La adenosina deaminasa (ADA) es una enzima clave de las vías de salvamento de las purinas y su deficiencia causada por mutaciones en el gen ADA da lugar a una de las causas más comunes de inmunodeficiencia combinada severa (SCID) autosómica recesiva, que representa aproximadamente el 10-15% de los casos en poblaciones no consanguíneas. La ausencia o el deterioro de la función de ADA conduce a la acumulación de los metabolitos tóxicos adenosina, 2’desoxiadenosina y desoxiadenosina trifosfato (dATP). La SCID con deficiencia de ADA se caracteriza por una linfocitopenia grave que afecta a los linfocitos T y B y a las células NK, pero, debido a la naturaleza ubicua de la enzima, también se observan manifestaciones no inmunológicas, como déficits del desarrollo neurológico, sordera neurosensorial y anomalías esqueléticas. Se calcula que la incidencia de la deficiencia de ADA en Europa oscila entre 1:375.000 y 1:660.000 nacidos vivos. El diagnóstico precoz de la IDCG por déficit de ADA y el inicio del tratamiento son esenciales en esta enfermedad que, de otro modo, sería mortal. Las opciones de tratamiento actuales incluyen la terapia de sustitución enzimática (TRE), el trasplante alogénico de células madre hematopoyéticas (HSCT) y la terapia génica autóloga (GT).
Bioquímica
La ADA es una enzima metabólica que se expresa de forma ubicua, aunque el nivel de actividad enzimática varía, observándose los niveles más altos en los tejidos linfoides, especialmente en el timo, el cerebro y el tracto gastrointestinal, y se expresa tanto de forma intracelular como en la superficie celular en complejo con CD26. Junto con la purina nucleósido fosforilasa, constituye un componente esencial de la vía de salvamento de las purinas, responsable de la desaminación irreversible de la adenosina y la 2’desoxiadenosina en inosina y 2’desoxiinosina respectivamente. La ausencia o el deterioro de su función provoca la acumulación intracelular y extracelular de estos sustratos. La adenosina procede principalmente de la descomposición del trifosfato de adenosina (ATP) y del ARN, y la 2’desoxiadenosina de la descomposición del ADN. La 2’desoxiadenosina inhibe de forma irreversible la enzima S-adenosilhomocisteína (SAH) hidrolasa, provocando la acumulación de SAH, que posteriormente impide los procesos de metilación mediados por la S-adenosilmetionina, necesarios para la diferenciación normal de los timocitos, lo que probablemente contribuye a la alteración del desarrollo de los linfocitos T evidente en la deficiencia de ADA. El aumento de la captación intracelular de 2’deoxiadenosina, seguido de la fosforilación por parte de la desoxicitidina quinasa, conduce a la acumulación de desoxiadenosina trifosfato (dATP), que inhibe la ribonucleótido reductasa, impidiendo la síntesis y reparación normales del ADN. La adenosina es una importante molécula de señalización extracelular; se cree que la interrupción de estas vías de señalización interfiere en las respuestas inmunitarias normales. Los receptores de adenosina pertenecen a la familia de los receptores acoplados a proteínas G, de los que existen cuatro subtipos (A1, A2A, A2B y A3), que desempeñan diferentes funciones en la regulación de la fisiología celular normal en una amplia variedad de tejidos, como el cerebro, el sistema cardiovascular y los pulmones.
Diagnóstico
El diagnóstico de la deficiencia de ADA se establece mediante pruebas genéticas bioquímicas y moleculares. Las pruebas bioquímicas demuestran una actividad de ADA ausente o muy reducida (< 1% de lo normal) y una marcada elevación del metabolito dATP o de los nucleótidos dAdo totales (la suma de dAMP, dADP y dATP) en los eritrocitos. También es característica la reducción de la actividad de la hidrolasa de HSA en los eritrocitos (< 5% de lo normal). Si un paciente con sospecha de deficiencia de ADA ha recibido una transfusión de sangre reciente, el análisis de la actividad de ADA puede medirse en los padres, observándose una actividad reducida en los portadores heterocigotos, o puede realizarse en células no eritroides, como los leucocitos. También pueden utilizarse fibroblastos, pero los cultivos de fibroblastos no suelen estar disponibles fácilmente y esto puede retrasar el diagnóstico. El diagnóstico genético molecular se basa en la identificación de mutaciones patogénicas bialélicas en el gen ADA, situado en el cromosoma 20q12-q13.11 y en el que se han identificado más de 70 mutaciones causales.
