A deaminase adenosina (ADA) é uma enzima-chave das vias de salvamento da purina e a deficiência causada por mutações no gene ADA resulta em uma das causas mais comuns de imunodeficiência combinada grave recessiva autossômica (SCID), sendo responsável por aproximadamente 10-15% dos casos em populações consanguíneas. A ausência ou a deficiência da função da ADA leva ao acúmulo dos metabólitos tóxicos adenosina, 2’desoxiadenosina e deoxiadenosina trifosfato (dATP). O SCID deficiente em ADA é caracterizado por linfocitopenia grave afetando linfócitos T e B e células NK, mas, devido à natureza ubíqua da enzima, também são observadas manifestações não imunológicas, incluindo déficits neurodevelopmentais, surdez neurossensorial e anormalidades esqueléticas. A incidência da deficiência de ADA na Europa é estimada entre 1:375.000 a 1:660.000 nascidos vivos. O diagnóstico precoce do SCID deficiente em ADA e o início do tratamento é essencial nesta condição, que de outra forma seria fatal. As opções de tratamento atuais incluem terapia de reposição enzimática (TRE), transplante alogênico de células-tronco hematopoiéticas (TCTH) e terapia genética autóloga (GT).
Bioquímica
ADA é uma enzima metabólica expressa ubíquamente, embora o nível de atividade enzimática varie, com níveis mais altos observados nos tecidos linfóides, particularmente no timo, cérebro e trato gastrointestinal, e é expressa tanto intracelularmente como na superfície celular complexada com CD26 . Com a fosforilase nucleosídica purina, ela forma um componente essencial da via de recuperação da purina, responsável pela desaminação irreversível da adenosina e da 2’deoxiadenosina em inosina e 2’deoxiinosina, respectivamente. A ausência ou a função prejudicada resulta, consequentemente, no acúmulo intracelular e extracelular desses substratos. A adenosina deriva principalmente da quebra da adenosina trifosfato (ATP) e RNA, e a 2’desoxiadenosina da quebra do DNA. A 2’desoxiadenosina inibe irreversivelmente a enzima S-adenosilomocisteína (SAH) hidrolase causando acúmulo de SAH, o que subsequentemente previne processos de metilação mediada por S-adenosilmetionina necessários para a diferenciação normal dos timócitos, provavelmente contribuindo para o comprometimento do desenvolvimento de linfócitos T evidente na deficiência de ADA . O aumento da absorção intracelular de 2’desoxiadenosina seguida de fosforilação por desoxicitidina quinase leva ao acúmulo de trifosfato de desoxiadenosina (dATP) que inibe a ribonucleotídeo redutase, impedindo a síntese e reparação normal do DNA . A adenosina é uma importante molécula extracelular de sinalização; pensa-se que a perturbação destas vias de sinalização interfere com as respostas imunitárias normais . Os receptores de adenosina pertencem à família dos receptores acoplados à proteína G, dos quais existem quatro subtipos (A1, A2A, A2B e A3), que desempenham diferentes papéis na regulação da fisiologia celular normal numa grande variedade de tecidos, incluindo o cérebro, o sistema cardiovascular e os pulmões .
Diagnóstico
Diagnóstico de deficiência de ADA é estabelecido por testes bioquímicos e moleculares genéticos. Os testes bioquímicos demonstram a ausência ou grande redução da atividade do ADA (< 1% do normal) e elevação acentuada do metabolito dATP ou dos nucleotídeos totais do dAdo (a soma do dAMP, dADP e dATP) em eritrócitos. A redução da atividade da SAH hidrolase em eritrócitos (< 5% do normal) também é característica. Se um paciente com suspeita de deficiência de ADA teve uma transfusão de sangue recente, a análise da atividade de ADA pode ser medida nos pais, com redução da atividade observada em portadores heterozigotos, ou pode ser realizada em células não-eritróides, como leucócitos. Os fibroblastos também podem ser usados, mas as culturas de fibroblastos geralmente não estão prontamente disponíveis e isso pode atrasar o diagnóstico. O diagnóstico genético molecular depende da identificação de mutações patogênicas bi-alélicas no gene ADA, localizado no cromossomo 20q12-q13.11 e no qual mais de 70 mutações causadoras foram identificadas.
