. Un gran número de citoquinas están involucradas en la
diferenciación y activación de las células T que contribuyen a la patogénesis de la
DMT1a.
De esta manera se ha demostrado la utilidad del bloqueo de citoquinas
patogénicas como IFN-γ (interferón-gama), receptor de IL-2 (IL: interleuquina) o IL12. También se ha demostrado prevención en animales, con bloqueo de
citoquinas proinflamatorias como IL-1, IL-6 o TNF-α. El uso de citoquinas con
propiedades regulatorias, como IL-4, IL-10 e IL-13 entre otras ha mostrado utilidad
en retardar la progresión de la patología.
4.6 AUTOANTICUERPOS EN DIABETES TIPO 1A
Los anticuerpos contra antígenos propios, llamados autoanticuerpos, pueden ser
detectados en el suero de pacientes con diabetes tipo 1, y esto ha sido usado
como una ayuda en el diagnostico, clasificación y predicción de la enfermedad
(Schmidt, 2005). Los autoanticuerpos pueden ser detectados incluso durante la
fase prodrómica, como en el caso de la diabetes tipo 1a, durante la cual no existen
síntomas clínicos, pero se esta llevando a cabo una destrucción de las células
secretoras de insulina (Leslie et al, 2001).
Estudios usando estos autoanticuerpos en diabetes tipo 1 han conducido a un
grupo de principios los cuales son relevantes a las enfermedades autoinmunes en
general (Schmidt, 2005).
21
Los anticuerpos pueden reflejar la presencia, naturaleza, e intensidad de la
respuesta inmune.
Es posible usar autoanticuerpos como marcadores de
actividad de enfermedad.
4.7 UTILIDAD DE LA MEDICION DE AUTOANTICUERPOS
4.7.1 Clasificación de la enfermedad
También la medición de autoanticuerpos pueden ayudar a definir la naturaleza de
la diabetes, proveyendo marcadores para clasificarla en autoinume o no (Leslie et
al, 2001), basada en la presencia o ausencia de anticuerpos asociados a
enfermedad.
Una proporción de adultos que presentan diabetes no dependiente de insulina,
clasificados aparentemente como diabetes tipo 2, han demostrado tener un
anticuerpo contra la descarboxilasa del acido glutamico (GAD) y además tienen un
proceso genético, inmunológico y metabólico diferente en comparación de
aquellos pacientes que no requieren insulina y que no presentan anticuerpos
contra GAD (Schmidt, 2005).
Esta observación significa en términos prácticos que aquellos pacientes con
diabetes no insulinodependiente tienen un alto riesgo de progresión a terapia con
insulina dentro de los seis años siguientes al diagnostico (Schmidt, 2005).
4.7.2 Actividad de la enfermedad
Aunque los autoanticuerpos asociados con diabetes, pueden reflejar la presencia
del proceso de la enfermedad, no hay evidencia que ellos causan la enfermedad,
sin embargo, ellos son mejores marcadores predictivos que los genes de alto
riesgo. Puede predecirse la tasa de progresión de la enfermedad de aquellos
22
pacientes con combinaciones de autoanticuerpos o con autoanticuerpos IA-2 que
progresan mas rápidamente (Schmidt, 2005).
4.7.3 Marcadores predictivos
Debido a que los autoanticuerpos son marcadores de actividad de la enfermedad,
también bajo ciertas circunstancias pueden ser usados como predictores de
enfermedad.
Esto es prometedor, especialmente para aquellas enfermedades
como la diabetes tipo 1a que tiene un amplio periodo preclínico, ya que el objetivo
de la predicción es la prevención.
La prevención podría realizarse evitando
aquellos factores ambientales que dispararían la enfermedad (prevención
primaria) o con el uso de terapias que modularan el proceso destructivo antes de
la aparición de los signos clínicos (prevención secundaria) (Leslie et al, 2001).
Tres parámetros deben ser cuidadosamente cuantificados para que los ensayos
predictivos sean clínicamente útiles: sensibilidad de predicción, especificidad de
predicción, y valores predictivos positivos (Leslie et al, 2001).