Los hallazgos de laboratorio de apoyo incluyen linfocitopenia, con ausencia de linfocitos T y B y células NK, e inmunoglobulinas séricas bajas, aunque en la primera infancia la IgG puede ser normal debido a la transferencia maternoplacentaria. Las respuestas proliferativas de los linfocitos T son bajas o están ausentes, al igual que las respuestas de los anticuerpos específicos. Se ha demostrado que el nivel de sustratos metabólicos y el genotipo se correlacionan con la gravedad del fenotipo clínico.
Manifestaciones clínicas
Sistema inmunitario – efectos a nivel celular
Las consecuencias dominantes de la deficiencia de ADA se producen en el sistema inmunitario, causando una grave depleción de linfocitos T y B y de células NK, lo que da lugar a una inmunidad celular y humoral alterada. Se expresan altos niveles de ADA en los tejidos linfoides debido a los altos niveles de recambio celular, particularmente en el timo, lo que probablemente explica los graves efectos linfocitotóxicos resultantes de la deficiencia. Los mecanismos subyacentes responsables de los efectos deletéreos sobre el sistema inmunitario se han dilucidado con el uso de modelos experimentales con deficiencia de ADA. Hay efectos pronunciados en el desarrollo de los timocitos, aunque se desconoce la etapa precisa en la que esto ocurre. Apasov et al. demostraron una amplia apoptosis en los timos de los modelos murinos con ADA(-/), pero no en los ganglios linfáticos periféricos ni en el bazo, lo que demuestra el efecto perjudicial sobre los timocitos en desarrollo. La apoptosis en el timo era evidente predominantemente en la unión cortico-medular y afectaba particularmente a los timocitos doblemente positivos. Los linfocitos T periféricos también eran anormales, con una distribución aberrante en los tejidos linfoides secundarios y la expresión de marcadores celulares, así como una señalización defectuosa de los linfocitos T a través del TCR . Se cree que la combinación de la acumulación intracelular de sustratos tóxicos y la señalización defectuosa de los linfocitos T contribuyen al agotamiento de los timocitos en desarrollo.
El compartimento de los linfocitos B también se ve afectado en la deficiencia de ADA, y los pacientes presentan una linfocitopenia B grave e hipogammaglobulinemia, aunque, a diferencia de los linfocitos T, el desarrollo temprano de los linfocitos B no parece estar alterado. Se observa una arquitectura anormal del centro germinal esplénico, lo que sugiere un deterioro de la maduración de los linfocitos B dependiente del antígeno, y los linfocitos B también mostraron una capacidad proliferativa reducida, un aumento de la apoptosis y un deterioro de la señalización tras la activación. Esto sugiere que es más probable que el defecto de los linfocitos B esté relacionado con la alteración de la diferenciación debido a un defecto intrínseco y no sólo por la falta de ayuda adecuada de los linfocitos T CD4+. El deterioro de la recombinación V(D)J debido al aumento de los niveles de dATP también puede afectar negativamente a la diversidad y la función de los linfocitos B.
Sistema inmunitario – manifestaciones clínicas
Como resultado de una inmunidad celular y humoral gravemente defectuosa, la presentación típica de la deficiencia de ADA se produce a principios de la vida con infecciones graves y retraso en el desarrollo, y los individuos afectados normalmente sucumben en el primer o segundo año de vida sin intervención. El cuadro clínico de la IDCG con déficit de ADA es similar al de otras formas genéticas de IDCG, siendo característicos la diarrea persistente, la dermatitis y las infecciones graves, a menudo causadas por patógenos oportunistas como el Pneumocystis jiroveci. Los hallazgos físicos incluyen la ausencia de la glándula del timo en las radiografías torácicas y la ausencia de tejidos linfoides.
