Año VII, N° 125, Diciembre 2006
Los corticoides tópicos representan los fármacos más eficaces
en el tratamiento de la rinitis y el asma. En los últimos años se avanzó
notablemente en la comprensión de los mecanismos de acción de estos agentes como
así también en los factores que contribuyen con la falta de respuesta.
Las enfermedades alérgicas de las vías respiratorias altas y bajas comparten
muchas características. La reacción alérgica mediada por inmunoglobulina E
consiste en una fase precoz con liberación de histamina y otros mediadores
proinflamatorios y una reacción tardía en la que participan moléculas de
adhesión; linfocitos Th2 y una amplia diversidad de células y mediadores
inflamatorios. Las drogas más usadas en la actualidad en pacientes con asma
incluyen los glucocorticoides; los agonistas beta adrenérgicos; la teofilina y
los inhibidores de leucotrienos. Actualmente, los corticoides intranasales e
inhalados son las drogas más eficaces para controlar los síntomas y la
inflamación de la vía aérea.
Si bien la mayoría de los pacientes con alergia responde favorablemente a estas
medicaciones, hay una minoría de enfermos cuya respuesta es insatisfactoria, aun
cuando se indican dosis elevadas. En un intento por comprender los mecanismos
moleculares de dicha “insensibilidad” a los glucocorticoides uno de los aspectos
que más se estudió es el relacionado con los receptores de glucocorticoides (GR),
que intervienen en los efectos antiinflamatorios.
Gen humano del GR
Los GR pertenecen a la superfamilia de receptores nucleares regulados por
ligandos que también incluye los receptores de mineralocorticoides; de hormonas
tiroideas y sexuales, de vitamina D y de ácido retinoico. El gen del GR se
localiza en el cromosoma 5 y consiste en 9 exones. Su actividad está regulada
por al menos tres promotores (1A, 1B y 1C) que contienen sitios de unión para
diversos factores de transcripción, entre ellos el factor nuclear kB (NF-kB) y
el propio GR.
En 1985 se reconocieron dos tipos de GR, el alfa y el beta, cuyo RNA mensajero
deriva del corte y empalme alternativo del exón 9. Poco tiempo después de su
clonación se identificó al GR alfa como el GR clásico –el que interviene en las
acciones mediadas por los glucocorticoides–. Más recientemente se identificaron
al menos otros 5 tipos distintos de RNA mensajero con una secuencia única 5’UTR
en el exón 1, que surgen de la utilización de los promotores 1A, 1B y 1C y
también del corte y empalme alternativo del exón 1A. Es posible que la
heterogeneidad en los promotores se asocie con regulación específica de la
expresión del GR, según el tipo celular.
Los GR tienen tres dominios estructurales: uno de transactivación; uno de unión
al DNA y uno de unión a las hormonas, distinto para ambos receptores. Es por
ello que el GR beta es incapaz de unirse a esteroides. Se ha visto que existen
dos isoformas del GR alfa (A y B); los GR sufren diversas modificaciones
postraduccionales. El GR es una fosfoproteína; aparentemente, la fosforilación
del GR influye en la actividad del receptor.
GR alfa
Función
En ausencia de glucocorticoides, el GR alfa se encuentra en el citoplasma de
las células como un complejo de múltiples proteínas: el receptor, dos
subunidades de proteína de termosensibles –hsp90– inmunofilinas y varias
proteínas adicionales. Las hsp90 evitan el pasaje del receptor no ocupado al
núcleo. Cuando hay unión hormonal se produce un cambio conformacional que se
asocia con disociación de las hsp90 y de otras proteínas accesorias con lo cual
el GR más la hormona pasan al núcleo donde modulan la expresión de genes
efectores.
La inducción de la transcripción de genes (transactivación) es consecuencia de
la interacción del GR alfa con secuencias específicas de DNA, denominadas
elementos de respuesta a los glucocorticoides (GREs), localizados en las
regiones promotoras de los genes efectores. Tal como ocurre con otros factores
de transcripción, la actividad transcripcional de los GR alfa depende de su
interacción con coactivadores que regulan la estructura de la cromatina y
facilitan el reclutamiento de la maquinaria de transcripción (RNA polimerasa II
y factores generales de transcripción).
Si bien originariamente la represión de ciertos genes se supuso asociada a la
interacción del GR alfa con secuencias de DNA negativas (nGREs), dichas
secuencias sólo se describieron para unos pocos genes. De hecho, la mayoría de
los genes inflamatorios son inhibidos por glucocorticoides, sin nGRE en los
promotores.
La inhibición de la transcripción génica mediada por GR alfa parece
esencialmente atribuible a interacciones proteicas directas entre el GR alfa y
factores de transcripción que activan la expresión de genes proinflamatorios,
como el activador de proteína 1 (AP-1) y el NF-kB, ambos con papel crucial en
las enfermedades inflamatorias de las vías aéreas. La inhibición de la expresión
de dichos factores de transcripción –mediada por glucocorticoides– no requiere
la unión del GR alfa al DNA. Más bien se considera que la inhibición se produce
una vez que los factores ya están unidos a sus sitios de unión en el DNA. Se vio
que los GR alfa activados modifican la acetilación de histonas; el resultado
final es la inhibición de la expresión de genes de inflamación.
La represión de la transcripción génica también se explicaría por otros diversos
mecanismos. Por ejemplo, señala el grupo del doctor Pujols de la Universidad de
Barcelona, los GR alfa activados regulan la expresión del inhibidor
citoplasmático del NF-kB en ciertos tipos celulares. También se vio que el GR
alfa puede inhibir la transcripción inducida por NF-kB al interferir con la
fosforilación de la RNA polimerasa II. Asimismo, los glucocorticoides
interactúan con diversas vías de transducción involucradas en la regulación de
factores de transcripción. Además de los pasos a nivel transcripcional se
constató que los GR alfa activados también ejercen regulación postranscripcional,
alterando la estabilidad del RNA mensajero y afectando la síntesis y degradación
de proteínas.
