Avances en inmunología de la diabetes tipo 1: IDS7-2004, Cambridge (UK)

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1 Panorama Inmunología Vol. 23 / Núm 2/ Abril-Junio 2004: Avances en inmunología de la diabetes tipo 1: IDS7-2004, Cambridge (UK) A. Alba, M. Vives-Pi, M. Juan Laboratori d'immunobiologia per a la Recerca i les Aplicacions Diagnòstiques (LIRAD). Serveis Sanitaris de Referència - Centre de Transfusió i Banc de Teixits (SSR-CTBT). Universitat Autònoma de Barcelona (UAB). Hospital Universitari Germans Trias i Pujol (HUGTiP) Badalona (Barcelona) ADVANCES ON IMMUNOLOGY OF TYPE 1 DIABETES: IDS7-2004, CAMBRIDGE (UK) RESUMEN El 7º Congreso Internacional de la Immunology of Diabetes Society (IDS), tuvo lugar en Cambridge (UK) entre el 28 y el 31de Marzo de 2004, con la participación de los grupos más relevantes que trabajan en la inmunología de la diabetes, la fisiología de la célula beta y el transplante de islotes. Se presentaron muy diversas novedades científicas en el campo de la diabetes tipo 1. A modo de compendio en este resumen, los trabajos se agruparon en 8 áreas: 1) Talleres de autoanticuerpos y linfocitos T, 2) utilidad de los modelos animales en diabetes tipo 1, 3) transplante de islotes en pacientes diabéticos, 4) hipótesis de la higiene, 5) contribución de la célula beta y los linfocitos T en el ataque autoinmune ( la víctima y el asesino ), 6) variaciones en la diabetes tipo 1 (forma fulminante en Japón), 7) nuevo modelo animal para el estudio de la diabetes tipo 1 y 8) simposio satélite de transplante. Los datos presentados reflejan los lentos pero constantes avances en el conocimiento de la diabetes tipo 1 y evidencian la necesidad de seguir investigando hasta llegar a comprender la etiopatogenia de esta enfermedad y poder desarrollar tanto ensayos de prevención en sujetos de riesgo como tratamientos eficaces y seguros para los pacientes. PALABRAS CLAVE: Diabetes / Autoinmunidad / Islotes / Tolerancia / Autoantígenos. ABSTRACT The most relevant international groups working in the immunology of diabetes, beta cell physiology and islet transplantation gathered between the 28th and 31st of March 2004 for the seventh IDS (Immunology of Diabetes Society) meeting in Cambridge (UK). Lectures and abstracts described new research work relevant to diabetes and autoimmunity. In this review, we have organised the information into eight areas: 1) Workshops on autoantibodies and on T cell assays, 2) contribution of animal models in type 1 diabetes, 3) islet cell trasplantation, 4) the hygiene hypothesis, 5) the role of beta-cell and T-cell on autoimmune attack («the victim and the assassin»), 6) variations of type 1 diabetes, 7) a new experimental model for Type I diabetes and 8) the satellite simposium on transplantation. The results presented in the meeting demonstrate the slow but continuous advances in the knowledge of type 1 diabetes and show the need to pursue research on this field to better understand the etiopathogenesis of the disease, to develop clinical trials to prevent the disease in at risk subjects and to find an efficient and safe cure for diabetic patients. KEY WORDS: Diabetes / Autoimmunity / Islets / Tolerance / Autoantigens. 243

2 AVANCES EN INMUNOLOGÍA DE LA DIABETES TIPO 1: IDS7-2004, CAMBRIDGE (UK) VOL. 23 NUM. 2/ 2004 Los grupos internacionales más relevantes que estudian la inmunología de la diabetes, la fisiología de la célula beta y el transplante de islotes, se dieron cita entre el 28 y 31 de Marzo de 2004 en Cambridge (UK) en el séptimo congreso de la Immunology of Diabetes Society. En el ambiente académico de los Colleges británicos tuvo lugar un intenso intercambio de ideas y datos en base a los más recientes resultados. El congreso fue organizado por el Dr. Edwin Gale, Jefe del Departamento de Diabetes de University of Bristol (UK) y se celebró en la West Road Music School y el Robinson College de Cambridge. Además de las conferencias invitadas y comunicaciones sobre las novedades científicas en diabetes y autoinmunidad, se