Manifestaciones no inmunológicas
La naturaleza ubicua de la ADA también significa que las consecuencias de la deficiencia no se limitan a los linfocitos, y también se observan muchas otras características sistémicas no inmunológicas, con un impacto conocido en los sistemas nervioso, auditivo, esquelético, pulmonar, hepático y renal, así como anomalías cognitivas y de comportamiento. Las manifestaciones no inmunológicas se han hecho más evidentes en los últimos años a medida que la supervivencia y la reconstitución inmunitaria mejoran tras el trasplante de células madre, y el conocimiento y la identificación de la afectación de múltiples sistemas orgánicos es esencial para permitir un tratamiento óptimo oportuno.
Se ha demostrado que los niños con deficiencia de ADA presentan una serie de anomalías de comportamiento, incluyendo déficits de atención, hiperactividad, agresividad y problemas sociales, que parecen desarrollarse independientemente de las influencias asociadas al HSCT . Los niveles de CI son más bajos en los niños con SCID con déficit de ADA en comparación con la media de la población y en comparación con los niños con otras formas de SCID . Los altos niveles de expresión de ADA encontrados en el cerebro , y el hallazgo de que las puntuaciones totales de CI se correlacionan con el nivel de dATP en el momento del diagnóstico , apoyan aún más la teoría de que el deterioro cognitivo es tanto una consecuencia de la alteración metabólica en la deficiencia de ADA como dependiente del grado de deficiencia.
La pérdida de audición neurosensorial bilateral se informó por primera vez en dos pacientes con deficiencia de ADA que habían sido tratados con éxito con HSCT. Se excluyeron las causas estructurales e infecciosas y ambos pacientes no recibieron ningún tipo de acondicionamiento antes del HSCT, lo que excluye esa causa potencial e implica el defecto metabólico subyacente. En una cohorte de 12 pacientes con deficiencia de ADA que habían sido tratados con HSCT se informó de una alta prevalencia de pérdida de audición neurosensorial bilateral (58%). En este estudio, no se encontró ninguna relación entre la sordera y los niveles de dATP.
El papel metabólico de la adenosina deaminasa y las consecuencias de la acumulación de sustratos tóxicos en los pulmones se ha demostrado en modelos experimentales, con ratones ADA(-/-) que muestran una inflamación pulmonar grave, con acumulación de macrófagos y eosinófilos activados, y remodelación de las vías respiratorias, reversible al iniciar la TRE . Los modelos de ratón también han demostrado que la exposición prolongada a altas concentraciones de adenosina en el pulmón debido al tratamiento con dosis bajas de TRE conduce al desarrollo de fibrosis pulmonar, pero estos cambios se revirtieron al reducir los niveles de adenosina pulmonar . En los pacientes con déficit de ADA se observan manifestaciones pulmonares similares, y la enfermedad pulmonar no infecciosa, incluyendo neumonitis y proteinosis alveolar pulmonar (PAP), se encuentra con mayor frecuencia que en otras formas genéticas de SCID . En un estudio, el 43,8% de los pacientes con IDCG con déficit de ADA presentaban PAP, que se resolvió rápidamente (en todos los pacientes menos en uno) tras el inicio de la TRE.
Se ha informado ampliamente de anormalidades esqueléticas como la implicación de las articulaciones costocondrales, posiblemente relacionadas con un desequilibrio entre el ligando del factor nuclear-κB (RANKL) y la osteoprotegerina (OPG), lo que perturba la interacción entre los osteoblastos y los osteoclastos y la subsiguiente formación de hueso, aunque las anormalidades son principalmente sólo aparentes en las imágenes radiológicas sin consecuencias dismórficas . El efecto de los metabolitos tóxicos en la médula ósea puede desempeñar un papel en el «autocondicionamiento» evidente en la SCID con déficit de ADA, con la creación de nichos de células madre, facilitando el injerto de células madre hematopoyéticas del donante. Sin embargo, también se han descrito anomalías esqueléticas en otras inmunodeficiencias y no se observa una corrección completa tras el tratamiento, lo que sugiere que hay otros factores implicados en la patogénesis.