Sensibilidad de predicción: es calculada dividiendo el número de sujetos en una
cohorte con autoanticuerpos quienes desarrollan la enfermedad por el número
general de sujetos que desarrollan la enfermedad. Idealmente, cada sujeto que
desarrolla una enfermedad autoinmune deberá presentar este autoanticuerpo
particular (alta sensibilidad de enfermedad) antes del diagnóstico clínico (Schmidt,
2005). Sin embargo, ya que los autoanticuerpos asociados a la enfermedad no se
desarrollan simultáneamente y debido a que muchos pacientes tienen solamente
un
autoanticuerpo
antigeno-especifico;
usando
un
panel
de
diferentes
autoanticuerpos se puede aumentar la sensibilidad de predicción (Leslie et al,
2001).
23
Especificidad de predicción: como un marcador autoinmune refleja la oportunidad
de que una persona con el marcador no va a presentar la enfermedad. Este es
calculado dividiendo el número de sujetos en una cohorte sin el marcador de
autoinmunidad quien no desarrollara la enfermedad por el número total de sujetos
quienes no desarrollaran la enfermedad.
La especificidad es importante si un
marcador de enfermedad se usará para identificar individuos que pueden necesitar
consejería o terapia para prevenir el desarrollo de la enfermedad. Una relación
recíproca existe entre sensibilidad y especificidad (Leslie et al, 2001).
Si un autoanticuerpo es usado para predecir la enfermedad, idealmente cada
sujeto con el anticuerpo, pero sin sintomatología, eventualmente desarrollará la
enfermedad clínica. Esto quiere decir, que el ensayo podría mostrar un alto valor
predictivo para desarrollar la enfermedad. El valor predictivo positivo es calculado
dividiendo el número de sujetos con anticuerpos positivos en la muestra inicial
quienes desarrollan la enfermedad por el número general de sujetos positivos para
anticuerpos. La significancia pronostica de algún marcador varia en la población
en diferentes niveles de riesgo. Si el riesgo de enfermedad es alto luego el valor
predictivo puede ser alto, pero cuando el riesgo de la enfermedad es bajo, como
en la población en general, luego hay una reducción correspondiente en el poder
predictivo (Leslie et al, 2001).
4.7.3.1 Predicción de diabetes tipo 1
Es posible tamizar a la población general con distintos autoanticuerpos, para
identificar individuos en alto riesgo de desarrollar la enfermedad; de esta forma,
ofrecer una terapia para prevenir la progresión a la enfermedad clínica o para
limitar las consecuencias y el impacto de la enfermedad.
El principal interrogante es la edad ideal o intervalos en los que se debe realizar el
tamizaje de autoanticuerpos para lograr el máximo valor predictivo de sensibilidad
24
y especificidad.
Los autoanticuerpos presentes en diabetes tipo 1 pueden
aparecer a los 5 años de edad, los IAA son más prevalentes en los niños jóvenes
y más raros en los adultos pero están presentes máximo hasta los 14 años de
edad, de esta forma el tamizaje debe realizarse al nacimiento y repetirse a
diferentes intervalos después.
Una fracción significativa puede ser obviada
cuando el tamizaje se realiza en infantes solamente (Schmidt, 2005).
La presencia de diferentes autoanticuerpos relacionados con diabetes ocurre
secuencialmente en el curso de la enfermedad y la interpretación de los distintos
grupos de anticuerpos debe ser diferente dependiendo de la edad del individuo
(Schmidt, 2005).
Un estudio en pacientes con diabetes tipo 1 recientemente
diagnosticada, demostró la presencia de múltiples autoanticuerpos en 60% de los
pacientes menores de 16 años pero en solamente 37% de los casos de pacientes
mayores. La detección de una combinación de autoanticuerpos relacionados con
diabetes es menos valiosa en el tamizaje en adultos comparada con niños
(Schmidt, 2005).
Así que un test inicial altamente sensible como ICA o genes HLA, puede ser
realizado, seguido por ensayos mas específicos los cuales pueden ser repetidos
en diferentes intervalos (Schmidt, 2005).
En miembros familiares (aquellos con un riesgo genético alto), el tamizaje con
anticuerpos anti islotes (ICAs), tiene una alta sensibilidad para predecir diabetes,
pero solamente aquellos individuos con diversos autoanticuerpos contra las
células β parecen progresar a la enfermedad.
