Correlación de polimorfismos de lipoproteína lipasa (LpL) y apolipoproteína E (Apo E) con el perfil lipídico de niños con eucemia linfoblástica aguda durante la terapia con L - asparaginasa.

Introducción

Los tumores malignos durante la infancia constituyen la segunda causa de muerte, después de las lesiones en todo el mundo. Según datos epidemiológicos, cada año se presentan 300.000 nuevos casos de neoplasia en niños y adolescentes menores de 19 años1, de los cuales 160.000 corresponden a menores de 15 años. Las neoplasias malignas hematológicas constituyen la enfermedad neoplásica más frecuente en la población infantil, ocupando la leucemia aguda el primer lugar con un porcentaje del 32,8%, seguida de los tumores del sistema nervioso central con un porcentaje del 21% en segundo lugar y los linfomas con un porcentaje del 12. % en el tercer lugar.

Definición - Fisiopatología

La leucemia (L) se define como un grupo de perturbaciones caracterizadas por la proliferación descontrolada de glóbulos blancos, debido a la desviación primaria de la médula ósea de lo normal y su infiltración por células madre inmaduras e indiferenciadas. Por definición, más del 20% de la médula ósea está infiltrada por células madre. El mecanismo patogénico exacto de la leucemia aún no se ha aclarado, sin embargo, parece ser el resultado de una mutación genética y daño a las células ancestrales hematopoyéticas multipotenciales, durante una de sus distintas etapas de diferenciación. Este hecho conduce a la expansión clonal ya la inhibición de la diferenciación. El inmunofenotipo de la célula leucémica refleja el nivel de diferenciación alcanzado por el clon neoplásico. Las células leucémicas se dividen a un ritmo más lento y requieren más tiempo para sintetizar ADN en comparación con las células hematopoyéticas normales, lo que provoca anemia, trombocitopenia y neutropenia. En el momento del diagnóstico, las células leucémicas podrían no solo haber reemplazado a las células normales de la médula sino también haberse expandido a áreas extramedulares.

Los distintos tipos de leucemia son excepcionalmente heterogéneos y, dependiendo del origen de las células, se diferencian en leucemias linfoblásticas y no linfoblásticas. Cada uno de los subgrupos antes mencionados se puede encontrar en su forma de Leucemia Aguda (AL) o Leucemia Crónica (CL). En la forma aguda, las células inmaduras del tejido hematopoyético son dominantes y la progresión de la enfermedad sin ningún tratamiento conduce rápidamente a la muerte. En las formas crónicas, las células maduras dominan el tejido y el desarrollo de la enfermedad, por lo general, toma más tiempo. En los niños, la leucemia se encuentra principalmente en su forma aguda (97%) y en la mayoría de los casos se presenta como Leucemia Linfoblástica Aguda (LLA, 80%). La leucemia no linfoblástica aguda - ANLL se encuentra con menos frecuencia (17%) e incluye la leucemia mielógena aguda - AML (15%) y algunas otras formas raras (2%), mientras que el 3% restante corresponde a la leucemia crónica. La AL se presenta con más frecuencia entre los 2 y los 6 años de edad, mientras que la incidencia es mayor en niños que en niñas (1:1,3). Del 2,5 % al 5 % de la LLA infantil y del 6 % al 14 % de la LMA infantil se encuentran en bebés menores de 1 año. El tipo característico de LLA es la LLA de células B, que además es la más común en niños (85 %) en comparación con la LLA de células T (15 %), que se acompaña de masas en los ganglios linfáticos del mediastino, entre otras áreas. .

Epidemiología

En los Estados Unidos de América (EE. UU.) y la mayoría de los países de Europa occidental, la frecuencia de leucemia en niños es de 3,5 a 4,0 casos por 100.000 habitantes infantiles por año y se ubica como la vigésima causa de muerte entre las neoplasias malignas de todas las edades. Se deduce de estudios de cohortes a gran escala que la incidencia de cáncer infantil en los países desarrollados aumenta un 1% cada año. La prevalencia de LLA en niños se detectó por primera vez en la década de 1930 en el Reino Unido (UK) y los EE. UU. En EE. UU., la LLA apareció primero en niños de ascendencia europea y, posteriormente, en niños de ascendencia africana en la década de 1960. La frecuencia de LLA es menor en países en desarrollo y subdesarrollados, hecho que sugiere una posible correlación entre industrialización y leucemogénesis.