La afectación hepática en la deficiencia de ADA parece diferir entre los ratones y los humanos. Los modelos murinos de ADA(-/-) muestran una grave degeneración hepatocelular que es mortal en el periodo perinatal. En comparación, normalmente no se observa un grado grave de deterioro hepático en los pacientes con déficit de ADA, aunque existe un caso de un paciente con SCID con déficit de ADA que desarrolló un rápido fallo hepático mortal que no pudo atribuirse a una infección, y un neonato con SCID con déficit de ADA con hepatitis e hiperbilirrubinemia que se resolvió con TRE. Los informes sobre la afectación renal en la deficiencia de ADA incluyen la aparición de esclerosis mesangial encontrada en 7/8 autopsias de pacientes con deficiencia de ADA, y 6/8 también demostraron esclerosis cortical de las glándulas suprarrenales . El síndrome hemolítico urémico atípico se notificó en 4 pacientes con deficiencia de ADA, 2 de los cuales se recuperaron con un deterioro renal residual leve o nulo tras el tratamiento de apoyo y el inicio de la TRE. El dermatofibrosarcoma protuberante es un tumor cutáneo maligno poco frecuente, que se ha notificado con mayor frecuencia en pacientes con deficiencia de ADA, pero el mecanismo que lo explica no está claro.
Aunque la deficiencia de ADA está ampliamente aceptada como un trastorno metabólico sistémico, es importante tener en cuenta que ciertas manifestaciones sistémicas sólo se han notificado en un pequeño número de pacientes. Pueden estar implicados otros factores, como los agentes infecciosos, y es necesario seguir investigando la patogénesis subyacente de estas manifestaciones. No obstante, el conocimiento de la afectación multiorgánica es esencial para una atención óptima del paciente.
Deficiencia de ADA de inicio parcial y tardío
Hay heterogeneidad en el fenotipo de la deficiencia de ADA, ya que aproximadamente el 15-20% de los pacientes presentan un «inicio clínico retardado» con una inmunodeficiencia combinada menos grave, pero que empeora gradualmente, más tarde en la vida, normalmente en la primera década, pero ocasionalmente en la edad adulta. Las manifestaciones clínicas en este grupo de «inicio retardado» incluyen infecciones recurrentes, pero menos graves, que afectan sobre todo al tracto sinopulmonar. También se producen infecciones virales por el virus del papiloma. También puede haber autoinmunidad, alergia y niveles elevados de IgE. Debido a este espectro de fenotipos clínicos, es importante considerar el diagnóstico de la deficiencia de ADA en individuos de edad avanzada, ya que el retraso en el reconocimiento conduce al deterioro de la función inmunológica y al desarrollo de secuelas irreversibles de infecciones recurrentes y crónicas. El cribado también ha identificado a individuos asintomáticos que tienen una actividad de ADA muy baja o ausente en los eritrocitos, pero mayores niveles de actividad de ADA (2%-50% de lo normal) en las células nucleadas, lo que se denomina «deficiencia parcial de ADA» . Estos pacientes tienen una función inmunitaria y una esperanza de vida aparentemente normales, aunque actualmente no se dispone de datos de seguimiento a largo plazo para confirmarlo.
Manejo
A diferencia de otras formas de SCID, el manejo de la deficiencia de ADA incluye múltiples opciones; ERT, HSCT alogénico y GT autólogo, de los cuales sólo los dos últimos son curativos.
La ERT con adenosina deaminasa conjugada con polietilenglicol (PEG-ADA) es la única opción terapéutica que no es definitiva en cuanto a la corrección de la enfermedad, pero permite la eliminación sistémica o «desintoxicación» de los sustratos metabólicos tóxicos. La ERT es una opción si no hay un donante de HSCT adecuado, o si hay contraindicaciones para el HSCT, sin embargo, la ERT a largo plazo se asocia con una reconstitución inmunológica subóptima. Otras limitaciones de la TRE son la falta de disponibilidad en algunos países, el elevado coste y el hecho de que se requiera un tratamiento de por vida. También es una opción a corto plazo que se utiliza como puente estabilizador hacia el TCMH o el TG para mejorar la función inmunitaria endógena y ayudar a la recuperación de las infecciones o en el entorno de la proteinosis alveolar pulmonar para optimizar el estado clínico antes del tratamiento definitivo. El uso de la ERT y el momento de su cese antes del HSCT alogénico deben considerarse cuidadosamente, ya que la mejora de la inmunidad del receptor supone un riesgo potencialmente mayor de rechazo del injerto, pero el cese de la ERT somete al paciente a un riesgo significativamente mayor de infección. Curiosamente, Hassan et al. no mostraron ninguna diferencia en los resultados de supervivencia entre los pacientes que recibieron y no recibieron TRE ≥ 3 meses antes del TCMH, pero la mayoría del grupo que recibió TRE procedió a realizar trasplantes de donante no emparentado/no emparejado (MUD/MMUD) o de donante haploidéntico . La TRE puede continuarse durante un mes después de la TG, o hasta el momento de la infusión, para mantener niveles bajos de metabolitos tóxicos que faciliten el injerto de las células corregidas genéticamente.