Expresión y regulación de los GR-a
Se estima que los GR-a se expresan, en distinta magnitud, en casi todos los
tejidos y células. Su expresión se analizó ampliamente mediante el uso de
anticuerpos que reconocen epítopes comunes en el GR-a y b, localizados en la
región N-terminal. En las vías aéreas, tales receptores se localizan en la pared
alveolar, en el endotelio vascular, en el músculo liso vascular, en el epitelio
bronquial, en células inflamatorias y en fibroblastos pulmonares. También se los
encontró en la superficie mucosa, en las glándulas de la submucosa , en las
células inflamatorias de la mucosa nasal y en pólipos nasales.
Se sabe que los esteroides disminuyen la expresión del GR. La sensibilidad
tisular es paralela a los cambios en los niveles de receptores y es por ello que
tal vez la reducción en la expresión de GR inducida por corticoides podría ser
uno de los mecanismos participantes en la insensibilidad al tratamiento con
dichos fármacos. De hecho, la exposición in vitro de dos líneas celulares
bronquiales humanas a los glucocorticoides provocó una disminución de la
expresión del GR-a dependiente de la dosis y del tiempo de exposición. Además de
la regulación a nivel transcripcional se observó disminución de la expresión a
nivel traduccional y postraduccional. Los estudios in vivo son más escasos. Sin
embargo, una investigación reveló que la administración de glucocorticoides
intranasales en sujetos sanos se acompaña de menor expresión de RNA mensajero.
En otro trabajo se constató que luego de 4 semanas de tratamiento con budesonida
hay menor expresión de GR-a en células de epitelio bronquial y en macrófagos
alveolares. El fenómeno, sin embargo, es transitorio; una vez interrumpido el
tratamiento, la expresión vuelve a los niveles basales en el transcurso de las
10 a 12 horas.
En contraste a lo observado en mucosa normal, no parece existir reducción de la
expresión de RNA mensajero de GR después del tratamiento de mucosa nasal
inflamada (pólipos nasales) con glucocorticoides intranasales, un proceso que
reflejaría la baja sensibilidad del tejido inflamado a la terapia con
esteroides.
Se sabe desde hace tiempo que los estímulos proinflamatorios disminuyen la
afinidad de unión de los GR y la respuesta a los esteroides. El NF-kB reprime la
actividad transcripcional del mensajero de GR-a, tal vez por un antagonismo
mutuo entre el GR y los factores proinflamatorios de transcripción.
Se ha visto que ciertos estímulos proinflamatorios (TNF-a e interleuquina 1)
inducen un leve aumento en la expresión de GR-a en varios tipos celulares. No
obstante, el GR-a no parece estar considerablemente afectado en una variedad de
enfermedades inflamatorias.
GR-b: función, expresión y regulación
El GR-b es incapaz de unirse a los esteroides. En diferentes tipos celulares se
vio que cuando se expresa excesivamente actúa como un inhibidor dominante
negativo del GR-a. El GR-b también es capaz de fijarse a hsp90 y a los GRE pero
ninguno de estos efectos se afecta por el agregado de la hormona. Posiblemente
la inhibición del GR-a obedezca a la formación de heterodímeros con este último,
con una actividad transcripcional mucho más baja que la de los homodímeros de GR-a.
Empero, el papel supresor del GR-b ha sido tema de gran controversia y los
resultados de diversos trabajos fueron muy discordantes, tal vez por los
diferentes tipos de células y abordajes experimentales empleados. Los autores
recuerdan que la mayor parte de la actividad antiinflamatoria de los
glucocorticoides se debe a la represión de genes que codifican mediadores
proinflamatorios al inhibir los factores de transcripción AP-1 y NF-kB. El GR-b
no suprime –o sólo lo hace débilmente– la capacidad del GR-a. de reprimir las
actividades dependientes de AP-1 y de NF-kB. Llamativamente, se observó que el
GR-b , al igual que el GR-a, bloquea AP-1 y NF-kB independientemente de la
presencia hormonal. Por lo tanto se sugirió que la expresión exagerada de GR-a o
b podría tener per se un efecto antiinflamatorio.
El GR-b se expresa en múltiples células humanas aunque en menor cantidad que el
GR-a. Aunque los datos no son completamente concordantes, la información en
conjunto sugiere que en condiciones fisiológicas el GR-a predomina en la mayoría
de células y tejidos. Sin embargo, existe un elevado nivel de discordancia entre
la expresión de RNA mensajero y la cantidad de proteína, tal vez por las
metodologías utilizadas en la cuantificación.
La distribución subcelular del GR-b también es tema de controversia. En una
investigación se comprobó expresión de GR-a y GR-b en núcleo y citoplasma y se
describió la translocación de ambos receptores hacia el núcleo luego de la
exposición a los glucocorticoides. Por el contrario, en otro estudio sólo se
halló GR-b en el núcleo, tanto en presencia como en ausencia de hormona.
Existen indicios de que el GR-b podría regularse distintivamente por los
esteroides, respecto del GR-a.
GR-b y resistencia a los glucocorticoides
En los últimos años surgieron numerosos trabajos que sugieren aumento de la
expresión de los GR-b en patologías asociadas con resistencia o falta de
sensibilidad a los esteroides, por ejemplo asma. En este último caso, por
ejemplo, la expresión de GR-b es particularmente elevada en células T de la vía
aérea. No obstante, los resultados de los estudios no han sido completamente
coincidentes. Otras patologías en las que ocurriría algo similar incluyen la
poliposis nasal y la enfermedad inflamatoria del intestino.