Un estudio revela la participación del óxido nítrico en los procesos alérgicos

El gas que produce el organismo favorece la diferenciación de linfocitos del subtipo Th9, que generan una citocina capaz de agravar la respuesta inflamatoria

Por Karina Toledo

Agência FAPESP – En un estudio publicado en la revista Nature Communications, se describió el mecanismo mediante el cual el óxido nítrico –un gas sintetizado naturalmente por células del endotelio, por células de defensa tales como los macrófagos y por algunos tipos de neuronas– contribuye para el agravamiento de las respuestas alérgicas.

Según los autores del trabajo, el óxido nítrico favorece la diferenciación de un tipo específico de células de defensa –los linfocitos T helper 9 (Th9)– encargadas de secretar una sustancia conocida como interleucina 9 (IL-9), involucrada en los procesos alérgicos. Datos disponibles en la literatura científica indican que los pacientes asmáticos presentan niveles elevados de esa citocina en sus pulmones.

La investigación estuvo a cargo de científicos de la Universidad de Glasgow, Escocia, y de la Universidad de São Paulo (USP) en la ciudad de Ribeirão Preto. Los experimentos en Brasil se concretaron en el ámbito del Centro de Investigación en Enfermedades Inflamatorias, uno de los Centros de Investigación, Innovación y Difusión (CEPIDs) que cuentan con el apoyo de la FAPESP.

“Descubrimos esa relación entre el óxido nítrico y la IL-9 accidentalmente, durante mi posdoctorado en Glasgow. En ese tiempo estábamos investigando el papel del óxido nítrico en la diferenciación de células Th17, otro subtipo de linfocito involucrado en las enfermedades autoinmunes”, comentó Sandra Yasuyo Fukada, docente de la Facultad de Ciencias Farmacéuticas de Ribeirão Preto de la USP, una de las autoras del artículo.

Estudios in vitro realizados por el grupo en la época demostraron que el óxido nítrico era capaz de inhibir la diferenciación de las células Th17.

“Posteriormente, utilizando animales deficientes para una de las enzimas que sintetiza el óxido nítrico –la NOS2–, pusimos a prueba el efecto de ese gas sobre el desarrollo de encefalomielitis autoinmune experimental (EAE). Observamos que, en ausencia de óxido nítrico, los animales presentaron un cuadro más grave de la enfermedad”, explicó Fukada.

El trabajo anterior, según la investigadora, puso de relieve la acción del óxido nítrico como un potencial regulador endógeno, capaz de controlar complicaciones en enfermedades tales como la esclerosis múltiple (lea más en: http://agencia.fapesp.br/13949). En un intento por comprender mejor el efecto del óxido nítrico en los linfocitos Th17, el grupo realizó experimentos de análisis de la expresión génica a gran escala en esas células.

“Los resultados pusieron en evidencia una expresión reducida de genes involucrados con el tipo Th17 y, de manera interesante, un aumento de la expresión de IL-9”, comentó Paula Barbim Donate, posdoctoranda de la Facultad de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP-USP) y coautora del artículo.

En el trabajo actual, que contó con la colaboración de Donate y de Daniele Carvalho Nascimento, de la FMRP-USP, los científicos decidieron investigar el papel del óxido nítrico en la diferenciación de células Th9.

Mediante ensayos in vitro, los investigadores observaron que, en presencia de una molécula donante de óxido nítrico –la NOC-18–, la diferenciación de linfocitos T CD4 en Th9 se potenciaba y se mantenía.

“Dependiendo de las condiciones del medio de cultivo, la célula T CD4 puede diferenciarse en subtipos específicos de linfocitos. Nosotros empleamos las condiciones apropiadas como para que se diferenciase en Th9. Cuando le añadimos la NOC-18, el porcentaje de TCD4 que se polarizaron hacia Th9 se incrementó del 28% al 70,2%”, comentó Fukada.

El grupo de investigación también describió el mecanismo intracelular por el cual actúa el óxido nítrico, que implica la activación de determinados factores de transcripción esenciales para la polarización de Th9, tales como p53, STAT-5 y IRF-4, aparte del aumento en los niveles de interleucina 2 (IL-2).

Modelo animal

El siguiente paso consistió en verificar la relevancia biológica del descubrimiento realizado in vitro. Utilizando un modelo animal de proceso inflamatorio alérgico pulmonar, los investigadores evaluaron si la molécula donante de óxido nítrico incrementaría la liberación de IL-9 y si eso se reflejaría en una respuesta inflamatoria más exacerbada, cosa que efectivamente sucedió.

En el grupo de animales que desarrolló el proceso alérgico inducido, el donante de óxido nítrico aumentó los niveles de IL-9 y cantidad de eosinófilos –un tipo de célula de defensa considerada un marcador de alergia– en el lavado broncoalveolar. Este examen consiste en inyectar suero fisiológico en el pulmón para la extracción y el análisis de las células de dicho órgano.

El aumento de IL-9 vino acompañado por un cuadro alérgico más exacerbado, lo que quedó en evidencia debido a la mayor presencia de moco y de células inflamatorias en los análisis histológicos del pulmón. Los investigadores lograron mejorar las condiciones alérgicas en los animales tratándolos con un anticuerpo anti IL-9. La neutralización de esta citocina revirtió el efecto del donante de óxido nítrico.

“Estos datos muestran que existe efectivamente una relación entre el óxido nítrico, el aumento en los niveles de IL-9 y una respuesta inflamatoria más exacerbada en el pulmón. Y el anticuerpo anti IL-9 protegió a los animales”, dijo Fukada.

Si bien es cierto que ya existe un ensayo clínico en fase 2 destinado a evaluar la eficacia de un medicamento contra el asma capaz de inhibir la acción de la IL-9, el papel del óxido nítrico en este proceso era aún desconocido.

“Nuestro grupo halló la conexión entre esos dos puntos y describió el mecanismo intracelular implicado en la acción del óxido nítrico sobre el aumento de IL-9”, destacó Nascimento.

Puede leerse el artículo intitulado Nitric oxide enhances Th9 cell differentiation and airway inflammation (doi: 10.1038/ncomms5575) en: www.nature.com/ncomms/2014/140807/ncomms5575/full/ncomms5575.html.