Tradicionalmente, el TCMH ha sido el tratamiento de elección para la IDCG con déficit de ADA, y suele realizarse lo antes posible tras el diagnóstico para minimizar el tiempo de exposición a niveles altos de metabolitos tóxicos y antes de la adquisición de infecciones. En el estudio más amplio realizado hasta la fecha, en el que se examinó el resultado de 106 pacientes con IDCG con déficit de ADA después de un TCSH, un TCSH más temprano se asoció con una mejor supervivencia global, pero esto no alcanzó significación estadística, posiblemente debido al menor número de pacientes en los grupos más antiguos. Se observa un resultado global superior tras el TCMH utilizando donantes emparejados de hermanos y familiares (MSD/MFD) en comparación con el MUD y los donantes haploidénticos (86% y 81% frente a 66% y 43% respectivamente) . Esto puede estar relacionado con una disponibilidad más rápida de los donantes de hermanos o familiares, lo que probablemente se traduzca en un mejor estado clínico antes del HSCT. Los TCMH de MSD y MFD también suelen realizarse sin sueroterapia, lo que repercute positivamente en la tasa de recuperación de los linfocitos T y la eliminación de las infecciones víricas en estos pacientes. El resultado también mejora significativamente en el TCMH no condicionado en comparación con el condicionamiento mieloablativo, aunque la falta de condicionamiento también puede perjudicar el injerto, especialmente con donantes haploidénticos . El TCMH no condicionado que utiliza un MSD o un MFD se asocia a una reconstitución inmunitaria celular y humoral satisfactoria, aunque se desconoce el resultado a largo plazo del estado inmunitario y es necesario un seguimiento adicional . Esto se contradice con otras formas de SCID, y puede ser que los efectos tóxicos locales de la deficiencia de ADA en la médula actúen como «auto-condicionamiento» y permitan el injerto de células madre del donante en ausencia de quimioterapia. Los pacientes que sobreviven al TCMH parecen tener una buena reconstitución inmunitaria, independientemente del tipo de donante que se haya utilizado, y la mayoría de los pacientes logran una recuperación celular y humoral completa, son capaces de dar respuestas a las vacunas y no requieren sustitución de inmunoglobulinas. Por el contrario, sólo alrededor del 50% de los pacientes con ERT a largo plazo son capaces de interrumpir la terapia de reemplazo de inmunoglobulina.
