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Fibao Una perspectiva molecular en medicina
REVISIÓN
Biomarcadores de tuberculosis
Tratamiento
Diagnóstico
Pronóstico
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Fecha de Publicación: 21-4-2009 Última actualización : 23-4-2009
Resumen
En la cadena de control de la tuberculosis el diagnóstico es uno de los puntos más débiles dificultando no sólo el tratamiento sino también el desarrollo de nuevas vacunas y medicamentos. Durante los últimos años se han iniciado una serie de estudios a gran escala para buscar nuevos biomarcadores tanto para detectar la infección por Mycobacterium tuberculosis como para valorar el estado de la enfermedad. El hallazgo clave de los trabajos recientes ha sido que no existe un único factor capaz de explicar el complejo curso clínico de la tuberculosis. Un análisis multifactorial ha permitido identificar un conjunto de genes y proteínas involucrados en la persistencia de bacterias y en la respuesta del huésped. Estos hallazgos parecen prometedores y probablemente algunos de ellos puedan ser usados como biomarcadores de los diferentes estadíos de la enfermedad. El reto ahora será validar estos biomarcadores y recorrer el camino hasta su uso en la práctica clínica. Su uso mejorará en gran medida el manejo de la tuberculosis permitiendo un tratamiento personalizado de pacientes y contactos.
Introducción
Tabla de posibles biomarcadores de tuberculosis (Parte 1)
A pesar de la vacunación extensiva y de los programas de tratamiento, cada año 8 millones de personas desarrollan tuberculosis y casi 1’8 millones de personas mueren por esa causa. En muchos casos la tuberculosis aparece en enfermos de SIDA con lo que son procesos cuyo diagnóstico y tratamiento están íntimamente asociados en la práctica.

Sólo un 10-12% de las infecciones resultan en una tuberculosis clínica, con lo que la reactivación de una infección latente no tratada suele ser el origen más frecuente de la enfermedad. La elevada frecuencia de la infección latente complica también el diagnóstico ya que en zonas endémicas la infección es prácticamente universal en adultos.
Estado actual
Tabla de posibles biomarcadores de tuberculosis(Parte 2)
El diagnóstico diferencial entre individuos infectados que no padecen la enfermedad e individuos con tuberculosis precisa de métodos más específicos que el test de tuberculina que sean capaces de diferenciar la sensibilización frente al Mycobacterium tuberculosis de la sensibilización frente a otras micobacterias. Ya existen métodos más específicos basados en la liberación de interferón gamma (IGRA: Interpheron Gamma Release Assay) tras estimulación in vitro con antígenos como ESAT-6 y CFP-10 que son fuertemente expresados por miembros del complejo TB y poco por otras micobacterias.


Citoquinas como marcadores del estado de la enfermedad.

El importante papel que juega el interferón gamma en la protección contra micobacterias y el aumento de su expresión en pacientes que completan con éxito una terapia, pero no en aquellos que recaen ni en individuos con infección latente, sugiere que el interferón gamma podría ser un buen biomarcador de respuesta inmune protectora frente a tuberculosis. Sin embargo, en la práctica, aunque existe una clara correlación entre expresión disminuida de interferón gamma y tuberculosis y entre expresión aumentada y recuperación existen algunas excepciones que complican el escenario. Así, existen individuos sin tuberculosis en los que una expresión aumentada indica un alto riesgo de padecer la enfermedad y existen enfermos tratados con isoniacida en los que la disminución de la expresión de interferón gamma se debe a la inmunosupresión producida por el tratamiento.

Otro biomarcador es la IL-4 cuya expresión está relacionada con la expresión de IFN gamma. La proporción entre ambas puede aclarar situaciones no nítidamente definidas por cada uno de los biomarcadores considerados independientemente. También puede resultar informativo medir la proporción entre IL-4 y IL-4 delta 2 (antagonista de la IL4).

Las citoquinas resultan atractivas como biomarcadores ya que como moléculas efectoras es muy probable que su análisis combinado sea capaz de predecir el pronóstico de los pacientes y en ese sentido pueda ser utilizado como punto final secundario en ensayos clínicos de medicamentos antituberculosos. Por otro lado las citoquinas tienen la ventaja de que su perfil de expresión cambia al inicio de la infección, mucho antes de que pueda hacerse un diagnóstico clínico o bacteriológico. Por otro lado las citoquinas tienen la desventaja de estar involucradas en multitud de procesos por lo que es difícil valorar en cada caso la verdadera causa de los cambios que sufren sus niveles.


Las moléculas de membrana de las células inmunes como biomarcadores.

Es muy importante saber no sólo qué citoquinas se están produciendo sino qué células inmunes están produciendo cada una de ellas.

