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Un hallazgo clave en la genética
de la enfermedad celíaca
Un estudio recientemente publicado en la revista Science llevado a cabo por un grupo de investigación de la Universidad de Columbia acaba de revelar una asociación entre la enfermedad celiaca y un polimorfismo clave en la regulación de procesos inflamatorios que se encuentra en una región no codificante del genoma

Por Ana M. Pertierra

Investigadores locales califican este hallazgo como un logro que tendrá un gran impacto en el conocimiento de esta compleja patología de base inmunológica que se manifiesta como una intolerancia a las proteínas del gluten presentes en el trigo, el centeno y la cebada y que provoca una reacción inflamatoria en el intestino delgado que dificulta la absorción de nutrientes y cuyo tratamiento solo consiste en una dieta estricta libre de gluten. Además, destacan que este estudio describe un principio biológico que como modelo experimental puede servir para estudiar otros procesos y patologías.
Los investigadores del Departamento de Microbiología e Inmunología de la Universidad de Columbia en New York, EEUU, de los cuales la autora principal es la bióloga del País Vasco, Ainara Castellanos, trabajando con biopsias de tejido intestinal de enfermos celíacos y de personas sanas han encontrado que una secuencia de ARN denominado Lnc 13 (Large non-coding RNA), es clave en la regulación de los procesos inflamatorios, se encuentra menos expresada en personas celíacas y que además presenta un polimorfismo en los celíacos que lo hace menos eficiente en su función regulatoria.

• Imagen histológica: Células intestinales de una persona sana, en las que aparecen en rojo el ARN no codificante del gen lnc13 (en una persona celiaca no veríamos los puntos rojos) / UPV

FABAINFORMA se comunicó a través del correo electrónico con la Dra. Ainara Castellanos, bióloga del País Vasco que se encuentra en Nueva York, especializada en el estudio de la enfermedad celíaca y autora principal de este trabajo, quien describió el modelo y la metodología aplicados para llegar a los resultados de este estudio. "Utilizamos tanto cultivos celulares de ratón como humanos, específicamente de macrófagos. En estos cultivos analizamos el funcionamiento del lncRNA a estudiar, y pudimos descifrar su mecanismo de acción utilizando células derivadas de ratones knock-out y células humanas en las que silenciamos diferentes genes. Por otro lado, también utilizamos tejidos de enfermos celiacos e individuos sanos en los que pudimos mirar la expresión de lnc13", explicó.
Para Castellanos, la conclusión mas relevante de este estudio es que ciertos polimorfismos localizados en regiones no-codificantes del genoma pueden alterar la función de RNAs no codificantes que a su vez son una pieza clave en el funcionamiento del sistema inmune.
Este estudio, que acaban de publicar en la revista Science, es el resultado del trabajo postdoctoral de la Dra Ainara Castellanos en la Universidad de Columbia, NY, EEUU, que le demandó cinco años, desde enero del 2011 hasta enero del 2016, integrando un equipo de investigación conformado por científicos de la Universidad de Columbia, liderados el profesor Sankar Ghosh, investigadores del Celiac Disease Research Center de Columbia, colaboradores de New York University y Rutge y científicos de la Universidad del País Vasco.

En cuanto al creciente conocimiento que se está generando en áreas de la genética no convencional Castellanos señala: "Tanto el genoma no codificante como la epigenética son dos áreas de estudio nuevas que nos van a dar mucha información que antes no teníamos alrededor de la patogénesis de diferentes enfermedades. Encajar estas dos nuevas piezas con el resto de la genética convencional nos va a ayudar a ver el puzzle de las enfermedades complejas con mayor claridad".
Consultada acerca de qué futuras aplicaciones se auguran a los resultados de este estudio, la investigadora confió: "En este momento estamos intentando ahondar mas en los niveles bajos de lnc13 en los enfermos celíacos. Si conseguimos saber si es una característica que está presente antes de que se desarrolle la enfermedad podremos diagnosticar esta enfermedad precozmente. Futuros estudios también podrían darnos una alternativa a la dieta sin gluten, pero para esto el camino que nos queda por recorrer es aun muy largo". Y –enfatizó– es pronto para especular sobre posibles tratamientos. Futuros estudios nos darán la pista de si podríamos incrementar los niveles de lnc13 en los enfermos para de alguna manera reducir la inflamación. Todavía, nos queda mucho por trabajar en este tema.