La presencia sérica de
autoanticuerpos contra cualquiera de estos antígenos (GAD, IAA, IA-2) de las
células β esta asociada con la progresión a diabetes clínica en un 2 – 15% de los
familiares de un paciente con diabetes tipo 1a. Sin embargo, si están presentes
los tres autoanticuerpos, el riesgo a diez años de presentar la enfermedad se
25
incrementa a un 70-100%, con una sensibilidad del 80-90% (Editorial: Toward
Precise Forecasting of Autoimmune Endocrinopathy, 2004).
4.8 MEDICION DE AUTOANTICUERPOS EN DIABETES TIPO 1
Muchos autoanticuerpos han sido detectados en el inicio de la diabetes tipo 1. De
acuerdo a su descubrimiento, se numerarán en orden cronológico:
Tabla 3. Autoanticuerpos en diabetes 1a
1970s
Autoanticuerpos contra las células de los islotes (ICAs)
Autoanticuerpos contra la superficie de las células de los islotes (ICSAs)
1980s
Autoanticuerpos anti-insulina (IAAs), 64-kDa (64 KAs), receptor de
insulina, carboxipeptidasa-H, proteínas de choque térmico
1990s
Autoanticuerpos 64-kDa (64 KAs) = Descarboxilasa del ácido glutámico
(GADAs)
Autoanticuerpos contra islotes: 51-kDa descarboxilasa aromatica-Lamino-acida, 30 kDa quimiotripsinogeno, DNA topoisomerasa II, glima
38, GLUT2, glicolipidos, GM2-1 gangliosido, IA-2, IA-2β, ICA69,
proinsulina, y 52-kDa RIN (insulinoma de rata).
WINTER, William E. et al., 2002
La descarboxilasa del ácido glutámico (GAD), la molecula similar a la familia de las
tirosin fosfatasas (IA-2) e insulina son los principales autoantigenos en diabetes
tipo 1. Estos autoanticuerpos han sido usados para estudiar la actividad de la
enfermedad, determinar la tasa de progresión de la enfermedad, y ayuda a
clasificar y predecir la enfermedad clínica. La aparición de los autoanticuerpos en
niños jovenes conduce a la propuesta que la diabetes tipo 1 es inducida en la vida
26
tempranamente.
Estudios de autoanticuerpos durante el periodo prediabetico
mostraron variabilidad en la tasa de progresión de la diabetes clínica basados en
el título y número de anticuerpos. (Leslie et al, 2001).
4.8.1 ICAs
Los ICAs fueron descritos por primera vez en 1974 y han representado el gold
estandard para analisis de autoanticuerpos por muchos años (Falorni, 2005). Los
ICAs son detectados por inmunofluorescencia indirecta usando páncreas humanos
obtenidos de donadores de tipo sanguíneo O como sustrato (Greenbaum, 2003).
Los ICAs son autoanticuerpos policlonales que reaccionan con todas las células
del islote (ej. α, β, γ, δ), y se han encontrado dos patrones de tinción. En uno de
ellos, las células beta son las fluorescentes (selectivo para células beta o ICA
restrictivos). En el otro patrón el islote completo brilla (ICA de islote completo). Al
parecer este patrón se encuentra más vinculado con la diabetes de tipo 1
(Greenbaum, 2003). Los antígenos contra los cuales ICA reacciona son múltiples
e incluyen GAD, ICA512 (IA-2), glicoesfingolípidos, y otros (Atkinson, 2005).
Los anticuerpos contra células de los islotes, constituye un buen marcador de
autoinmunidad en diabetes, el cual puede ser detectado en los niños en el
momento de diagnostico de la enfermedad (Borg, 1997).
En un principio fue difícil estandarizar el análisis, debido a la mezcla de antígenos
que participan en la reacción de estos anticuerpos o a la variabilidad de un
páncreas a otro.
Además, es de un trabajo intensivo y no es automatizado,
requiere de un alto nivel de aseguramiento de calidad y control de calidad para
producir resultados confiables y precisos (Greenbaum, 2003).
Por esto en el
primer taller de inmunología de la diabetes en 1985, fue identificado un estandar
mundial JDF (Juvenil Diabetes Foundation), que permite la expresión de los ICAs
27
en unidades comunes.