Apesos laboratoriais de apoio incluem linfocitopenia, com ausência de linfócitos T e B e células NK e imunoglobulinas séricas baixas, embora na primeira infância a IgG possa ser normal devido à transferência maternoplacentária. As respostas proliferativas dos linfócitos T são baixas ou ausentes, assim como as respostas de anticorpos específicos. O nível de substratos metabólicos e o genótipo têm demonstrado correlação com a gravidade do fenótipo clínico .
Aprovas clínicas
Sistema imunológico – efeitos a nível celular
As consequências dominantes da deficiência de ADA são sobre o sistema imunológico, causando grave depleção de linfócitos T e B e células NK, resultando em comprometimento da imunidade celular e humoral. Os altos níveis de ADA são expressos em tecidos linfóides devido aos altos níveis de rotação celular, particularmente no timo, provavelmente explicando os efeitos linfocitotóxicos graves resultantes da deficiência. Os mecanismos subjacentes responsáveis pelos efeitos deletérios sobre o sistema imunológico foram elucidados com o uso de modelos experimentais deficientes em ADA. Há efeitos pronunciados no desenvolvimento de timócitos, embora o estágio preciso em que isso ocorre seja desconhecido. Apasov et al. demonstraram apoptose extensa no timo de modelos murinos de ADA(-/-) mas não nos linfonodos periféricos e no baço, demonstrando o efeito prejudicial no desenvolvimento de timócitos. A apoptose no timo era evidente predominantemente na junção cortico-medular e afetava particularmente os timócitos duplamente positivos. Os linfócitos T periféricos também eram anormais, com distribuição aberrante nos tecidos linfóides secundários e expressão de marcadores celulares, bem como sinalização defeituosa dos linfócitos T através do TCR . Pensa-se que a combinação do acúmulo intracelular de substratos tóxicos e sinalização defeituosa de linfócitos T contribui para o esgotamento do desenvolvimento de timócitos.
O compartimento de linfócitos B também é afetado na deficiência de ADA com pacientes que exibem linfocitopenia grave e hipogamaglobulinaemia, embora, ao contrário dos linfócitos T, o desenvolvimento precoce de linfócitos B não pareça estar perturbado . Observa-se uma arquitetura anormal do centro germinal esplênico, sugerindo uma diminuição da maturação dos linfócitos B dependentes de antígenos, e os linfócitos B também apresentam redução das capacidades proliferativas, aumento da apoptose e diminuição da sinalização após a ativação . Isto sugere que o defeito do linfócito B está mais relacionado a uma diferenciação prejudicada devido a um defeito intrínseco do que apenas devido à falta de ajuda apropriada do linfócito T CD4+. A recombinação V(D)J deficiente devido ao aumento dos níveis de dATP também pode afetar negativamente a diversidade e função dos linfócitos B.
Sistema imunológico – manifestações clínicas
Como resultado de imunidade celular e humoral severamente defetada, a apresentação típica de deficiência de ADA ocorre no início da vida com infecções graves e falha em prosperar, e os indivíduos afetados normalmente sucumbirão dentro do primeiro ou segundo ano de vida sem intervenção. O quadro clínico do SCID deficiente em ADA é semelhante a outras formas genéticas de SCID, com diarréia persistente, dermatite e infecções graves, muitas vezes causadas por patógenos oportunistas como Pneumocystis jiroveci, sendo característico. Os achados físicos incluem a ausência da glândula timo em radiografias torácicas e a ausência de tecidos linfóides.