celebraron debates que generaron interesantes discusiones sobre temas como el transplante de islotes o el uso de modelos experimentales. Los talleres o workshops sobre el papel o utilidad de los autoanticuerpos y las células T autorreactivas y sobre los últimos ensayos clínicos permitieron a los asistentes ponerse al día sobre las actividades de los diversos grupos. Cerró el congreso un interesante simposio satélite sobre transplante, organizado por Richard Smith de la University of Bristol. Todos estos aspectos se intentan plasmar en los 8 apartados que se indican a lo largo del texto. Dada la naturaleza pluridisciplinaria de esta enfermedad, el congreso reunió a unos 300 participantes, clínicos y básicos, entre Inmunólogos, Endocrinólogos, Cirujanos, Pediatras, Veterinarios, Virólogos y Alergólogos, en una ciudad sinónimo de desarrollo intelectual durante siglos. 1. TALLERES SOBRE AUTOANTICUERPOS Y LINFOCITOS T Desde hace ya unos años, la IDS celebra sus talleres de los diferentes autoanticuerpos anti-islote y más recientemente, de linfocitos T autoreactivos en pacientes pre-diabéticos, familiares de primer grado y sujetos diabéticos. Los estudios para la estandarización de los autoanticuerpos anti-gad (Decarboxilasa del Ácido Glutámico) y anti-ia2 (antígeno 2 del insulinoma) que son los más utilizados por su valor predictivo, fueron presentados por Ezio Bonifacio (Hospital San Raffaele, Milán), Polly Bingley (University of Bristol) y Pat Mueller (CDC, Atlanta). Datos preliminares de 46 laboratorios participantes de 13 países, muestran concordancia entre anticuerpos anti GAD e IA-2A expresados en unidades WHO (World Health Organization); en cambio, la concordancia con IAA (Anticuerpos Anti Insulina) es baja (1), pese a su claro interés en la valoración del inicio de la respuesta autoinmunitaria. En relación con esto se presentó el programa DIPIS (Diabetes Prediction in Skane) que, iniciado en el 2000, pretende caracterizar un amplio número de niños mediante el estudio prospectivo de, entre otros parámetros, autoanticuerpos (GAD65 o IA2), células CD4CD25+ y citocinas de sangre de cordón umbilical, realizando un posterior tipaje HLA y seguimiento, para determinar la incidencia de la diabetes y definir el valor predictivo de estos parámetros. Por el momento ya se cuenta con unos sujetos incluidos en el estudio. El taller de linfocitos T dirigido por Bart Roep (University of Leiden) y Mark Peakman (Guys Hospital, London) puso de manifiesto las dificultades inherentes a este tipo de análisis. Los trabajos expuestos se centraron en el estudio de la especificidad de células T de sangre periférica (en concreto frente a insulina y GAD65). Así, aunque se presentaron diversas guías metodológicas (p. ej., propusieron como mejor método de criopreservación para linfocitos T el uso de 90% de suero AB, 10% DMSO en hielo, disminución gradual de la temperatura hasta 70 C y conservación inmediata en nitrógeno líquido), la amplia discordancia de resultados en los estudios sobre especificidad de linfocitos T para antígenos diabetogénicos, llevó a plantear la utilidad de los mismos. Si bien quedó en evidencia la necesidad de estrategias de mejora de dichos ensayos, se decidió proseguir los trabajos en futuros talleres basándose en estudios de proliferación, detección citométrica por tetrámeros de HLA de clase II y medición de producción de citocinas. 2. DEBATE SOBRE LA UTILIDAD DE LOS MODELOS ANIMALES EN DIABETES TIPO 1 La diabetes tipo 1 es una enfermedad cuyo estudio presenta el problema del difícil acceso al órgano diana (el páncreas es retroperitoneal) lo que, junto al largo periodo asintomático previo al inicio clínico y difícilmente detectable, ha favorecido que numerosos grupos utilicen el abordaje de la experimentación animal. En este debate, en el que se discutía si los modelos animales nos proporcionan información relevante para el estudio de la diabetes autoinmunitaria, participaron: «a favor», Ed Leiter (The Jackson Lab, Bar Harbor) y Matthias von Herrath (La Jolla Institute for Allergy