Esto ha conllevado a una dramática reducción en la
variación interlaboratorios, a pesar de la influencia de numerosos factores tales
como la subjetividad de la interpretación de los resultados y la variabilidad de la
reacción de ICA en relación con el páncreas usado en el ensayo.
En niños con diabetes mellitus tipo 1, la sensibilidad diagnostica de los ICAs es de
70-90% (Borg, 1997) (Falorni, 2005). . En el inicio de diabetes mellitus tipo 1 en
adultos, los ICAs tienen un valor de sensibilidad diagnostica ligeramente menor.
La especificidad de ICAs para diabetes mellitus tipo 1 es de aproximadamente 9698%, estos autoanticuerpos pueden encontrarse en un 2-4% en pacientes sanos.
El valor predictivo de ICA para diabetes mellitus tipo 1 en la población general es
bajo debido a que la prevalencia de diabetes mellitus es solamente de 0.15-0.2%
El valor predictivo de ICAs en parientes de primer grado es influenciado por
diversos factores. Este es alto cuando los ICAs son detectados en un titulo alto en
combinación con otros autoanticuerpos. En contraste, el valor predictivo de los
ICAs en titulo bajo en ausencia de otros autoanticuerpos es bajo (Falorni, 2005).
La persistencia de ICAs parece predecir una tasa incrementada en la perdida de la
producción de la insulina endógena. En estudios prospectivos un alto titulo de
ICAs parecen predecir una perdida mas rápida de peptido-C (Falorni, 2005).
En niños, la disfunción de las células β fue demostrada en individuos ICA positivos
quienes tienen los alelos HLA de alto riesgo como son DQB1*0302 o DQB1*0201
(Falorni, 2005).
4.8.2 Autoanticuerpos contra Insulina
Los autoanticuerpos contra insulina (IAA) se definen como anticuerpos que se
unen a la insulina en individuos que no reciben tratamiento con ésta. A diferencia
28
de los ICA, el antígeno de IAA se conoce (insulina) y es específico de las células
beta (Greenbaum, 2003).
La insulina fue el primer autoantígeno de islotes, célula β específico, descrito
(Falorni, 2005). Es una proteína pequeña de 51 aminoacidos codificada por el
cromosoma 11 (Notkins, 2001). El peptido de la cadena de Insulina B,
aminoácidos 9-23, es el blanco de la respuesta autoinmune por Linfocitos T, en
ratones NOD (Eisenbarth, 2002). El ensayo de inmunoprecipitación para
autoanticuerpos
no
distingue
entre
autoanticuerpos
espontáneos
de
los
autoanticuerpos que aparecen después de inmunización con insulina, los cuales
aparecen como consecuencia de terapia con insulina exógeno (Winter, 2002).
Los IAAs se presentan mas frecuentemente en individuos que presentan HLADR4.
Las técnicas que detectan autoanticuerpos contra insulina por ELISA
(Enzyme-linked immunosorbent assay) no se recomiendan debido a que los IAAs
detectados no correlacionan con la diabetes autoinmune, por esto, muchos
investigadores han utilizado radioinmunoensayos en fase fluida (Winter, 2002)
(Living, 2000). Solamente el radioinmunoensayo (RIA) combina una sensibilidad
diagnostica adecuada con especificidad, como se demostró en los talleres
internacionales para la estandarización del ensayo IAA (Farloni, 2004).
El volumen de suero necesario para radioinmunoensayos de gran sensibilidad,
con precipitación con polietilen glicol y centrifugación seguida por un conteo
gamma, ha limitado la medición de IAA (Living, 2000). La precisión diagnóstica
baja de los ELISAs se deben probablemente al exceso de autoantígeno
estratificado en el pozo, lo cual determina la unión de baja afinidad de anticuerpos
no relacionados con el proceso autoinmune, y la disponibilidad reducida de los
epítopos conformacionales (Farloni, 2004).
29
Durante la historia natural de la enfermedad, los anticuerpos contra la insulina
usualmente se presentan como el primer marcador de advenimiento de un
proceso autoinmune (Eisenbarth, 2002) (Farloni, 2004).