Repercusión local

FABAINFORMA consultó a Fernando Chirdo, Doctor en Bioquímica, Profesor de Inmunología en la Facultad de Ciencias Exactas de la UNLP, e investigador independiente del Conicet en el Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos de la UNLP.
Chirdo, que hace casi 30 años está dedicado al tema de enfermedad celíaca, abordando a la patología desde tres aspectos: desarrollo de plataformas analíticas para el control de productos libres de gluten (laboratorio de referencia para alimentos y fármacos libres de gluten), el desarrollo de metodología de diagnóstico (los primeros en obtener la proteína transglutaminasa 2 recombinante y anticuerpos monoclonales específicos), e investigación de la patogenia de la enfermedad celíaca, en la Facultad de Ciencias Exactas de la UNLP, reconoce la trascendencia del trabajo de este grupo de investigación que él conoce y con quien ha compartido experiencias.
Desde que se sabe –ya hace más de 15 años– que tan solo el 5% de los polimorfismos genéticos ( variaciones puntuales en la secuencia de un lugar determinado del ADN entre los individuos de una población) se encuentran en el material genético que codifica proteínas y que una mínima parte de ellos se ubica en las zonas regulatorias de los genes, por ejemplo en la región de los promotores, una evidencia científica creciente está avalando el concepto de que el material genético no codificante (también llamado ADN basura), específicamente los RNA no codificantes son importantes moduladores de la expresión génica.
Ahora, los investigadores del Departamento de Microbiología e Inmunología de la Universidad de Columbia en New York, EEUU, de los cuales la autora principal es la bióloga del País Vasco, Ainara Castellanos, trabajando con biopsias de tejido intestinal de enfermos celíacos y de personas sanas han encontrado que una secuencia de ARN denominado Lnc 13 (Large non-coding RNA), es clave en la regulación de los procesos inflamatorios, se encuentra menos expresada en personas celíacas y que además presenta un polimorfismo en los celìacos que lo hace menos eficiente en su función regulatoria.

• Dra. Ainara Castellanos, autora principal del estudio hecho en la Universidad de Columbia, NY, EEUU

Según los especialistas, la enfermedad celíaca es una patología genética compleja, en la que influyen numerosos polimorfismos.
"La enfermedad celíaca tiene una fuerte asociación con los polimorfismos o alelos DQ2 y DQ8 del sistema HLA (Antígenos leucocitarios humanos –HLA, por sus siglas en inglés–, un conjunto de moléculas implicadas en el reconocimiento inmunológico y en la señalización entre células del sistema inmunitario)", explica Chirdo y –agrega– el 99% de todos los celíacos tienen una molécula o la otra de HLA. Y si bien cuando se analiza a la población no celíaca, esos alelos son muy frecuentes, están presentes en el 35 al 40% de la población, eso no significa que vayan a ser celíacos. El celiaco necesariamente tiene que presentar las moléculas HLA DQ2 o DQ8, pero para se dispare la patología hacen falta además otros factores genéticos (hoy se sabe que hay 39 regiones genómicas asociadas a la enfermedad celíaca). Y en medio de todo esto aparecen estas regiones no codificantes.
La enfermedad celíaca es una condición que se estima que se da en un 1% de la población. Está altamente subdiagnosticada porque es común que en los adultos no se presenten los síntomas clásicos.
La presencia de HLA DQ2 y DQ8 es una condición necesaria pero no suficiente para enfermedad celiaca. "Además del HLA DQ2 o DQ8 debe haber una composición genética particular y muy variable entre celíacos de genes asociados y polimorfismos en regiones no codificantes que contribuyan a la patogenia de la enfermedad", destaca Chirdo.