and Immunology, CA) y «en contra», Bart Roep (University of Leiden) y Mark Atkinson (University of Florida). Los ponentes «a favor» justificaron los estudios en modelos animales porque han permitido llevar a cabo importantes estudios (como los genéticos sobre cómo los loci que definen o influyen en la enfermedad, o los de análisis de las diferentes vías y funciones que afectan a la muerte de la célula beta en distintas fases de la enfermedad) que, o bien son irrealizables en humanos, o como mínimo serían muy difíciles de desarrollar. Aunque no se descartó que en un futuro se puedan obviar muchos de los estudios en animales, quedó claro que antes habría que mejorar bastante ciertas técnicas no invasivas que permitieran estudiar in situ los procesos que llevan al desarrollo 244

3 INMUNOLOGÍA A. ALBA, M. VIVES-PI, M. JUAN de la enfermedad o diseñar modelos virtuales que puedan llegar a dar una visión real de la cinética in vivo. Los ponentes «en contra» justificaron su postura en base a diversas evidencias que muestran que los datos que se obtienen de los modelos animales experimentales no son extrapolables a la diabetes tipo 1 en humanos: diferencias importantes a nivel molecular entre ratón y humano, mecanismos de la respuesta inmunitaria (2) de ambas especies y el hecho de que ciertas terapias preventivas en el ratón NOD no hayan funcionado en humanos. Los ponentes centraron su debate básicamente en las diferencias que existen entre el ratón (NOD y sus derivados transgénicos, es el modelo espontáneo más ampliamente estudiado) y el hombre, a nivel de la inmunopatogénesis de la diabetes. 3. DEBATE SOBRE EL TRANSPLANTE DE ISLOTES EN PACIENTES DIABÉTICOS En este debate se discutía si el transplante de islotes es, en la actualidad, un procedimiento clínico justificable. Participaron: «a favor», James Shapiro (University of Alberta) y Mathias Brendel (University of Giessen) y «en contra», David Harlan (NIH, Washington) y Carla Greenbaum (Benaroya Research Institute, Seattle). Los ponentes «a favor» justificaron esta técnica basándose en la menor complejidad quirúrgica que la del transplante de páncreas entero, y a los claros beneficios que se obtienen a nivel del metabolismo de lípidos, proteínas y glucosa tras el transplante (que llevan incluso la independencia insulínica de algunos pacientes) (3). Sobre todo, se destacó la mejora de la calidad de vida de los pacientes transplantados, apoyando la defensa con algunos vídeos en los que personas que se habían sometido a esta técnica daban su opinión. Los ponentes «en contra» alegaron principalmente que las terapias inmunosupresoras necesarias para evitar el rechazo producen unos efectos secundarios de elevado riesgo en estos pacientes (4). Esto cuestiona al menos el uso de esta técnica que (en el formato denominado «protocolo de Edmonton» se ha extendido en Canadá, USA, Australia, Italia, Alemania, Suiza y países nórdicos, con más de 24 centros implicados y superando ya los 350 pacientes) además requiere como mínimo dos órganos donantes por receptor y en aún pocas ocasiones produce una independencia insulínica. Por otro lado, discutieron que se trata de un procedimiento que no está completamente estandarizado y, por tanto, no se puede definir una valoración objetiva sobre los riesgos y beneficios a largo plazo. 4. SIMPOSIO SOBRE LA HIPÓTESIS DE LA HIGIENE Esta hipótesis proponen que el significativo aumento de la incidencia de atopia y autoinmunidad en países desarrollados desde 1960, es debido a la presentación de cada vez menos infecciones en los primeros dos años de vida de los niños. Varios grupos presentaron datos del papel de la infección por helmintos en la prevención de la alergia y las enfermedades autoinmunitarias en general y de la diabetes en particular: el aumento de la respuesta Th2 frente a helmintos disminuiría la posibilidad de desarrollar alergia y aumentaría las respuestas mediadas por IL-10 (Treg) y por células NKT. En modelos animales, se ha demostrado la prevención de EAE, colitis y diabetes autoinmunitaria tras infección con diversos helmintos; en el caso concreto de la diabetes en el modelo NOD, la infección sólo protege si tiene lugar antes de las 4 semanas de edad y parece ser que los mecanismos involucrados serían a través de IL-4, IL-5, IL-13 y IL-10, células dendríticas y NKT. Curiosamente en humanos se ha descrito una mejora de la enfermedad autoinmunitaria inflamatoria intestinal de Crohn mediante infección de los pacientes con Trichuris suis (5). 