Los epítopos IAA se
encuentran localizados en las regiones de aminoácidos B1-B3 y A8-A13 de la
insulina humana, y son altamente conservados entre los pacientes con diabetes
tipo 1 o individuos prediabéticos (Farloni, 2004).
En el inicio de la diabetes tipo 1, los IAAs se presentan en 35-60% de los niños
pero son menos comunes en adultos (Winter, 2002).
La detección de
autoanticuerpos antiinsulina (IAA), son importantes en el diagnóstico y predicción
de diabetes tipo 1 (Liping, 2000).
La especificidad diagnostica de los IAA para diabetes mellitus tipo 1 es cercana al
99%, y el valor predictivo de IAA para diabetes tipo 1 es alto solamente cuando es
usada en combinación con ICA o otros autoanticuerpos (Farloni, 2004).
4.8.3 Autoanticuerpos contra Descarboxilasa del Ácido Glutámico
En 1982 se identificaron anticuerpos contra una proteína de 64 kDA de los islotes
en pacientes con diabetes tipo 1 por medio de la inmunoprecipitación de
determinadas proteínas de los islotes humanos marcadas con sustancias
radiactivas (S-metionina) en suero de pacientes con diabetes de tipo 1 (Falorni,
2004).
En el
momento del diagnostico, alrededor de 80% de los individuos
diabéticos poseían anticuerpos contra un antígeno de 64 kDa, pero estos
anticuerpos no aparecían en los pacientes con otros trastornos autoinmunitarios o
en los testigos sanos.
El autoantígeno de 64 KDa fue identificado como la enzima Descarboxilasa del
Acido Glutámico. Han sido caracterizadas dos isoenzimas diferentes de GAD – de
peso molecular de 65000 Da (GAD 65) y 67000 Da (GAD 67). GAD65 y GAD67
30
son codificadas por dos genes diferentes localizadas en los cromosomas 10 y
cromosoma 2 respectivamente (Falorni, 2004).
GAD65 esta involucrada en la conversión de acido glutámico a acido gamaaminobutirico (GABA), un neurotransmisor inhibitorio (Notkins, 2001).
GAD no es especifico de las células beta o islotes.
predominantemente en el sistema nervioso.
GAD es expresado
Otros tejidos que expresan GAD
incluyen los testículos, ovarios, corteza adrenal, pituitaria, tiroides y riñón (Winter,
2002).
Han sido usados anticuerpos monoclonales contra GAD65 para demostrar que los
epítopos de la enzima están localizados en las regiones centrales y COOHterminales (Kobayashi, 2003). El uso de moléculas quiméricas GAD65/GAD67 y
GAD65 mutada han confirmado esta localización de los epítopos de los
anticuerpos. Por lo menos un epítopo conformacional es localizado en el centro y
dos en la region COOH- terminal de la enzima, mientras que un epítopo linear
(menos frecuentemente reconocido por los anticuerpos humanos) es localizado en
la región NH2- terminal. El análisis de la secuencia de aminoácidos de GAD65 ha
mostrado una región central altamente homologa con Coxsackie B5 o proteínas de
choque térmico (Falorni, 2004).
Los Autoanticuerpos contra GAD han sido detectados en diversas enfermedades
autoinmunes, incluyendo diabetes mellitus autoinmune, el síndrome stiff-man, y el
síndrome autoinmune poliendocrino tipo 1 (Kobayashi, 2003).
GAD65 puede ser encontrado en 70 – 75% de los pacientes con Diabetes mellitus
tipo 1, y en 1 – 2% de pacientes sanos. Los anticuerpos contra GAD67 han sido
encontrados en solamente 15-25% de pacientes con Diabetes autoinmune
(Falorni, 2004). La prevalencia de GAD65 en pacientes con presentación de la
31
enfermedad no es influenciada por la edad, de esta forma GAD65 es el marcador
de tipo autoanticuerpo más sensible para diabetes autoinmune y para la diabetes
autoinmune latente del adulto (LADA) (Falorni, 2004).
Debido a que los GADAs son más persistentes que los ICAs después del
diagnóstico de diabetes tipo 1, los GADAs pueden ser más frecuentemente
positivos que los ICAs en LADA. Debido a que la frecuencia de LADA es de 515% basado en estudios ICA, usando GADAs como el marcador autoinmune, la
prevalencia de LADA en diabetes tipo 2 fenotípica puede ser aún mayor (Winter,
2002).