Asparaginasa (ASP)

Los tratamientos combinados de quimioterapia que se usan hoy en día para tratar la LLA han mejorado significativamente el curso a largo plazo de la enfermedad con una tasa general de supervivencia a cinco años superior al 80 %, mientras que la proporción respectiva en la década de 1960 era inferior al 30 %. Una de las principales razones que contribuyeron a este desarrollo es la administración intensiva, prolongada y en dosis más altas de asparaginasa. La L-Asparaginasa (L-ASP) es un componente fundamental durante la dosis de carga de cara a conseguir la remisión de la enfermedad y, asimismo, durante la dosis de mantenimiento con la intención de establecer dicha remisión tanto en niños como en adultos que padecen LLA. El efecto citotóxico de la administración exógena de asparaginasa está provocado por el agotamiento de la reserva de asparagina en sangre. La asparaginasa actúa como catalizador de la hidrólisis de asparagina a ácido aspártico y amoníaco. La asparagina es vital para la síntesis de proteínas y células y, por tanto, para su supervivencia. Las células normales del cuerpo humano tienen la capacidad de producir asparagina a partir del ácido aspártico, con la ayuda de la enzima asparagina sintetasa. Sin embargo, las células neoplásicas carecen por completo de la enzima o contienen cantidades diminutas de la misma, lo que les impide sintetizar asparagina de novo. La supervivencia de estas células y su capacidad para sintetizar proteínas depende completamente de recibir asparagina de la sangre. Así, la administración de asparaginasa conduce a la inhibición de la síntesis de ADN, ARN y proteínas que, a su vez, provoca la apoptosis de estas células. Los bajos niveles de asparagina solo afectan la capacidad de supervivencia de las células cancerosas, dejando intactas las células sanas.

La capacidad de la L-ASP para suprimir la proliferación de células leucémicas se observó por primera vez en estudios clínicos durante la década de 1970 y, desde ese momento, se ha mantenido como la piedra angular del tratamiento de la LLA infantil. Las formas naturales de la enzima, producidas por las bacterias Erwinia chrysanthemi y Escherichia coli (E.Coli), se utilizan para el tratamiento, al igual que el producto de L-ASP creado a partir de la conjugación de E. Coli. con polietilenglicol (Pegylated-Asparaginase, PEG-ASP) con una vida media prolongada de 5,5 días en lugar de la vida media de 26 horas de las formas naturales. Los protocolos de quimioterapia para la LLA recomiendan una dosis de 1000 a 2500 UI/m2 de PEG-ASP y de 5000 a 12 000 UI/m2 de la forma natural.

