Introducción

La enfermedad celíaca (EC) es una enteropatía mediada por el sistema inmunitario. Se la considera una de las enfermedades heredables más complejas. Se ha encontrado una tasa de concordancia del 75% en gemelos monocigóticos. Los haplotipos HLA (human leucocyte antigen) DQ2/DQ8 le otorgan una carga heredable estimada del 35%.

El principal factor asociado con la aparición de síntomas de EC es la exposición a la gliadina, proteína componente del gluten, que desencadena una respuesta inmunitaria inapropiada en los portadores de los haplotipos HLA de riesgo. Sin embargo, su presencia es una condición necesaria pero no suficiente para la aparición de la enfermedad, ya que aproximadamente el 30% al 40% de las personas sanas también los poseen.

En el caso de los factores genéticos no asociados con HLA, en los estudios de asociación del genoma completo (genomewide association study, GWAS) se describieron varios loci de susceptibilidad, asociados, cada uno de ellos, con el riesgo de presentar EC.

Hasta el presente no se había estudiado lo suficiente el papel de los mecanismos de regulación epigenéticos en la EC. Los microARN (miARN) son pequeños ácidos ribonucleicos no codificables, de entre 20 a 25 nucleótidos, que modulan la expresión genética a través de la base canónica de emparejamiento a secuencias complementarias en la 3’untranslated region (UTR) del ARN mensajero (ARNm) objetivo. Desde su identificación en 1993, se demostró la relevancia de su función. Participan en la regulación de la expresión génica de numerosos procesos biológicos, como los trastornos autoinmunitarios, el desarrollo de células inmunitarias maduras y el control del funcionamiento de esas células.

El objetivo de los autores fue analizar conceptos relacionados con la EC y revisar la evidencia científica disponible en relación con la potencial participación de los miARN en la modulación de la expresión génica de la autoinmunidad, en especial en el caso de la EC.

La enfermedad celíaca 

Históricamente, la EC se diagnosticaba mediante la biopsia de intestino delgado. A partir del uso de anticuerpos plasmáticos, del tipo antiendomisio y antitransglutaminasa tisular (tTG) se pudo realizar una búsqueda activa de los individuos afectados. Se la consideraba una enfermedad digestiva infantil, pero en las últimas décadas se observó que podía aparecer con mayor frecuencia en los adultos que en los niños. En la actualidad se conoce que la EC afecta al 1% de la población, aparece en cualquier momento de la vida y tiene componentes genéticos y autoinmunitarios relevantes.

La EC es una enteropatía autoinmunitaria, crónica, que se produce en el intestino delgado. La desencadenan las proteínas del gluten presentes en el trigo, la avena, el centeno y la cebada en aquellos individuos genéticamente susceptibles. Se presenta con lesiones en la mucosa del intestino delgado. Histológicamente se observa incremento de los linfocitos intraepiteliales, aplanamiento de las vellosidades intestinales, hiperplasia de las criptas y una marcada infiltración de células inflamatorias en la lámina propia. Con la eliminación del gluten de la dieta la mucosa intestinal se recupera en forma rápida y mejora sustancialmente la absorción de los nutrientes.

Las células T CD4 tienen una importante función en el inicio y evolución de la enfermedad. En el desencadenamiento de la enfermedad tiene lugar fenómenos luminales, epiteliales y propios de la mucosa, incluyendo la activación de los linfocitos T. Entre los factores luminales el evento primario es la digestión del gluten, que es digerido a péptidos, pero debido a la falta de prolilendopeptidasas en la vellosidades intestinales y en las secreciones gástricas y pancreáticas, después de la digestión inicial persisten péptidos residuales de gluten relativamente grandes, ricos en prolina y glutamina, que no traen consecuencias en la mayoría de las personas.

Los péptidos de gluten parcialmente digeridos llegan a las células presentadoras de antígenos en la región subepitelial del intestino delgado. Aún no fue establecido si acceden por vía paracelular o transepitelial. Una infección transitoria u otra causa de inflamación en el intestino delgado establecerían el escenario adecuado para que las células T de la mucosa respondan a los péptidos de gluten. Los péptidos de gluten unidos a HLA-DQ2 o HLA-DQ8 activan las células T que inician la producción de citoquinas Th1. Finalmente, la liberación de interferón gamma y otras citoquinas, mantienen la respuesta y, en consecuencia, se alteran las funciones de la mucosa. La activación y liberación de metaloproteínas provocarían las lesiones de la lámina propia.