Proformações não imunológicas
A natureza ubíqua da ADA também significa que as conseqüências da deficiência não se limitam aos linfócitos, e muitas outras características sistêmicas não imunológicas também são observadas, com impacto conhecido nos sistemas nervoso, auditivo, esquelético, pulmonar, hepático e renal, assim como anormalidades cognitivas e comportamentais. As manifestações não-imunológicas têm se tornado mais evidentes nos últimos anos à medida que a sobrevivência e reconstituição imunológica melhoram após o transplante de células-tronco, e a consciência e identificação do envolvimento de múltiplos sistemas de órgãos é essencial para permitir um manejo ótimo em tempo hábil.
Crianças com deficiência de ADA têm demonstrado exibir uma gama de anormalidades comportamentais, incluindo déficits de atenção, hiperatividade, agressão e problemas sociais, que parecem se desenvolver independentemente das influências associadas ao TCTH. Os níveis de QI são mais baixos em crianças com SCID deficiente em ADA em comparação com a média da população e em comparação com crianças com outras formas de SCID . Os altos níveis de expressão de ADA encontrados no cérebro e a constatação de que os escores de QI total se correlacionam com o nível de dATP no momento do diagnóstico, corroboram ainda mais a teoria de que o comprometimento cognitivo é consequência do distúrbio metabólico na deficiência de ADA e dependente do grau de deficiência.
Perda auditiva neurossensorial bilateral foi relatada pela primeira vez em dois pacientes com deficiência de ADA que haviam sido tratados com sucesso com o TCTH. As causas estruturais e infecciosas foram excluídas e ambos os pacientes não receberam nenhum condicionamento antes do TCTH, o que exclui esta como causa potencial e implicando o defeito metabólico subjacente. Uma alta prevalência de perda auditiva neurossensorial bilateral (58%) foi relatada em uma coorte de 12 pacientes com deficiência de ADA que haviam sido tratados com o TCTH. Neste estudo, não foi encontrada relação entre surdez e níveis de dATP.
O papel metabólico da deaminase adenosina e as conseqüências do acúmulo de substrato tóxico nos pulmões tem sido demonstrado em modelos experimentais, com ratos ADA(-/-)apresentando inflamação pulmonar grave, com acúmulo de macrófagos e eosinófilos ativados, e remodelação das vias aéreas, reversível no início da TRE. Modelos com ratos também mostraram que a exposição prolongada a altas concentrações de adenosina no pulmão devido ao tratamento com TRE em dose baixa leva ao desenvolvimento de fibrose pulmonar, mas estas alterações foram revertidas com a redução dos níveis de adenosina pulmonar. Em pacientes deficientes em ADA, manifestações pulmonares similares são observadas, e doenças pulmonares não infecciosas, incluindo pneumonite e proteinose alveolar pulmonar (PAP), são encontradas com mais freqüência do que em outras formas genéticas de SCID . 43,8% dos pacientes com SCID deficiente em ADA tiveram PAP em um estudo que se resolveu rapidamente (em todos os pacientes, exceto um) após o início da TRE .
Anormalidades esqueléticas como envolvendo as articulações costocondral são amplamente relatadas, possivelmente relacionadas a um desequilíbrio entre o fator nuclear-κB ligand (RANKL) e a osteoprotegerina (OPG), perturbando a interação entre osteoblastos e osteoclastos e a subsequente formação óssea, embora as anormalidades só sejam aparentes em imagens radiológicas sem consequências dismórficas . O efeito dos metabólitos tóxicos na medula óssea pode desempenhar um papel no “auto-condicionamento” evidente no SCID deficiente em ADA, com a criação de nichos de células estaminais, facilitando a gravação hematopoiética das células estaminais do doador. No entanto, anormalidades esqueléticas também têm sido relatadas em outras imunodeficiências e a correção completa após a terapia não é vista sugerindo outros fatores envolvidos na patogênese.