Reacciones adversas de la asparaginasa

A pesar de la importancia primordial de la L-ASP en el tratamiento quimioterápico de la leucemia, es responsable de una plétora de efectos adversos tóxicos que a veces incluso requieren la interrupción de su administración. Los estudios han demostrado que la omisión de la administración de dosis debido a la aparición de efectos adversos tóxicos en administraciones anteriores está relacionada con un mal pronóstico en niños con LLA. Los efectos adversos más comunes son las reacciones de hipersensibilidad, ya que los estudios indican que su tasa de ocurrencia llega al 75%. El ASP que se está utilizando es una molécula grande de origen bacteriano (principalmente E. Coli) y por lo tanto es capaz de inducir una respuesta inmune que se intensifica tras exposiciones repetidas y, principalmente, tras un retraso en la administración del fármaco. Además de las reacciones clínicas de hipersensibilidad que indican una respuesta inmediata por parte del personal médico tratante, también existen reacciones subclínicas que pueden conducir a una disminución de la potencia del fármaco que es difícil de detectar para actuar con rapidez. Se informa pancreatitis en una tasa tan alta como el 18 % de los pacientes con LLA durante el tratamiento con ASP. El mecanismo patogénico aún no se conoce, sin embargo, parece que la falla radica en la disminución de la síntesis de proteínas de órganos con un importante recambio de proteínas, como el páncreas. Además, se considera que este mecanismo también es responsable de la hepatotoxicidad detectada durante el tratamiento con asparaginasa. Además, la disminución de la síntesis de proteínas inducida por ASP está involucrada en los procesos de coagulación y fibrinólisis que a su vez conducen a episodios trombóticos del sistema nervioso central y trombosis venosa profunda de las extremidades. Otras reacciones adversas son la hiperglucemia, como resultado de la disminución de la producción de insulina y la mielosupresión, principalmente debido al aumento del efecto supresor de los otros fármacos de quimioterapia. Además, ha habido informes de incidentes de encefalopatía durante la terapia con ASP que podrían estar relacionados con los niveles elevados de amoníaco que resultan de la degradación de ASP.

Un evento adverso crítico de ASP que podría resultar en complicaciones adicionales si no se identifica rápidamente es un trastorno en el metabolismo de los lípidos. En concreto, parece que la activación de la vía endógena productora de triglicéridos a través de la síntesis hepática conduce a la hipertrigliceridemia. Algunos estudios indican que la tasa de valores altos de triglicéridos es del 67% 8 - 14 días después de la administración del medicamento. El hígado es capaz de sintetizar VLDL (Lipoproteínas de Muy Baja Densidad) que son ricas en triglicéridos. Aprovechando el efecto de la enzima Lipoproteína Lipasa (LpL), localizada en el endotelio vascular, los triglicéridos se desprenden de las VLDL haciendo que estas últimas se transformen en IDL (Lipoproteínas de Densidad Intermedia) y posteriormente en LDL (Lipoproteínas de Baja Densidad). Los triglicéridos luego se extraen del sistema circulatorio sanguíneo y se almacenan en el tejido adiposo, mientras que las partículas de LDL se conectan con receptores tisulares o receptores de macrófagos. Los productos finales de la descomposición (provenientes de la hidrólisis periférica de triglicéridos con la ayuda de LpL) de quilomicrones, VLDL, los restos de lipoproteínas, eventualmente serán eliminados por los receptores hepáticos. La apolipoproteína E (apo-E) juega un papel importante en este procedimiento, se une a estos remanentes en presencia de LpL y lipasa hepática.

Lipoproteína Lipasa (LpL)

El gen LpL se encuentra en el cromosoma 8p22 y está compuesto por 10 exones. Se han registrado aproximadamente 100 mutaciones, siendo 3 de ellas las más comunes, 2 de las cuales están relacionadas con una funcionalidad reducida de LpL y un mayor riesgo cardiovascular. La mutación conocida como polimorfismo N291S está presente en el 2-5% de la población general y su existencia se asocia con una disminución de la funcionalidad de la LpL y un desequilibrio en el metabolismo de las VLDL [aumento de triglicéridos, disminución de HDL (Lipoproteínas de Alta Densidad)]. Además, parece que el efecto de esta mutación se ve amplificado por la coexistencia de otros factores genéticos (hipercolesterolemia familiar, apolipoproteína E2/E2). La segunda mutación, conocida como polimorfismo D9N, está relacionada con un mayor riesgo de aterosclerosis, incluso si la mutación provoca una ligera disminución de la funcionalidad de LpL. Recientemente se observó que la combinación de polimorfismos de pequeños nucleótidos (SNP) en los genes de Apo E y de LpL denominan un grupo de alto riesgo para enfermedad cardiovascular. Por último, la tercera mutación, que se encuentra en el 20% de la población general, el polimorfismo S447X está relacionado con niveles de HDL ligeramente elevados y niveles bajos de triglicéridos y, por lo tanto, tiene un impacto positivo en el perfil lipídico.