5. SIMPOSIO SOBRE LA CONTRIBUCIÓN DE LA CÉLULA BETA Y LA CÉLULA T AL ATAQUE AUTOINMUNITARIO: «LA VÍCTIMA Y EL ASESINO» Estudios de varios grupos han contribuido a caracterizar tanto el papel de las células atacantes en el fenómeno autoinmunitario como el de las dianas que son destruídas. Se presentó la creación de una base de datos obtenidos a partir de estudios con microarrays para caracterizar variaciones en la expresión génica de las células insulares («víctimas») en el proceso autoinmunitario por parte del Dr. Decio Eizirik de la Université Libre de Bruxelles (6). Por otro lado, y por parte del grupo del Dr. Christophe Benoist de la Joslin Diabetes Center de Boston la clasificación de los infiltrados insulares o insulitis («asesinos») del modelo murino NOD en respetuosos o agresivos, en función de la expresión génica, definiéndose variaciones en pocos genes (FOXP3, ICOS, IL-10) y otorgando un papel relevante a las células NK (7). Otros temas presentados en esta sección fueron el papel del déficit de vitamina D en la aceleración de la diabetes, la inducción de genes de la vía de IFN-gamma tras infección de islotes con virus, o la detección de partículas víricas en los islotes de un paciente fallecido un año después del diagnóstico de diabetes tipo SIMPOSIO SOBRE VARIACIONES EN LA DIABETES TIPO 1: FORMA FULMINANTE EN JAPÓN En este simposio, en el que se cuestionaba si la diabetes tipo 1 presenta iguales características en cualquier punto geográfico, aparte de remarcar la elevada incidencia de la enfermedad en los países nórdicos y Cerdeña comparado 245

4 AVANCES EN INMUNOLOGÍA DE LA DIABETES TIPO 1: IDS7-2004, CAMBRIDGE (UK) VOL. 23 NUM. 2/ 2004 con otras áreas geográficas, se presentó un nuevo tipo de diabetes que se ha descrito en Japón. Este subtipo, denominado diabetes tipo 1 fulminante, se caracteriza porque los enfermos (>90% adultos) manifiestan previamente unos síntomas parecidos a la gripe y no presentan anticuerpos contra islotes. Hay una cetoacidosis importante justo antes del inicio clínico de la enfermedad y no existe el periodo denominado luna de miel. A nivel histológico se caracteriza por una elevada infiltración de células T en el páncreas que implica una rápida desaparición de los islotes, incluyendo los otros tipos celulares aparte de las células beta. Aunque todavía son datos muy preliminares, estos autores especulan con la hipótesis vírica de este tipo de diabetes ya que encuentran diferencias significativas en las concentraciones séricas de IgA contra enterovirus entre pacientes afectados de diabetes fulminante y aquellos que presentan diabetes tipo 1A o sanos. 7. SIMPOSIO SOBRE UN NUEVO MODELO ANIMAL PARA EL ESTUDIO DE LA DIABETES TIPO 1 El Dr. Brian Catchpole presentó un estudio multicéntrico que está llevando a cabo el Royal Veterinary College en colaboración con varias Facultades de Veterinaria del Reino Unido, 120 clínicas privadas y varios laboratorios de diagnóstico veterinario. El objetivo es establecer una base de datos para estudiar ciertas características de la diabetes canina: la presencia de anticuerpos contra insulina, contra GAD65 y contra IA-2 o la relación de la enfermedad con los genes de DLA (Dog Leukocyte Antigen). Uno de los aspectos interesantes de este modelo es que existe poca variación dentro de una raza en los alelos de DLA y se ha descrito que hay razas más predispuestas que otras al desarrollo de la enfermedad. Por otro lado, la existencia de cruces entre razas permite que la investigación se asemeje más a la que se lleva a cabo en la población humana. Hay estudios que confirman una fuerte correlación entre el desarrollo de diabetes y ciertos alelos del MHC de clase II en estos animales. De momento están estandarizando técnicas de detección de autoanticuerpos, genotipando diferentes razas para ciertos alelos de DLA y estableciendo normas para la clasificación de los diferentes sujetos diabéticos. 