Conclusión breve
En un modelo experimental con ratas, la administración de gliotoxina redujo la incidencia de diabetes en un 50% aproximadamente.

Resumen

En este trabajo resumimos experimentos realizados en ratas con elevado riesgo de desarrollo de diabetes tipo 1. Descubrimos que el tratamiento crónico a partir de los 30 días de vida con un metabolito secundario de un hongo, conocido como gliotoxina (GT), redujo la incidencia de diabetes aproximadamente a la mitad de la observada en animales de control. También comentamos el fundamento de este proyecto, que nos condujo a investigar la GT y cómo interfiere en el desarrollo de diabetes. Los estudios que se están llevando a cabo en los principales centros de investigación se caracterizan por tres abordajes esenciales: (a) estudios de las sustancias inmunorreguladoras que modifican las respuestas inmunológicas nocivas para las células beta del páncreas, (b) desarrollo de protocolos y procedimientos que permitan reponer las células secretoras de insulina o crear agregados celulares similares a los islotes pancreáticos, y (c) investigación de regímenes farmacoterapéuticos que retrasen la pérdida de la función de las células beta o que mejoren la capacidad general del organismo para responder a las acciones biológicas de la insulina. Aunque no es posible afirmar que la curación de la diabetes tipo 1 sea inminente, la variedad de enfoques que se están ocupando del tema resulta muy alentadora.

Palabras clave
Diabetes, inmunoterapia, gliotoxina, trasplante

Clasificación en siicsalud
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Especialidades
Principal: Farmacología, 
Relacionadas: Endocrinología y Metabolismo, Nutrición, 

Enviar correspondencia a:
Bryan Larsen, Ph.D. Des Moines University, Osteopathic Medical Center, 3200 Grand Avenue, Des Moines, Iowa 50312, EE.UU.

Patrocinio y reconocimiento
El autor agradece la eficaz colaboración de Esther Ghan, asistente administrativa del decano de University Research, en la elaboración de este manuscrito. El Dr. Bryan Larsen recibió una subvención de Johnson y Johnson para sus estudios con gliotoxina.

New perspectives for treating insulin-dependent diabetes mellitus: novel therapies and protocols

Abstract
In this paper we have summarized experiments carried out on rats that are predisposed to developing type 1 diabetes at a high rate. We discovered that chronic treatment of these animals from age 30 days onward with a fungal secondary metabolite known as gliotoxin reduced the rate of diabetes development to about half the incidence seen in control animals. We also commented on the background of this project that propelled us to investigate the role of gliotoxin in interfering with developing diabetes. This study was reviewed in the larger context of many studies that are occupying scientists currently as they approach the problem of this autoimmune disease. Three key approaches characterize the studies underway in major research centers. These include studies on immunoregulatory substances that modify the immune responses that damage pancreatic beta cells, the development of protocols and procedures that allow repletion of insulin-secreting cells or islet-like aggregations of cells and pharmacotherapeutic regimens that slow the loss of beta cell function or make improve the ability of the body to respond to biological actions of insulin. While no claim is made that the cure for type 1 diabetes is imminent, the variety of different approaches to this problem is very encouraging.