O envolvimento hepático na deficiência de ADA parece ser diferente entre ratos e humanos. Os modelos de Murine ADA(-/-) apresentam uma degeneração hepatocelular grave que é fatal no período perinatal. Em comparação, um grau grave de comprometimento hepático não é normalmente observado em pacientes com deficiência de ADA, embora haja um relato de caso de um paciente com SCID deficiente em ADA que desenvolveu falência hepática fatal rápida que não pôde ser atribuída a infecção , e um neonato com SCID deficiente em ADA com hepatite e hiperbilirrubinemia que se resolveu com ERT . Relatos de envolvimento renal na deficiência de ADA incluem a ocorrência de esclerose mesangial encontrada em 7/8 autópsias de pacientes com deficiência de ADA, com 6/8 também demonstrando esclerose cortical das glândulas supra-renais. A síndrome hemolítica uraêmica atípica foi relatada em 4 pacientes com deficiência de ADA, 2 que se recuperaram com comprometimento renal leve ou nenhum residual após o tratamento de suporte e início da TRE . O dermatofibrossarcoma protuberante é um tumor de pele maligno raro, que tem sido relatado para ocorrer com maior freqüência em pacientes com deficiência de ADA, mas o mecanismo por trás disso não é claro .
Embora a deficiência de ADA seja amplamente aceita como um distúrbio metabólico sistêmico, é importante considerar que certas manifestações sistêmicas têm sido relatadas apenas em um pequeno número de pacientes. Outros fatores contribuintes, como agentes infecciosos, podem estar envolvidos e é necessária uma investigação mais profunda sobre a patogênese subjacente a essas manifestações. No entanto, a consciência do envolvimento de múltiplos órgãos é essencial para o cuidado ideal do paciente.
Deficiência parcial e de início tardio do ADA
Existe heterogeneidade no fenótipo da deficiência de ADA, com aproximadamente 15-20% dos pacientes exibindo um “início clínico tardio” apresentando uma deficiência imunológica combinada menos grave, mas gradualmente piorando mais tarde na vida, geralmente dentro da primeira década, mas ocasionalmente na idade adulta . As manifestações clínicas neste grupo de “início retardado” incluem infecções recorrentes, mas menos graves, que afectam particularmente o tracto sinopulmonar. As infecções virais com o vírus do papiloma também ocorrem . Também podem ocorrer auto-imunidade, alergia e níveis elevados de IgE . Devido a este espectro de fenótipos clínicos, é importante considerar o diagnóstico de deficiência de ADA em indivíduos mais velhos, pois o atraso no reconhecimento leva à deterioração da função imunológica e ao desenvolvimento de sequelas irreversíveis de infecções recorrentes e crónicas. A triagem também identificou indivíduos assintomáticos com atividade muito baixa ou ausente de ADA em eritrócitos, mas maiores níveis de atividade de ADA (2%-50% do normal) em células nucleadas, a chamada “deficiência parcial de ADA”. Estes pacientes têm função imunológica aparentemente normal e expectativa de vida, embora dados de seguimento a longo prazo não estejam atualmente disponíveis para confirmar isto.
Gerenciamento
Descomo outras formas de SCID, o gerenciamento da deficiência de ADA inclui múltiplas opções; ERT, HSCT alogênico e GT autólogo, dos quais apenas os dois últimos são curativos.
ERT com deaminase adenosina conjugada com polietilenoglicol (PEG-ADA) é a única opção terapêutica que não é definitiva em termos de correção da doença, mas permite a depuração sistêmica ou ‘desintoxicação’ dos substratos metabólicos tóxicos. A TRE é uma opção se não houver um doador adequado de TCTH, ou se houver contra-indicações ao TCTH, entretanto, a TRE a longo prazo está associada a uma reconstituição imunológica subótima. Outras limitações à TRE incluem a falta de disponibilidade em alguns países, o alto custo e o fato de que é necessário um tratamento vitalício. É também uma opção a curto prazo utilizada como ponte estabilizadora do TCTH ou GT para melhorar a função imunológica endógena e ajudar na recuperação de infecções ou no estabelecimento de proteinose alveolar pulmonar para otimizar a condição clínica antes da terapia definitiva . O uso da TRE e o momento da cessação antes do TCTH alogênico devem ser cuidadosamente considerados, pois a melhoria da imunidade do receptor representa um risco potencialmente maior de rejeição do enxerto, mas a cessação da TRE sujeita o paciente a um risco significativamente maior de infecção. Curiosamente, Hassan et al. não mostraram diferença no resultado da sobrevida entre pacientes que fizeram e não receberam TRE ≥ 3 meses antes do TCTH, mas a maioria do grupo que recebeu TRE passou a ter doador não relacionado/dador não relacionado (MUD/MMUD) ou transplantes haploidenéticos de doadores. A TRE pode continuar por um mês após a GT, ou até o momento da infusão, para manter baixos níveis de metabólitos tóxicos para facilitar o enxerto das células do genecorrecionado .