A lo largo de la duración del tratamiento con ASP, se registra una reducción de la funcionalidad de la LpL, probablemente causada por la síntesis de proteínas del hígado totalmente reducida, como es evidente por la disminución de las concentraciones de otras proteínas, como la albúmina y el fibrinógeno. Los estudios han demostrado, en particular, que la supresión de los efectos de la LpL está relacionada con un aumento en la relación ApoCIII/ApoCII, donde ApoCII es un cofactor esencial de LpL y promueve la hidrólisis de los triglicéridos y ApoCIII actúa como un inhibidor de LpL. mientras que simultáneamente parece ser capaz de regular los niveles de triglicéridos en el suero independientemente de la LpL. Por lo tanto, se crea un problema en la limpieza de triglicéridos del plasma a medida que aumentan sus niveles. Otro mecanismo sugerido para los altos niveles de triglicéridos durante el tratamiento con asparaginasa es el aumento en la síntesis de VLDL, que también se refleja en la alta concentración de apolipoproteína ApoB100, un componente de VLDL.

Apolipoproteína E (Apo E)

El gen de la Apo E está situado en el cromosoma 19 y está compuesto por 4 exones. La apolipoproteína E (Apo E) es uno de los componentes estructurales incluidos en las lipoproteínas, ricas en triglicéridos, y juega un papel importante en el aporte proteico hepático. La apolipoproteína E (Apo E) tiene 3 alelos ε2, ε3, ε4 [APOE-ε2 (cys112, cys158), APOE-ε3 (cys112, arg158) y APOE-ε4 (arg112, arg158)]. ε3 es el más común en la población general y contiene cisteína en la posición 112 y arginina en la posición 158. ε4 difiere de ε3 en la posición 112, donde en su lugar sustituye la cisteína por arginina55. El isomorfo ε2 tiene una conexión más débil con los receptores de lipoproteínas del hígado, lo que da como resultado la acumulación de restos de quilomicrones y VLDL.

ApoE4 se une a los receptores de lipoproteínas en el hígado in vitro con la misma afinidad que ApoE3, sin embargo, el efecto de ApoE4 en la limpieza de lipoproteínas ricas en triglicéridos in vivo aún no está definido. El alelo ε2 está relacionado con niveles más altos de triglicéridos después del ayuno, mientras que el alelo ε4 está relacionado con hipercolesterolemia y colesterol LDL alto. Los individuos con el genotipo E3/E4 presentan una limpieza más lenta de las lipoproteínas ricas en triglicéridos en comparación con los individuos con el genotipo E3/E3. El alelo ε4 parece estar asociado con un metabolismo de triglicéridos afectado. Los individuos con el alelo ε2 tienen niveles de colesterol más bajos en comparación con los individuos con los alelos ε3 y ε4. Los estudios indican, además, que los individuos con genotipo E2/E4 tienen niveles más altos de triglicéridos después del ayuno en relación a los individuos con genotipo E3/E3.

Las alteraciones en el gen ApoE conducen a cambios en los aminoácidos de la proteína codificada, lo que da como resultado una estructura modificada de la proteína normal. Esto último da como resultado una limpieza más lenta de las lipoproteínas ricas en triglicéridos. En un estudio, se reveló que había una mayor prevalencia del fenotipo E4/E3 en pacientes con hipertrigliceridemia en comparación con pacientes con niveles normales de triglicéridos. Además, no se observaron diferencias estadísticas significativas entre los niveles de triglicéridos y los fenotipos de ApoE después del tratamiento con asparaginasa.