Resultados importantes de estudios en animales indican que la GAD es
posiblemente un antígeno clave en la diabetes tipo 1 (Winter, 2002).
El valor predictivo de GAD65 para diabetes mellitus autoinmune es ligeramente
mayor en comparación con ICA o IAA. Sin embargo, la presencia simultánea de
ICA, IAA y GAD ha demostrado un alto valor predictivo para presentar diabetes
mellitus autoinmune. Mas específicamente, el número de autoanticuerpos mas
que sus niveles, correlacionan positivamente con el riesgo de diabetes autoinmune
en parientes de pacientes diabéticos. En parientes de primer grado positivos para
un solo anticuerpo (IAA, GAD65 o IA-2Ab) el riesgo de presentar diabetes mellitus
autoinmune es de aproximadamente del 20% en 5 años. El riesgo se incrementa
a 90% en sujetos positivos para los tres autoanticuerpos (Falorni, 2004).
No es claro si la presencia de anticuerpos contra GAD65 en pacientes con
diabetes mellitus influencia el curso clínico. La presencia de GAD65 en el inicio de
la enfermedad puede predecir una rápida perdida de la función de las células β
(Falorni, 2004).
32
4.8.4 Autoanticuerpos contra proteínas de tipo fosfatasa de tirosina
Por el tiempo en que se estableció que el antígeno de 64 KDa era GAD, se
inmunoprecipitó otra proteína distinta de GAD con anticuerpos en el suero de
pacientes con diabetes de tipo 1.
Este autoantígeno también de 64 KDa fue
tratado con proteasas que condujo a la demostración de tres fragmentos distintos
de 50, 40 y 37 KDa. El fragmento de 50 KDa demostró provenir de GAD65. Los
fragmentos de 37 y 40 KDa provienen de las proteínas asociadas a la membrana
de los islotes distintas a GAD65. El antígeno de 40 KDa se identificó como la
proteína IA-2 similar a la fosfatasa de tirosina, llamada también ICA512, codificada
por el cromosoma 2. El antígeno de 37KDa es una fosfatasa de tirosina llamada
fogrina, IA-2 β o IA-2. Entre los individuos con diabetes de tipo 1 es mas frecuente
encontrar anticuerpos contra IA-2 que contra IA-2 β.
Similar a los GAD, IA-2 es encontrado en tejido nervioso y otros tejidos endocrinos
incluyendo la pituitaria; se encuentra también en las células α y β de los islotes
pancreáticos. Algunos ensayos de autoanticuerpos anti IA-2 detectan la molécula
entera, mientras que otros detectan porciones de la molécula (ensayos IA-2c y
ensayos ICA512) (Winter, 2002) (Notkins, 2001).
Cuando se ensayan anticuerpos contra ICA512 o IA-2a en estudios de la historia
natural de pre-diabetes, algunos investigadores sugieren que los autoanticuerpos
ICA512 se desarrollan más tardíamente que los GADAs y así pueden servir como
marcadores de riesgo a corto término para la presentación clínica de diabetes tipo
1 (Winter, 2002).
El uso de radioinmunoensayos para IA-2Ab (o ICA512Ab) ha demostrado que
estos autoanticuerpos están presentes en 70-80% de niños con diabetes mellitus
insulinodependiente.
Similar a IAA, IA-2Ab son más comunes entre niños
33
diabéticos que adultos y están asociados con alelos HLA-DRB1*O4 (Falorni,
2004).
4.8.5 Otros Marcadores
Se ha demostrado la existencia de autoanticuerpos circulantes contra CD38 en
aproximadamente 4-20% de pacientes con diabetes mellitus tipo 1 y en un 8-19%
de pacientes con diabetes mellitus tipo2. CD38 es un receptor expresado en la
superficie celular y es considerado uno de los mediadores fisiológicos de la
secreción de insulina. Anticuerpos contra CD38 muestran una actividad agonista
que media la liberación de Ca+ en las células blanco y, en estudios in Vitro, la
liberación de insulina por los islotes humanos. La presencia de anticuerpos anti
CD38 en pacientes con diabetes tipo 2 es más frecuente en aquellos individuos
que co-expresan otros autoanticuerpos antiislotes, tales como GAD65, pero los
dos marcadores diferencian distintas subpoblaciones.
