Identificación de marcadores genéticos, inmunológicos y microbianos de enterocolitis asociada a Hirschsprung en niños con enfermedad de Hirschsprung (HAEC)

Los datos emergentes sugieren que el fenotipo distinto de HAEC en niños con HD puede ser el resultado de la compleja interacción entre la genética del huésped, la respuesta inmune y los desencadenantes ambientales. Los datos sugieren que aproximadamente el 20-30 por ciento de los pacientes con HD desarrollan HAEC. Por lo tanto, se necesitan de manera crítica investigaciones multidisciplinarias bien diseñadas de las etiologías genéticas, inmunitarias y microbianas de HAEC, con poder suficiente para detectar diferencias en el fenotipo de la enfermedad.

El fenotipo clínico de la enfermedad de Hirschsprung de HAEC:

La enfermedad de Hirschsprung (EH, también conocida como megacolon agangliónico congénito) afecta a 1 de cada 5000 nacidos vivos [2]. La reparación quirúrgica (escisión del colon agangliónico y extracción del intestino normalmente ganglionar hacia el canal anal) se realiza típicamente en bebés con HD durante los primeros meses de vida [3, 4]. Un subgrupo de estos niños con HD también desarrollará enterocolitis asociada a Hirschsprung (HAEC), una infección potencialmente grave del intestino delgado y el colon[5]. Los niños que desarrollan HAEC pueden presentar fiebre, distensión abdominal, diarrea explosiva, vómitos, letargo y, si no se diagnostican y tratan a tiempo, pueden provocar una sepsis potencialmente mortal y la muerte. HAEC puede ocurrir antes o después de la cirugía en pacientes en HD. Ha habido informes muy variados de incidencia de HAEC que van desde el 15-50% antes de la cirugía hasta el 2-30% después de la cirugía. La falta de una definición clara de los criterios HAEC es, al menos en parte, responsable de esta variación significativa en la incidencia informada [6, 7]. Recientemente se desarrolló y publicó una definición estandarizada de HAEC en 2009[1]. La puntuación HAEC consta de los criterios de diagnóstico clínico más importantes para HAEC identificados por un grupo de expertos internacionales que utilizan el método Delphi. Se logró la validación preliminar con escenarios de casos y la puntuación HAEC ahora se puede usar como una medida de resultado estandarizada y reproducible para futuros estudios en niños con enfermedad de Hirschsprung. Ahora es posible realizar estudios rigurosos de las diferencias genéticas, inmunitarias y microbianas en pacientes con HD que desarrollan HAEC en comparación con aquellos niños con HD que no han desarrollado HAEC.

Variación genética: actualmente hay 10 genes diferentes identificados (RET, GDNF, NTN, EDNRB, ET3, ECE-1, SOX10, ZFHX1B, PHOX2B, NGR1) en individuos afectados con la enfermedad de Hirschsprung aislada o sindrómica. El gen RET juega un papel fundamental en el desarrollo de ENS y se han encontrado mutaciones en el gen RET en el 7-35% de los casos esporádicos y aproximadamente en el 50% de los casos familiares. EDNRB y ET3 representan cada uno aproximadamente el 5 % de los pacientes con HD y también son responsables del síndrome de Shah-Waardenberg. Se han encontrado mutaciones en cada uno de los 7 genes restantes en un pequeño número de pacientes con EH aislados y sindrómicos[8].

La vía de señalización de tirosina quinasa RET juega un papel importante en la migración de ENS, junto con sus ligandos GDNF y NTN. El receptor acoplado a proteína G EDNRB junto con su ligando ET3 y la enzima de escisión de endotelina ECE-1 forman una vía de señalización separada importante en el desarrollo de ENS. Las vías de señalización RET y EDNRB parecen interactuar con un efecto aditivo a través de un mecanismo aún por describir. PHOX2B es un regulador transcripcional del gen RET y SOX10 parece ser un regulador transcripcional de los genes RET y EDNRB. La compleja regulación de los genes en cada vía, combinada con la señalización cruzada entre vías y los efectos sobre la migración de ENS es objeto de investigaciones en curso [8, 9].