Tradicionalmente, o TCTH tem sido o tratamento de escolha para o SCID deficiente em ADA, geralmente realizado o mais rápido possível após o diagnóstico para minimizar o tempo exposto a altos níveis de metabólitos tóxicos e antes da aquisição de infecções. No maior estudo realizado até à data, examinando o resultado de 106 pacientes com SCID deficiente em ADA após o TCTH, o TCTH anterior foi associado a uma melhor sobrevida global, mas isto não atingiu significância estatística, possivelmente devido ao menor número de pacientes nos grupos mais velhos. Um resultado global superior é observado após o TCTH usando doadores irmãos e familiares (MSD/MFD) em comparação com o MUD e doadores haplóides (86% e 81% versus 66% e 43% respectivamente) . Isto pode estar relacionado com uma disponibilidade mais rápida de irmãos ou de doadores familiares, resultando provavelmente numa melhor condição clínica para o TCTH. Os TCTH de MSD e de MFD também são geralmente realizados sem seroterapia, impactando positivamente na taxa de recuperação dos linfócitos T e na eliminação de infecções virais nestes pacientes. O resultado também é significativamente melhorado no TCTH não condicionado em comparação ao condicionamento mioablativo, embora a falta de condicionamento também possa prejudicar a enxertia, particularmente com doadores haplóides. O TCTH não condicionado utilizando um MSD ou MFD está associado a uma reconstituição celular e humoral bem sucedida, embora o resultado a longo prazo do estado imunológico seja desconhecido e seja necessário um acompanhamento posterior. Isto está em contradição com outras formas de SCID, e pode ser que os efeitos tóxicos locais da deficiência de ADA na medula óssea actuem como “auto-condicionamento” e permitam a gravação de células estaminais do doador na ausência de quimioterapia. Os pacientes que sobrevivem ao TCTH parecem ter bons resultados em termos de reconstituição imunológica, independentemente do tipo de doador utilizado, com a maioria dos pacientes obtendo recuperação celular e humoral completa, são capazes de fazer respostas vacinais e não necessitam de reposição de imunoglobulina . Em contraste, apenas cerca de 50% dos pacientes com TRE a longo prazo são capazes de interromper a terapia de reposição de imunoglobulina.