Menos del 25% de los pacientes con SCID con déficit de ADA tienen un MSD o MFD disponible, y en tales situaciones la GT se ha establecido como una opción terapéutica aceptada. Tras su desarrollo inicial hace más de 20 años, la TG para la IDCG con déficit de ADA se ha convertido en un hito en el avance médico al ser el primer vector retroviral de células madre ex vivo (Strimvelis™) autorizado por la Unión Europea (UE). Los enfoques iniciales, antes del desarrollo de Strimvelis™, utilizaban la médula ósea o la sangre del cordón umbilical sin acondicionamiento preparatorio, pero daban lugar a una producción inadecuada de ADA y los pacientes necesitaban una ERT continua. La mejora de los métodos de transferencia génica y la introducción de un acondicionamiento no mieloablativo con dosis bajas de busulfán antes de la infusión para dejar espacio a las células transfectadas dieron lugar a una reconstitución inmunitaria eficaz y, hasta la fecha, no se han notificado casos de mutagénesis genotóxica por inserción, a diferencia de otras inmunodeficiencias primarias tratadas mediante terapia génica con vectores retrovirales. El informe más extenso realizado hasta la fecha por Cicalese et al. sobre 18 pacientes con ADA-SCID tratados con TG, con una mediana de seguimiento de 6,9 años, informó de una supervivencia del 100% sin transformaciones leucémicas, una tasa reducida de infecciones y una sólida reconstitución de linfocitos T y posteriormente de linfocitos B, aunque el porcentaje de células mieloides corregidas por el gen fue mucho menor . Las ventajas de la TG incluyen la ausencia de riesgo de enfermedad de injerto contra huésped, y un inicio más rápido de la terapia en comparación con el que supone la búsqueda de un donante cuando no se dispone de un MSD o MFD. Sin embargo, todavía no se conocen los resultados a largo plazo y es necesario un mayor seguimiento para poder comprender mejor los riesgos asociados a la TG en comparación con el HSCT alogénico o la TRE a largo plazo. Aunque la TG que utiliza vectores gamma-retrovirales ha demostrado un excelente perfil de seguridad hasta la fecha, recientemente se han comunicado nuevos desarrollos que utilizan la TG mediada por vectores lentivirales, que aprovechan el potencial de transducir tanto las células que no se dividen como las que se dividen, y que muestran resultados prometedores tanto en términos de eficacia clínica como de seguridad.
Resultado a largo plazo
El trasplante utilizando un MSD o un MFD sin acondicionamiento poco después del diagnóstico se asocia con un buen resultado en términos de supervivencia y recuperación de CD3+ en el primer año después del HSCT , pero se sabe poco sobre el resultado a largo plazo y la calidad de la reconstitución inmunitaria de los pacientes con SCID con déficit de ADA. La aplicación ampliada del cribado neonatal de la IDCG puede contribuir a mejorar los resultados en el futuro al permitir la identificación de los bebés con IDCG (de todas las causas genéticas) antes del desarrollo de infecciones y otras complicaciones mediante la detección de círculos de escisión del receptor de células T (TRECs). Los TRECs son trozos de ADN extirpados durante el desarrollo del receptor de células T, y son una medida precisa de la producción tímica. Los pacientes con IDCG tienen un número significativamente menor de TRECs que pueden ser detectados utilizando la mancha de sangre seca del recién nacido. Un diagnóstico más temprano y una menor carga de complicaciones permiten una intervención más rápida y un mejor resultado, ya que los estudios indican que los hermanos diagnosticados sobre la base de una historia familiar conocida tienen una supervivencia significativamente mejor . A pesar de las perspectivas positivas en cuanto a la reconstitución inmunitaria tras el TCMH, tal y como informan Hassan et al., el periodo de seguimiento en este estudio fue de un máximo de 27,6 años (mediana de 6,5 años) , y se necesitan datos de seguimiento más largos para seguir evaluando la permanencia de la inmunidad de los linfocitos T, ya que los datos iniciales sugieren que la timopoyesis es limitada en los TCMH de MFD/MSD no condicionados, lo que puede llevar al eventual agotamiento del repertorio de linfocitos T . Las perspectivas de la TG como opción terapéutica también son prometedoras, especialmente con el desarrollo de vectores refinados y la tecnología de edición de genes, pero es necesario un mayor seguimiento a largo plazo. También se está desarrollando la mejora de la PEG-ADA, con un ensayo clínico en curso que utiliza una enzima de origen recombinante como alternativa a las secuencias bovinas utilizadas actualmente. Aunque no se han realizado grandes estudios prospectivos que examinen el resultado de los defectos no inmunológicos tras el tratamiento definitivo, pequeños informes retrospectivos sugieren que los defectos neurológicos, conductuales y audiológicos no se corrigen. Se necesitan más estudios para examinar si factores como el tipo de donante y el régimen de acondicionamiento, o el tipo de terapia, influyen en los resultados en estas áreas. También se necesita una mayor comprensión de la patogénesis subyacente implicada en las manifestaciones sistémicas no inmunes para permitir una investigación y un manejo óptimos, así como para descifrar completamente entre los efectos metabólicos de la deficiencia de ADA y los efectos infligidos por agentes infecciosos.