Asparaginasa y perfil lipídico

Con respecto al efecto de la asparaginasa sobre los niveles de colesterol, los estudios no permiten llegar a ninguna conclusión fiable, ya que algunos estudios encontraron un aumento en un pequeño porcentaje de los pacientes después de administrar el medicamento, otros indicaron un aumento significativo, mientras que otros aún presentaron una pequeña pero no significativa disminución. En cuanto a los niveles de HDL, los estudios han descubierto que son más bajos en niños que padecen neoplasias malignas, específicamente de tipo hematológico. Otro estudio centrado en niños con LLA, durante y después del tratamiento con ASP, los niveles de HDL aumentaron con una caída simultánea de los niveles de Apo-A1. HDL juega un papel crucial en el proceso de transferencia inversa de colesterol desde el tejido periférico al hígado, un mecanismo que imparte a HDL las propiedades de un agente anticoagulante. Funcionando junto con las propiedades antes mencionadas, otras partes de HDL tienen propiedades antioxidantes, antiinflamatorias, antiapoptóticas y anticoagulantes que contribuyen a la protección contra la aterogénesis. La lipoproteína Apo-A1 comprende la principal proteína estructural de HDL. Es evidente que la asparaginasa como factor inhibidor de la síntesis de proteínas posiblemente podría modificar la proporción de lípidos/proteínas a favor de los primeros en las moléculas de HDL. Se han observado niveles bajos de HDL y Apo-A1 incluso en sobrevivientes de LLA libres de enfermedad después del final del tratamiento. Esta observación es de particular importancia si se piensa en el peligro de ateromatosis y enfermedad coronaria debido a los bajos niveles de HDL.

La hipertrigliceridemia puede convertirse en el único contribuyente al desarrollo de pancreatitis aguda. Cuando los niveles de triglicéridos superan los 900 mg/dl, forman quilomicrones, moléculas de un tamaño lo suficientemente grande como para obstruir los capilares pancreáticos, lo que provoca isquemia y liberación de lipasa pancreática. Estos últimos reforzarán la lipólisis con un aumento de ácidos grasos libres que, a su vez, permitirán la liberación de radicales libres y derivados proinflamatorios provocando, al final, inflamación y necrosis. Como se ha visto anteriormente, la asparaginasa es capaz de participar en la patogenia de la pancreatitis a través de dos vías, una independiente y otra dependiente de los triglicéridos. La hipertrigliceridemia también podría promover una predisposición a la trombosis en pacientes que padecen LLA y que están en tratamiento con ASP, ya que por un lado el medicamento está relacionado con modificaciones del sistema fibrinolítico, como ya se mencionó, mientras que por otro lado el aumento de triglicéridos causa hiperviscosidad de la sangre aumentando el riesgo de complicaciones tromboembólicas. A partir de los casos documentados en la bibliografía universal, se aclara que la mayoría de las trombosis afectan al sistema nervioso central (SNC), mientras que en segundo lugar se encuentran los casos de trombosis venosa profunda de extremidades superiores.

Por último, es importante añadir que la administración de ASP a niños con neoplasias hematológicas en múltiples fases del tratamiento se coadministra con corticoides, ya sea prednisona o dexametasona. Se puede percibir fácilmente que los corticosteroides pueden actuar sinérgicamente e intensificar los eventos adversos, como la hiperlipidemia, la pancreatitis y la trombosis. Además, la asparaginasa puede contribuir a algunos eventos adversos de los corticosteroides, como la osteonecrosis a través del estado hipercoagulante que crea. Dado que estos dos medicamentos son factores terapéuticos fundamentales, se requiere un seguimiento muy estrecho y atento del estado del paciente y la aparición de eventos adversos para poder intervenir si es necesario.

Originalidad

La bibliografía tanto universal como nacional referente al efecto de la asparaginasa sobre la potencia de LpL y Apo E y a los valores de los lípidos en niños que padecen LLA durante la quimioterapia con ASP es limitada, no existiendo referencia bibliográfica que correlacione la genética antecedentes de LpL y Apo E y la relación del perfil lipídico. El estudio actual examinará por primera vez los polimorfismos genéticos de LpL y Apo E en niños con LLA aguda durante el tratamiento con ASP.