Genéticamente la EC es un trastorno multigénico en el que intervienen factores de riesgo genéticos asociados y no asociados a HLA. En el primer caso se encuentran codificados en las moléculas HLA clase II, del tipo HLA DQ2/DQ8. Cerca del 90% de los enfermos son portadores del heterodímero DQ2, y el 10% de DQ8. Los péptidos de gliadina desamidados tienen una alta afinidad de unión por las moléculas HLA DQ2 y DQ8, y también incrementan las células T CD4 específicas para el gluten.

Los resultados del GWAS mostraron 13 regiones en el genoma asociadas con la EC. La mayoría contenían genes que controlan la respuesta inmunitaria, como el locus IL2-IL21 en el cromosoma 4q27. Además, se encontró el fenómeno de pleiotropía (variantes genéticas asociadas a la EC también estaban asociadas con otras enfermedades relacionadas con la inmunidad). La relación de los genes identificados con las funciones inmunitarias se confirmó y amplió en un segundo GWAS.

Por otra parte, existirían diferentes vías a través de las cuales se podría afectar la transcripción, ya sea por la alteración o la creación de sitios de unión para factores de transcripción, o modificando sitios de unión de complejos proteicos reguladores de cromatina, con un efecto epigenético que podría afectar la metilación del ADN y la modificación de histonas. A su vez, la asociación de la EC con genes que afectan secuencias 3’UTR, podría conducir a una disminución en la estabilidad o un aumento en la degradación de los respectivos ARNm. También podrían promover la inhibición de la traducción de proteínas mediante la alteración de los sitios de unión de ARN o afectando los sitios de unión a miARN.

Epigenética

La epigenética es el estudio de los cambios en la función de los genes, propiedad heredable que no implica un cambio en la secuencia del ácido desoxirribonucleico (ADN). La condición de heredable implica que los marcadores epigenéticos pueden persistir durante el desarrollo y ser potencialmente transmitidos de generación en generación.

La función principal de la epigenética es la regulación de los genes. Es un proceso clave para la modulación individual de los genes y su actividad, de grupos de genes que son funcionales en cada tipo de célula específica para el desarrollo y diferenciación de tipos celulares, y en la plasticidad metabólica celular, característica que le permite adaptarse a los cambios exógenos.

Los diferentes mecanismos epigenéticos regulan la expresión génica al activarla o reprimirla. La metilación del ADN, la modificación de las histonas, el posicionamiento de los nucleosomas y los miARN, son ejemplos de tales mecanismos. Además, pueden actuar en conjunto regulando la expresión génica.

La investigación epigenética es importante para el estudio de las enfermedades autoinmunitarias en las que existe un componente genético conocido, pero que no llega a explicar la totalidad de la enfermedad. Es el caso de la EC. Los HLA DQ2/DQ8 son los principales factores de susceptibilidad identificados, pero continúan investigándose los genes no HLA, y se postula que la epigenética podría ser una herramienta para comprender la patogenia de la enfermedad.

Los miARN son uno de los mecanismos más conocidos utilizados por la epigenética, que han sido estudiados en otras enfermedades autoinmunitarias como la artritis reumatoidea, la psoriasis, la diabetes tipo 1, el lupus eritematoso sistémico, la esclerosis múltiple y la enfermedad inflamatoria intestinal. Esas enfermedades comparten cambios de expresión en ciertos miARN.

Los miARN son una clase de ARN endógenos, pequeños y no codificables, que regulan la expresión génica mediante el control de la estabilidad y la traducción de los ARNm. Algunos de los procesos biológicos regulados por miARN, incluyen la diferenciación celular, la proliferación, la apoptosis y el control del ciclo celular.

Inicialmente la ARN polimerasa (ARNasa) II o III lleva a cabo, en el núcleo, la transcripción de los genes primarios de miARN (pri-miARN). A continuación, el complejo microprocesador, compuesto por Drosha y sus proteínas asociadas (DGCR8/Pasha) procesan al pri-miARN nuclear a una hebra precursora madre de aproximadamente 70 nucleótidos, generando un miARN prematuro (pre-miARN). Los pre-miARN se exportan al citoplasma, donde son escindidos en 21 nucleótidos de miARN doble hebra por la enzima ARNasa III Dicer, junto con su proteína asociada TRBP (transactivator RNA binding protein). Luego una hebra se incluye dentro del complejo RISC (RNA-induced silencing complex) y guía a ese complejo a las regiones no traducibles 3’ de las secuencias de ARNm al cual está dirigido (objetivo); al inducir la degradación del ARNm se suprime la expresión de la proteína. Los miARN se unen a sus ARNm objetivos mediante el apareamiento de bases de ARN-ARN. La secuencia de unión de miARN al ARNm objetivo se denomina habitualmente como elemento de reconocimiento de miARN: ERM (miARN recognition element).