Los pacientes positivos
para anticuerpos anti CD38 tienen una función de las células β normal, después
del test de tolerancia oral a la glucosa (OGTT) y características fenotípicas de
diabetes mellitus tipo 2 (Falorni, 2004).
4.8.6 Sensibilidad y Especificidad Diagnostica
El taller de Inmunología en Diabetes y la Sociedad de Diabetes e Inmunología han
organizado talleres en estandarización de anticuerpos desde 1985. El taller más
reciente, acerca de autoanticuerpos contra islotes combinados demostró que los
GAD65Ab e IA-2Ab tienen una sensibilidad y especificidad diagnóstica alta y
pueden ser medidos consistentemente por muchos laboratorios. La sensibilidad
diagnóstica de los autoanticuerpos contra insulina es dependiente de la edad y
disminuye con el incremento de esta.
El ensayo de concordancia para
autoanticuerpos contra insulina en diferentes laboratorios fue marcadamente
menor
que
para
IA-2Ab
y
GAD65Ab,
34
respectivamente.
El
taller
de
Autoanticuerpos antiislotes combinados, sin embargo, demostró que el uso de la
combinación de ensayos de autoanticuerpos hace posible para los laboratorios
conseguir una discriminación excelente entre diabéticos y controles. Este taller
internacional de estandarización también demostró que una combinación de tres
ensayos pueden ser usados no solamente para identificar nuevos pacientes con
diabetes tipo 1 sino para definir criterios para la inclusión en intervención inmune y
otras herramientas (Lenmark, 1999).
Sensibilidad diagnóstica y especificidad de los
autoanticuerpos para diabetes tipo 1
Autoantígeno
Sensibilidad, %
Especificidad, %
Insulina
40 – 70
99
GAD65
70 – 80
99
IA-2
50 – 70
99
Actualmente se están buscando estrategias de tamizaje cuyo objetivo es
evidenciar cual es la combinación ideal de medición de autoanticuerpos, cuya
sensibilidad permita involucrar la mayor cantidad de pacientes con riesgo de
desarrollar diabetes tipo 1a al menor costo.
En un estudio realizado en Estados
Unidos (Krischer, 2003), cuyo objetivo era determinar la combinación ideal de
autoanticuerpos para identificar la población de personas no diabéticas parientes
de diabéticos, positivos para anticuerpos anti-islotes (ICA), autoanticuerpos
microinsulina (MIAA), autoanticuerpos anti GAD65 (GAA), y autoanticuerpos IA2Ab (ICA512), arrojo resultados en la sensibilidad para la determinación de
pacientes con autoanticuerpos cuando se usan las siguientes combinaciones:
-
99% para GAA e ICA,
-
97% para GAA y MIAA,
-
97% para GAA e ICA512AA,
-
93% para ICA512AA e ICA,
35
-
92% para MIAA e ICA,
-
73% para ICA512AA y MIAA.
La posibilidad de eliminar el Test de ICA, puede limitar la sensibilidad solo a
aquellos sujetos que resulten positivos para GAD65Ab, obviando los falsos
negativos.
La estrategia que mejores resultados han arrojado resulta de la
combinación de GAD65Ab e ICA, pero es necesario identificar cuales son los
autoanticuerpos presentes, ya que de esta forma se puede hacer una análisis de
la predicción de enfermedad.
4.9 ASPECTOS NEGATIVOS EN EL TAMIZAJE
-
Económicos: la incidencia de diabetes tipo 1 puede considerarse moderada
pero no de alta incidencia.
-
Los individuos realmente desean tal información?
-
Ético: debemos tamizar en ausencia de un método conocido para prevenir
la diabetes tipo 1?
-
Privacidad: como debe manipularse tal información?
-
Practicidad: quien debe hacer este tamizaje?