8. SIMPOSIO SATÉLITE DE TRANSPLANTE Con una finalidad claramente más docente que de presentación de resultados novedosos, la mañana del 31 de Marzo se realizó una presentación satélite al congreso en la que se plasmaron los principales conceptos relacionados con los mecanismos del rechazo en el trasplante y los conceptos de tolerancia derivados y asociados a esta terapéutica. Mientras Stephen Cobbold de Oxford presentó los mecanismos por los cuales el sistema inmunitario define el rechazo del injerto (desde las señales de peligro que intervienen en el inicio del rechazo a los mecanismos regulatorios que modulan el mismo), Anthony Warrens de Londres nos mostró cómo el injerto determina ese rechazo (se presentaron datos sobre la distinta inmunogenicidad del injerto y de cómo se define «el inmunoprivilegio» de determinados órganos que reciben este adjetivo). Las presentaciones de Kathryn Wood de Oxford y Chris Larsen de Atlanta pretendieron mostrar mecanismos de tolerancia aplicables para conseguir la aceptación del injerto y diferencias y similitudes entre éstos y los mecanismos espontáneos de tolerancia a lo propio. En conjunto todos estos datos reflejaron los lentos pero constantes avances en el conocimiento de la diabetes tipo 1, y evidenciaron la necesidad de seguir investigando para llegar a comprender mejor la etiopatogenia de esta enfermedad y en último término poder desarrollar tanto ensayos de prevención en sujetos con riesgo potencial como tratamientos eficaces y seguros para los pacientes. En el 6º congreso de la IDS celebrado en Copper Mountain (Colorado, USA) se decidieron las candidaturas para el lugar de celebración del próximo congreso (IDS8). Tras las votaciones, se decidió que el congreso se celebrará en la isla de Awaji (Japon) en Octubre de AGRADECIMIENTOS Nuestro trabajo en este campo está financiado por el Fondo de Investigación Sanitaria (FIS) del Instituto de Salud Carlos III, proyectos coordinados y , beca BEFI (01/9065) a AA y contrato de investigación a MVP (99/3130). MVP y MJO forman parte de la red de centros del Fondo de Investigación Sanitaria (Exp. C03/03), «Estrategias para optimizar los resultados en donación y trasplante». CORRESPONDENCE TO: Dra. Marta Vives-Pi Laboratori d'immunobiologia per a la Recerca i les Aplicacions Diagnòstiques (LIRAD) Hospital Universitari Germans Trias i Pujol Crtra. del Canyet s/n, Badalona (Barcelona) Phone: Fax: REFERENCIAS 1. Bingley P, Bonifacio E, Mueller P. Diabetes Antibody Standarization Program: First Assay Proficiency Evaluation. Diabetes 2003; 52:

5 INMUNOLOGÍA A. ALBA, M. VIVES-PI, M. JUAN 2. Mestas J, Hughes CCW. Of mice and not men: differences between mouse and human immunology. J Immunol 2004;172: Ryan EA, Lakey JRT, Paty BW, Imes S, Korbutt GS, Kneteman NM, et al. Successful islet transplantation. Diabetes 2002; 51: Hirshberg B, Rother KI, Digon BJ 3rd, Lee J, Gaglia JL, Hines K, et al. Benefits and risks of solitary islet transplantation for type 1 diabetes using steroid-sparing immunosuppression: the National Institutes of Health experience. Diabetes Care 2003; 26: Summers RW, Elliot DE, Qadir K, Urban JF, Thompson R, Weinstock JV. Trichuris suis seems to be safe and possibly effective in the treatment of inflammatory bowel disease. Am J Gastroenterol 2003; 98: Eizirik DL, Kutlu B, Rasschaert J, Darville M, Cardozo AK. Use of microarray analysis to unveil transcription factor and gene networks contributing to Beta cell dysfunction and apoptosis. Ann N Y Acad Sci 2003; 1005: Poirot L, Benoist C, Mathis D. Natural killer cells distinguish innocuous and destructive forms of pancreatic islet autoimmunity. Proc Natl Acad Sci USA 2004; 81:

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