Si bien el mecanismo sobre cómo los miARN silencian a sus ARNm aún es poco claro, se conoce que una hebra complementaria de miARN de al menos 6 nucleótidos es suficiente para llevar a cabo las funciones de regulación postraduccional asociadas con los miARN. Un solo miARN podría actuar sobre varios cientos de ARNm objetivo y cada ARNm podría ser objeto de la acción de numerosos miARN. Se han propuesto varios grados de interacciones, incluyendo la degradación de proteínas, la inhibición de la elongación de la traducción, la terminación prematura de la traducción y la inhibición de su iniciación. Cuando la complementariedad entre el miARN y el ARNm objetivo es parcial, la traducción del ARNm objetivo se reprime sin afectar los niveles de ARNm. Pero en los casos donde existe una complementariedad perfecta o extensa, el ARNm objetivo se desadenila y es desestabilizado por escisión endonucleolítica, impidiendo la síntesis de proteínas por la degradación del ARNm objetivo en la célula.

La enfermedad celíaca y los miARN

Los estudios que relacionan las acciones de los miARN en la EC son pocos. En una investigación reciente realizada con ratones, algunos deficientes en la proteína Dicer, se cuantificó el perfil de expresión de los miARN presentes en la mucosa intestinal para determinar su contribución a la homeostasis intestinal. Fueron identificadas 453 familias de miARN, destacando a mmu-miR-192 como el más expresado, tanto en el intestino delgado como en el grueso. En el caso de los ratones deficientes de Dicer, se observó que el epitelio intestinal aparecía desorganizado, con menos células caliciformes y un aumento en la apoptosis en las criptas ubicadas en el yeyuno y el colon, además de una migración acelerada de las células en el yeyuno. La función de la barrera intestinal estaba alterada y se hallaban presentes signos de inflamación intestinal, con infiltración de linfocitos y neutrófilos. La conclusión de los autores de esa investigación fue que Dicer cumplía un papel de importancia en la diferenciación y función del epitelio intestinal.

En otra investigación en la que se estudiaron las biopsias de niños celíacos, se encontró que en cerca del 20% de los casos la expresión de los miARN era diferente de la encontrada en los controles, independientemente de si la enfermedad estaba en actividad o no. En los pacientes celíacos se encontraron niveles altos de expresión de miR449a y una asociación inversa entre la sobreexpresión de miR449a, la señalización NOTCH1, que participa en el control de la proliferación y diferenciación celular, y la producción de las células caliciformes.

En un análisis de la expresión de miARN en la mucosa duodenal de pacientes celíacos adultos se compararon individuos sin tratamiento, pacientes tratados con normalización de la mucosa duodenal o sin ella y sujetos controles sin EC. Se informó el hallazgo de la desregulación de siete miARN (miR-31-5p, miR-192-3p, miR-1945p, miR-551a, miR-551b-5p, miR-638, y miR-1290) en los pacientes con diferentes fenotipos clínicos, en comparación con los controles sin EC. A continuación se analizó el comportamiento de esos siete miARN en los fibroblastos duodenales obtenidos de pacientes con EC, y se incubaron con péptidos de gliadina. El grupo de miARN miR-192/194, relacionado con la remodelación de la matriz, se encontró desregulado en la EC, con variaciones según las diferentes presentaciones clínicas. La expresión de miR-192-3p estaba disminuida en los fibroblastos que provenían de los pacientes con EC al estimularlos con péptidos de gliadina, y no varió en los fibroblastos de los controles.

El estudio de miARN en EC se ha realizado principalmente en las células del epitelio intestinal, pero la regulación de la expresión génica en el epitelio intestinal es compleja y está controlada por diferentes vías de señalización, que actúan sobre el equilibrio entre la proliferación y la diferenciación. Esas vías están afectadas en enfermedades como la celiaquía. Sería importante determinar el funcionamiento de los miARN en las células del sistema inmune, local o sistémicamente, para comprender mejor la participación de esas moléculas en la patogenia de la EC.

Conclusiones

Los miARN actúan sobre la diferenciación y la función del epitelio intestinal, la regulación de la expresión génica tanto en condiciones fisiológicas como patológicas, incluyendo los trastornos inflamatorios y autoinmunitarios, por lo que es relevante el estudio de sus perfiles en la EC.

En algunas investigaciones se encontró una expresión alterada de los patrones de miARN en personas con distintas presentaciones de EC, en comparación con los controles sanos, hecho que sugeriría que los miARN podrían cumplir un papel para diferenciar los pacientes con manifestaciones clínicas distintas.

Los perfiles específicos de miARN podrían contribuir al tratamiento personalizado de los pacientes. Además, como moduladores génicos, podrían utilizarse para estudiar el modo en el que las alteraciones epigenéticas intervienen en la aparición y evolución en la EC.