Menos de 25% dos pacientes com SCID deficiente em ADA têm uma MSD ou MFD disponível, e em tais situações o GT se estabeleceu como uma opção terapêutica aceita. Após o desenvolvimento inicial há mais de 20 anos, o GT para SCID com ADA-deficiente tornou-se um marco no avanço da medicina como a primeira União Europeia (UE) licenciada ex vivo com células estaminais retrovirais vetoriais GT (Strimvelis™) . As abordagens iniciais, antes do desenvolvimento do Strimvelis™, utilizavam sangue da medula óssea ou do cordão umbilical sem condicionamento preparatório, mas resultaram numa produção inadequada de ADA e os pacientes necessitavam de ERT contínua. A melhoria dos métodos de transferência de genes e a introdução de condicionamento não mieloablativo com busulfan de baixa dose antes da infusão para dar espaço às células transfectadas resultou numa reconstituição imunológica eficaz e, até à data, sem relatos de mutagénese insercional genotóxica , em contradição com outras imunodeficiências primárias tratadas por terapia genética utilizando vectores retrovirais . O maior relato até hoje feito por Cicalese et al. de 18 pacientes ADA-SCID tratados com GT, com seguimento mediano de 6,9 anos, relatou 100% de sobrevivência sem transformações leucêmicas, taxa reduzida de infecções e reconstituição robusta de linfócitos T e posteriormente linfócitos B, embora a porcentagem de células mielóide corrigidas pelo gene fosse muito menor. As vantagens do GT incluem a ausência de risco de doença enxerto-versus-hospedeiro, e um início mais rápido da terapia em comparação com a busca de doadores quando não há uma MSD ou MFD disponível. Contudo, o resultado a longo prazo ainda não é conhecido e é necessária uma monitorização adicional para permitir uma melhor compreensão dos riscos associados ao GT em comparação com o TCTH alogénico ou a TRE a longo prazo. Embora o GT usando vetores gama-retrovirais tenha demonstrado até agora um excelente perfil de segurança, novos desenvolvimentos usando o GT lentiviral mediado por vetores, que aproveita o potencial de transdução tanto de células não-divididas quanto de células divididas, foram recentemente relatados que apresentam resultados promissores tanto em termos de eficácia clínica quanto de segurança.
Desfecho a longo prazo
Transplante usando uma MSD ou MFD sem condicionamento precoce após o diagnóstico está associado a um bom resultado em termos de sobrevida e recuperação da CD3+ no primeiro ano pós TCTH, mas pouco se sabe sobre o resultado a longo prazo e qualidade da reconstituição imunológica de pacientes com SCID deficiente em ADA. A aplicação extensiva do rastreio de recém-nascidos para o SCID pode contribuir para melhorar os resultados no futuro, permitindo a identificação de bebés com SCID (de todas as causas genéticas) antes do desenvolvimento de infecções e outras complicações usando a detecção de círculos de excisão dos receptores de células T (TRECs). Os TRECs são pedaços de DNA excisado durante o desenvolvimento do receptor de células T, e são uma medida precisa da produção tímica. Os pacientes com SCID têm um número significativamente menor de TRECs que podem ser detectados usando a mancha de sangue seco do recém-nascido. Um diagnóstico precoce e uma menor carga de complicações permite uma intervenção mais rápida e um melhor resultado, uma vez que os estudos indicam que os irmãos diagnosticados com base numa história familiar conhecida têm uma sobrevida significativamente melhorada. Apesar da perspectiva positiva em termos de reconstituição imunológica após o TCTH, como relatado por Hassan et al., o período de acompanhamento neste estudo foi de no máximo 27,6 anos (mediana de 6,5 anos), e são necessários dados de acompanhamento mais longos para continuar a avaliar a permanência da imunidade dos linfócitos T, já que os dados iniciais sugerem que a timopoiese é limitada nos TCTH não condicionados, o que pode levar a um eventual esgotamento do repertório de linfócitos T. As perspectivas do GT como opção terapêutica também são promissoras; particularmente com o desenvolvimento de vetores refinados e tecnologia de edição de genes, mas é necessário um acompanhamento posterior a longo prazo. O desenvolvimento está também a ocorrer na melhoria do PEG-ADA, com um ensaio clínico em curso utilizando uma enzima de fonte recombinante como alternativa às sequências bovinas actualmente utilizadas. Embora não tenham sido realizados grandes estudos prospectivos examinando o resultado de defeitos não imunológicos após o tratamento definitivo, pequenos relatos retrospectivos sugerem que defeitos neurológicos, comportamentais e audiológicos não são corrigidos. Estudos adicionais são necessários para examinar se fatores como tipo de doador e regime de condicionamento, ou tipo de terapia, influenciam os resultados nessas áreas. Também é necessário compreender melhor a patogênese subjacente envolvida nas manifestações sistêmicas não imunes para permitir uma investigação e um manejo ideais, assim como decifrar completamente entre os efeitos metabólicos da deficiência de ADA e os efeitos infligidos pelos agentes infecciosos.