El perfil de expresión de IL-8, IL-12b y del marcador de células T reguladoras FOXP3 parece ser diferencial entre pacientes con tuberculosis y pacientes con infección latente. La medición de la respuesta de IFN-gamma a ESAT-6, a Rv2031c y a HBHA también parece ser capaz de diferenciar ambos grupos.

Los niveles elevados del receptor 1 de TNF alfa (sTNFR1) y el número elevado de leucocitos con elevación del número absoluto de monocitos y de neutrófilos parece identificar a los pacientes que responden lentamente a la terapia.

Pacientes con tuberculosis y pacientes que responden poco a la terapia parecen tener elevado el número de células NK (natural Killer) de tipo CD3lo/CD56+ con respecto a los controles.


Marcadores de inflamación como marcadores de tuberculosis

Los niveles de proteína C reactiva (CRP), de suPAR, de sICAM-1, de granzima B y de LAG-3 en el momento del diagnóstico se asocian con la extensión de la afectación alveolar y particularmente con el número y tamaño de las cavernas. Los niveles de CRP están elevados en los pacientes con tuberculosis, bajan durante el tratamiento y niveles muy altos se asocian a mala evolución. También la neopterina producida por macrófagos en respuesta a IFN gamma es un buen marcador de respuesta inflamatoria similar a la CRP.


Formas solubles de receptores de membrana como marcadores de tuberculosis

suPAR parece elevarse en relación a la carga de bacterías. De modo similar a la CRP suPAR se eleva en pacientes con peor evolución. La forma soluble de ICAM1 (sICAM-1) y la forma soluble de la E-selectina también se elevan en relación a la severidad de la enfermedad.


Anticuerpos como biomarcadores.

El serodiagnóstico de la tuberculosis, a pesar de haberse perseguido durante años, no ha tenido éxito porque no se han encontrado antígenos diana lo suficientemente específicos para la tuberculosis. Anticuerpos contra ESAT-6 o contra el llamado “antígeno de 38kDa” parecen correlacionar con la extensión de la enfermedad. Se está intentando conseguir la especificidad y sensibilidad necesarias mediante cocktails de antígenos. Respuestas a la combinación de antígenos formada por el antígeno de 38kDa, MPT64, TRxC y HspX parecen ser capaces de diferenciar enfermedad cavitaria y no cavitaria. Se ha observado que en pacientes HIV positivos las respuestas serológicas son más fuertes.


Búsqueda de nuevos biomarcadores mediante genómica y proteómica

Se han realizado estudios de expresión usando microarrays y PCR comparando pacientes con tuberculosis, personas con infección latente (LTBI) y controles sanos no expuestos al bacilo tuberculoso. Los niveles de expresión de los genes lactoferrina, CD64 y Rab33A permiten separar los pacientes con tuberculosis de los controles sanos. La lactoferrina parece tener un papel en el acceso al hierro por parte del Mycobacteriun tuberculosis, el CD64 parece estimular el ataque oxidativo por parte de los macrófagos y Rab33A es una GTPasa involucrada en el bloqueo de la maduración del fagosoma, principal estrategia del M. tuberculosis para evitar el ataque de las enzimas lisosómicas y de la respuesta immune.

Un segundo estudio con microarrays comparando individuos con tuberculosis activa, recurrente, curada o latente fue capaz de discriminar estos 4 grupos basándose el perfil de expresión de 9 genes. Otro gen de la familia Ras/Rab, el gen RIN3, fue identificado como involucrado en el proceso tuberculoso. Este tipo de hallazgos se realizaron gracias a la utilización de técnicas de genómica.

También se han realizado estudios de proteómica buscando proteínas del suero que permitan discriminar enfermos y sanos. El análisis de péptidos de la proteína amiloide A del suero, de la trastiretina, de la neopterina y de la proteína C reactiva parecen haber dado algunos resultados prometedores. Otra aproximación está basada en el análisis de los compuestos volátiles exhalados en el aire por el individuo con el pulmón infectado. Un estudio ha utilizado métodos de lógica difusa para analizar 130 compuestos volátiles. Aunque esto aún no es aplicable a la práctica diaria está abriendo nuevas vías de investigación.
Conclusiones
Algunos biomarcadores de tuberculosis pueden analizarse en sencillos ensayos ELISA
Existe un conjunto amplio de marcadores potenciales para la tuberculosis. Entre ellos, los anticuerpos, las citoquinas y los receptores solubles se miden en sangre periférica con lo que su análisis podría convertirse en simples ensayos ELISA lo que facilitaría su uso en la práctica clínica. Se necesitan estudios longitudinales a gran escala en zonas endémicas con criterios claros de reclutamiento de pacientes y con adecuados puntos finales en los ensayos clínicos. El creciente interés por encontrar nuevos biomarcadores fiables está haciendo progresar este campo y probablemente haga que pronto se disponga de medicamentos y vacunas mejores y más eficaces contra la tuberculosis.
Bibliografía