Importancia

En este estudio en particular, los investigadores se centrarán en investigar el perfil lipídico de los niños con LLA, el efecto de la ASP en el perfil lipídico de estos pacientes, así como la correlación entre los polimorfismos de la lipoproteína lipasa (LpL) y la apolipoproteína E (ApoE) con los valores de lípidos durante la duración del protocolo quimioterapéutico. La hipótesis que se va a probar es si el registro de los genotipos de los niños con LLA en estudio podrá constituir un factor indicativo preventivo para el resultado de su tratamiento.

De esta forma, se extraerán conclusiones vitales para la probable contribución de los genotipos de los niños a los que se les está administrando L-ASP a la demostración de laboratorio de los trastornos lipídicos durante el tratamiento, la supervisión más estrecha durante las fases correspondientes del tratamiento y la intervención terapéutica oportuna para para prevenir cualquier complicación.

Metodología

Tipo de estudio: estudio prospectivo de casos y controles El estudio epidemiológico de caracterización está completamente de acuerdo con el objetivo de nuestro estudio, un estudio del efecto de ASP en el perfil lipídico de niños y adolescentes con LLA (Grupo de pacientes), así como la correlación de los polimorfismos de LpL y ApoE con los niveles de lípidos duración del protocolo quimioterápico. La existencia de dos grupos de niños adicionales que actuarán como población-control (niños y adolescentes del mismo grupo de edad que no manifiestan la enfermedad y participantes de edades similares que han manifestado la enfermedad y han completado la quimioterapia según protocolo durante al menos 6 meses antes) especializa nuestro tipo de estudio en un estudio de casos y controles.

Sitio del estudio: El estudio se llevará a cabo en la Unidad de Oncología y Hematología Pediátrica y del Adolescente del 2º Departamento de Pediatría de la Universidad Aristóteles de Tesalónica (AUTH), en el Hospital General Universitario AHEPA.

Descripción de los parámetros registrados

Durante el diagnóstico de la enfermedad se determinará el perfil lipídico de los pacientes midiendo los siguientes parámetros: colesterol total, triglicéridos, colesterol HDL, colesterol LDL, apolipoproteína A1, apolipoproteína B100, lipoproteína α [Lp(α)], glucosa , transaminasa glutámico oxaloacética sérica (SGOT), transaminasa glutámico pirúvica sérica (SGPT), hormona estimulante de la tiroides (TSH), tiroxina libre (FT4), amilasa, lipasa. Adicionalmente, se realizará un análisis genético para polimorfismos de LpL y Apo E. Se realizarán mediciones similares a todos los participantes de todos los grupos.

Los participantes del grupo A serán sometidos inmediatamente al protocolo de quimioterapia ALLIC BFM 2009. Durante la dosis de carga, estos niños recibirán tratamiento con prednisolona durante 33 días consecutivos y se les añadirá asparaginasa los días 12, 15, 18, 21, 24, 27, 30, 33. Durante la fase de mantenimiento los niños serán sometidos de nuevo a tratamiento con corticoides, dexametasona y se les añadirá asparaginasa los días 8, 11, 16, 18. La identidad lipídica se comprobará antes de la administración de ASP los días 0 y 11, así como después de la administración de ASP y antes de la administración de la siguiente dosis en la dosis de carga, es decir, los días 15, 24 y 33. Del mismo modo, la identidad lipídica se comprobará en la fase de mantenimiento, es decir, los días 8, 16, 21, así como después de finalizar cada fase del protocolo de quimioterapia en la que no se administre ASP.

Además, un examen de los polimorfismos LpL (los tres polimorfismos más comunes p.N291S, p.D9N, p.S447X) y de los polimorfismos Apo E [ε2(rs7412-T,rs429358-T), ε3(rs7412-C, rs429358- T) y ε4 (rs7412-C, rs429358-C)] se realizará tras aislar el ADN de sangre periférica y analizarlo con técnicas moleculares.

Los participantes que cumplan con todos los criterios de inclusión para este estudio serán examinados y sometidos a tratamiento con ASP (grupo de pacientes) y se compararán con los equipos correspondientes de niños sanos y niños que han enfermado y no han recibido quimioterapia durante al menos 6 meses (grupo de controles). ).