Estudios de epigenética

Según explica Chirdo "a partir de estos últimos conocimientos de la genética surge el concepto de la epigenética, es decir, de mecanismos distintos y complejos que controlan la actividad de transcripción de un gen que no están en el promotor del gen. Ahora empezamos a conocer cómo los polimorfismos modifican algunos de los mecanismos epigenéticos que controlan la expresión genética".
En las secuencias no codificantes del genoma, muchas regiones generan ARNs que no se van a traducir en proteínas. Hoy se sabe que esos ARN no codificantes cumplen funciones regulatorias. "El conocimiento de estos ARN no codificantes generó una nueva visión dentro de la biología celular", comenta el investigador.
Hay muchos polimorfismos, cerca de 39 regiones del genoma asociadas a la enfermedad celiaca. "Dentro de esas regiones, algunas son fácilmente identificables, con genes de función conocida, mientras que otras no".
Con respecto al hallazgo de los investigadores americanos Chirdo señala: "Encontraron un polimorfismo característico de enfermedad celiaca que codifica un RNA no codificante, en una zona asociada a una citoquina (el receptor de interleukina 18). Este RNA se une a varios complejos y frena o reprime genes inflamatorios. Si la respuesta inflamatoria está disparada, exacerbada, se pierde el control a través de este RNA, que actuaría en condiciones normales. También pudieron explicar el polimorfismo. Ese pedacito de RNA no codificante es el resultado de un polimorfismo en enfermedad celiaca que determina que ese RNA interactúa con otras proteínas que hacen más ineficiente su rol de represor de la respuesta inflamatoria. Impresionante trabajo!", resumió.
"Este hallazgo es increíble y de gran impacto, probablemente haya otros RNA haciendo cosas parecidas o con consecuencias parecidas mediante mecanismos distintos".

• Dr. Fernando Chirdo, bioquímico e investigador independiente del Conicet en el Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos de la UNLP, especialista en enfermedad celíaca.

Algoritmo diagnóstico para Enfermedad celíaca

Los especialistas coinciden en resaltar que la enfermedad celíaca es una patología subdiagnosticada, muchas veces por la ausencia de síntomas característicos y otras por falta de conocimiento o de herramientas diagnósticas. Afecta al 1% de la población, casi al doble de mujeres que varones.
El diagnóstico definitivo se logra mediante un protocolo sencillo que comienza en el laboratorio con la determinación de anticuerpos en sangre, que si dan positivos, será indicativo de una biopsia intestinal que según el hallazgo patológico hará el diagnóstico de enfermedad celiaca. Y esto sucede en la mayoría de los casos.
Sin embargo –aclara Chirdo– en algunos casos la situación no es tan clara y definitiva, sobre todo en adultos. Es común encontrarse con falta de correlación de datos para hacer el diagnóstico y eso genera dudas: situaciones en que la biopsia da normal y el paciente tiene anticuerpos positivos, o que hay una indefinición porque la biopsia no da enteramente anormal pero no es definitoria.
Para resolver esta problemática el equipo del Dr. Chirdo desde el año pasado está desarrollando un protocolo complementario para las situaciones indefinidas.
" Mediante un algoritmo de inclusión/exclusión empezamos a probar el estudio genético de HLA en el Hospital de Niños de La Plata sobre casos dudosos. El análisis de alelos es más costoso que el de anticuerpos entonces hay que hacer una evaluación del costo/beneficio", aclaró.
Aspiran a presentar este proyecto ante las autoridades sanitarias para lo cual necesitan el estudio de un mayor número de casos. " Hasta ahora tenemos estudiados entre 50 y 60 casos de los cuales se diagnosticaron 10, es un trabajo hecho en pediatría y supongo que si se hace en adultos sería mucho mayor la detección de casos", dijo Chirdo.
Esta iniciativa conjunta entre el Hospital de Niños Sor María Ludovica de La Plata, el Hospital San Martín y la Facultad de Ciencias Exactas de la UNLP está planteada como un proyecto de extensión universitaria.

Enfermedad Celíaca

La enfermedad celíaca es una enteropatía crónica (del intestino delgado proximal) severa de base inmune generada en respuesta a un grupo proteínas del trigo fundamentalmente y de otros cereales, como la cebada y el centeno, que ocurre en personas con una susceptibilidad genética particular. Es una patología genética compleja que se caracteriza por una reacción inflamatoria en la mucosa intestinal que dificulta la absorción de macro y micronutrientes. Los síntomas son muy diversos pero todos los pacientes mostrarán una serología, histología y test genéticos compatibles con la enfermedad celíaca. Su tratamiento consiste en una dieta estricta libre de gluten. Afecta al 1% de la población, casi al doble de mujeres que varones.