El pensamiento actual es que mientras algunos pacientes con EH tienen una única mutación que es suficiente para causar la EH, es probable que muchos pacientes tengan mutaciones más débiles en múltiples genes de susceptibilidad a la EH que juntos son suficientes para causar la EH [8, 9]. Si bien ha habido un intenso estudio de la genética de la EH durante muchos años, no se ha prestado atención a las posibles etiologías genéticas de HAEC. Hasta la fecha, la influencia del genotipo en el fenotipo HAEC ha recibido poca atención, lo que proporciona un mérito adicional para esta propuesta.

Marcadores inmunes y fenotipos HAEC:

Una hipótesis es que HAEC puede resultar de diferentes respuestas inmunes a antígenos microbianos en pacientes con EH como se ha encontrado en pacientes con enfermedad inflamatoria intestinal. Anticuerpos contra la porina C de la membrana externa de E. coli (OmpC), la proteína relacionada con CD de Pseudomonas fluorescens (I2), anti CBiR1 (antiflagelina), así como Saccaromyces cerevisiae (ASCA) y autoantígenos, anticuerpo antineutrófilo perinuclear ( pANCA) se sabe que están elevados en los pacientes diagnosticados con enfermedad de Crohn (EC) y colitis ulcerosa (CU). Los patrones establecidos de elevación de estos anticuerpos sirven como herramientas muy importantes para establecer un diagnóstico de EII, así como para distinguir a los pacientes con CU de los que tienen EC.

Por el contrario, HAEC es un trastorno inflamatorio intestinal relativamente poco estudiado en niños con características clínicas similares a la EII pediátrica. En la actualidad, se ha prestado poca atención a la exploración de las similitudes en las respuestas inmunitarias de los pacientes con HAEC y los pacientes con EII. Nuestro objetivo es medir un panel de anticuerpos utilizados de forma rutinaria para pacientes con EII y comparar pacientes con HD con y sin HAEC. Uno o más niveles de anticuerpos pueden servir como biomarcador para pacientes con EH en riesgo de desarrollar HAEC.

Factores microbianos:

Los datos sugieren que las poblaciones microbianas intestinales alteradas pueden ser parcialmente responsables del desarrollo de HAEC en pacientes con EH susceptibles. La mayoría de los estudios se han centrado en Clostridium difficile, porque dos grupos informaron una mayor frecuencia de C. diff. heces con toxina positiva en pacientes con EH y HAEC en comparación con aquellos sin HAEC .[10, 11] Otros grupos informaron posteriormente frecuencias muy bajas de C. diff. positividad de la toxina en sus pacientes con HAEC, lo que cuestiona el papel de C. diff. juega en la patogenia de HAEC.[12] Otros investigadores han encontrado E. coli, C. diff. y Cryptosporidium adherido a enterocitos en exámenes histológicos de biopsias de colon de pacientes con HAEC.[5] Estos hallazgos indican una brecha en la capa protectora de gel mucoso que cubre la superficie luminal del colon, lo que lleva a la invasión de la barrera epitelial. En conjunto, estos estudios sugieren que la interacción intestino-microbios puede ser importante en la patogenia de HAEC.

Además, el estudio de las interacciones intestino-microbios que conducen al desarrollo de HAEC podría llevarse a cabo mejor en el paciente pediátrico, donde las influencias de los constituyentes microbianos fecales del huésped se dilucidan más fácilmente. Por lo tanto, la investigación no debe fallar en la identificación de otros patógenos de importancia crítica por un enfoque demasiado estrecho en los patógenos conocidos que residen en las corrientes fecales del colon en el huésped genéticamente susceptible. Además, la caracterización de la microflora intestinal (es decir, los flujos fecales) y la evaluación del riesgo de los niños con HD se pueden realizar de manera óptima con una evaluación cuidadosa de ambos componentes: huésped y microbio en el caso índice. Confirmar o refutar con éxito las hipótesis infecciosas requiere que se empleen herramientas de diagnóstico válidas. Las investigaciones sistemáticas sobre las posibles etiologías infecciosas o la flora entérica normal desencadenantes de HAEC, por lo tanto, parecen biológicamente plausibles y altamente justificadas.

La Universidad de Michigan realizará análisis metabolómicos de heces en niños con enfermedad de Hirschsprung. El análisis se centra en los ácidos grasos metabolizados por bacterias y levaduras en el colon. La técnica utilizará un enfoque GC-MASS SPEC para evaluar los ácidos grasos proinflamatorios frente a los antiinflamatorios en las heces de los niños con o sin enterocolitis asociada a Hirschsprung.