36
CONCLUSIONES
Se ha observado un gran avance en el conocimiento de la diabetes tipo 1 durante
las últimas tres décadas de la historia; los investigadores han diseñado diferentes
estrategias, basándose principalmente en estudios experimentales en ratones
NOD y ratas BioBreeding, para dar respuesta a los diferentes interrogantes que
han surgido, se han creado modelos de la historia natural de la enfermedad, se
han determinado los principales autoantígenos involucrados y se han diseñado los
métodos analíticos para identificarlos.
La identificación de los pacientes que sufren de diabetes, consiste en la medición
de glucosa plasmática, un ensayo de rutina de laboratorio, cuyos resultados se
evalúan de acuerdo a los criterios internacionales establecidos. Dentro de este
grupo de pacientes, se encuentran aquellos cuya producción de insulina esta
disminuida y presentan autoanticuerpos circulantes contra antigenos relacionados
con la enfermedad, siendo clasificados dentro del grupo de diabetes tipo 1a.
La diabetes tipo 1a es una enfermedad de origen multifactorial, cuyas
manifestaciones clínicas se evidencian cuando un gran porcentaje de células ∃ en
el páncreas han sido destruidas, debido a un proceso autoinmune. En cuanto a
estos múltiples factores, se han relacionado componentes genéticos (genes HLA y
no HLA), ambientales (alimentación, infecciones), entre otros. Se especula que la
combinación de genes de susceptibilidad con factores ambientales son
importantes en el desarrollo de diabetes tipo 1a.
La aparición de diferentes
autoanticuerpos son el primer signo de destrucción de la célula β.
Los autoanticuerpos pueden ser detectados incluso durante la fase prodrómica,
como en el caso de la diabetes tipo 1a, durante la cual no existen síntomas
37
clínicos, pero se esta llevando a cabo una destrucción de las células secretoras de
insulina.
Estos autoanticuerpos son de gran utilidad, ya que permiten determinar la
naturaleza de la enfermedad, es decir clasificar la diabetes en autoinmune o no,
han sido usados para estudiar la actividad de la enfermedad y determinar la tasa
de progresión.
Los anticuerpos contra las células de los islotes ICAs, fueron los primeros
descritos y han representado el gold estandard para analisis de autoanticuerpos
por muchos años.
Estos anticuerpos, constituyen un buen marcador de
autoinmunidad en diabetes, a pesar de la difícil estandarización de su analisis.
Son muchos los autoantigenos relacionados con la enfermedad, pero los
marcadores más importantes de autoinmunidad contra las células β son
autoanticuerpos contra insulina (IAA), descarboxilasa del ácido glutámico (GAD65)
y antigeno-2 de células de los islotes (IA-2).
La insulina fue el primer autoantígeno de islotes, célula β específico reconocido.
Los anticuerpos contra la insulina usualmente se presentan como el primer
marcador de advenimiento de un proceso autoinmune.
La descarboxilasa del ácido glutámico, GAD no es especifica de las células beta o
islotes. No es claro si la presencia de anticuerpos contra GAD65 en pacientes con
diabetes mellitus influencia el curso clínico. La presencia de GAD65 en el inicio de
la enfermedad puede predecir una rápida perdida de la función de las células β.
El valor predictivo de GAD65 para diabetes mellitus autoinmune es ligeramente
mayor en comparación con ICA o IAA.
38
En cuanto al antigeno-2 de las células de los islotes (IA-2), se ha identificado como
proteínas de la familia de las fosfatasa de tirosina. Los anticuerpos contra esta
proteína se desarrollan más tardíamente que los GADAs y así pueden servir como
marcadores de riesgo a corto término para la presentación clínica de diabetes tipo
1.
En la actualidad, la mejor opción para obtener un mayor grado de sensibilidad en
las determinaciones es la realización de combinaciones de medición de
autoanticuerpos.
mejores
De acuerdo a estudios realizados en Estados Unidos, las
sensibilidades
obtenidas
se
evidenciaron
cuando
se
realizaron
simultáneamente GAD e ICA, GAD e IAA, o GAD e IA2Ab.
El siguiente paso consiste en crear métodos de prevención y cura total de la
enfermedad; por qué el principal objetivo de la predicción es la prevención. Así es
que si poseemos las herramientas para predecir, en este caso los métodos
analíticos de medición de autoanticuerpos, falta la intensa labor de identificación
de estrategias curativas eficaces.
39
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