Key words
Diabetes, immunotherapy, gliotoxin, transplantation

Artículo completo
Introducción
La diabetes mellitus se encuentra entre las enfermedades crónicas más extensamente estudiadas. No obstante, todavía es uno de los problemas de salud que más preocupan a la sociedad moderna debido a que afecta a millones de personas en el mundo entero y su secuencia patológica provoca lesiones en numerosos órganos y sistemas orgánicos, con debilitamiento y riesgo de muerte. Aunque un número mayor de enfermos padece diabetes tipo 2, que refleja un estado de insensibilidad periférica a la insulina, la diabetes mellitus tipo 1 se manifiesta a temprana edad y representa una falla de las células beta pancreáticas que se mantiene durante toda la vida. La diabetes tipo 1 se origina en una reacción autoinmunitaria en la cual se destruye gran parte de la función de las células beta del páncreas. La naturaleza autoinmunitaria de la enfermedad sugiere que los abordajes futuros para prevenir su desarrollo o retrasar su progresión deberán basarse en la comprensión y modificación de las reacciones inmunológicas que participan en la patogenia de la enfermedad.Las respuestas de la inmunidad celular y humoral forman parte del cuadro inmunopatológico del paciente diabético. Esto implica que los tratamientos inmunomoduladores pueden retrasar el desarrollo de la enfermedad.¹ La ciclosporina, una droga inmunosupresora de origen micótico, fue utilizada en diversas situaciones clínicas, incluido un estudio sobre diabetes mellitus.² Con el fin de aplicar en forma racional estrategias de intervención inmunológica, sería útil poder identificar anticipadamente a los individuos que desarrollarán diabetes tipo 1 o, al menos, detectar los signos tempranos de la enfermedad, antes que se produzca daño pancreático significativo.³ El anticuerpo circulante contra la glutamato decarboxilasa (GAD) podría ser uno de los primeros indicadores de diabetes inminente y ayudaría a fundamentar el uso de agentes inmunosupresores potentes.⁴ La detección temprana y los nuevos tratamientos inmunosupresivos parecen constituir un abordaje adecuado para el manejo de esta patología.Gliotoxina y diabetes tipo 1
Desde hace tiempo, nuestro laboratorio se ha interesado en los metabolitos secundarios de los hongos. Consideramos haber contribuido a la comprensión de las infecciones por Candida albicans al descubrir que este agente produce una epipolitiodioxopiperazina de bajo peso molecular: la gliotoxina (GT).⁵ Con anterioridad se había demostrado que la GT producida por los hongos filamentosos tiene actividades inmunosupresoras^6,7 y sugerimos que la cronicidad de las infecciones mucocutáneas por Candida se debería parcialmente a la producción de esta molécula inmunosupresiva. Gran parte del trabajo que surgió de esta hipótesis se centró en las vías por las cuales la GT podía disminuir las defensas del huésped y, en particular, las actividades de los leucocitos polimorfonucleares humanos.⁵Además de documentar los efectos de la GT sobre las defensas del huésped, simultáneamente nos intrigaba la posibilidad de utilizar tales efectos inmunosupresivos en procesos patológicos relacionados con reacciones inmunológicas exuberantes, como las producidas en las enfermedades autoinmunitarias. Algunos informes en la literatura indican que la ciclosporina A podría alterar el curso de la diabetes mellitus en modelos animales;^8,9 sobre la base de estos informes pensamos que la GT podría tener alguna utilidad en un contexto similar.Fuimos afortunados en contar con un colega, el Dr. Henry Driscoll, con considerable experiencia en un modelo animal de diabetes tipo I: las ratas BB. Un elevado porcentaje de estos animales con propensión a la diabetes desarrolla la forma insulinodependiente de la enfermedad a partir de los 65 días de vida.¹⁰ La mayoría de los estudios que interfieren exitosamente el desarrollo de diabetes en estos animales sugieren que el tratamiento se debe iniciar alrededor de los 30 días de vida para que sea efectivo. Confirmamos este concepto en nuestros estudios. En el año 2000 informamos que la incidencia de diabetes del 90% en el grupo de control se redujo a 56% en los animales tratados con GT.¹¹ Además, el estudio demostró que la GT disminuía en forma significativa las concentraciones sanguíneas de glucosa en animales prediabéticos. A continuación de este trabajo se realizó una investigación de algunos parámetros inmunológicos asociados con la administración de GT para el tratamiento de la diabetes en ratas BB con propensión a la enfermedad.¹² En ese estudio demostramos que poblaciones de esplenocitos tratados con gliotoxina in vitro exhibían disminución relativa de linfocitos CD4+ y aumento de células CD8+. No pudimos demostrar un cambio similar en las células obtenidas de animales que habían sido tratados con GT, pero la evaluación morfométrica de los folículos esplénicos de los que recibieron ese tratamiento demostró disminución de la pulpa blanca (la localización esplénica de los linfocitos T) en comparación con los controles. Probablemente esto se debió a la pérdida apoptótica de linfocitos, debido a que la apoptosis también estaba aumentada en los bazos de los animales tratados con GT. Otra observación importante fue el aumento significativo de la expresión del marcador RT6 en los linfocitos de ratas con propensión a la diabetes después del tratamiento con GT. Este marcador sólo está presente en un muy pequeño porcentaje de células en las ratas con diabetes tipo 1; el aumento de su expresión fue un hallazgo sorprendente que podría ser importante.Los estudios realizados sobre los efectos inmunológicos de la GT permitieron calificarla como sustancia inmunomoduladora más que como inhibidor global de las reacciones inmunológicas. Cualquier abordaje inmunológico para el tratamiento de la diabetes deberá utilizar modificaciones específicas y limitadas de las respuestas inmunitarias para tratar la autoinmunidad sin convertir al paciente en inmunodeprimido. Creemos que nuestros estudios indican que la GT podría cumplir este requisito.Si bien las investigaciones realizadas en ratas diabéticas sugieren la posibilidad de nuevos tratamientos potenciales para la enfermedad humana, la capacidad para traducir estas investigaciones en nuevos tratamientos de relevancia clínica aún constituye un verdadero desafío. A pesar de que Futren y cols.,² informaron retraso del desarrollo de diabetes manifiesta en seres humanos con la administración de ciclosporina, esta droga cuenta con la distinción de ser un fármaco aprobado con conocidos efectos terapéuticos y acciones adversas en seres humanos. De acuerdo con nuestro conocimiento, la GT no ha sido utilizada en seres humanos para ninguna indicación y se requiere un arduo proceso de desarrollo para convertirla en un producto clínicamente útil.Por cierto, cualquier consideración acerca del uso potencial de GT como agente terapéutico en seres humanos sería prematura si no se resolvieran antes varios interrogantes relacionados con los estudios en animales. Uno de ellos está referido a la duración de la administración de GT para que el animal se mantenga sin diabetes. En el modelo de ratas BB, la mayoría de los animales son diabéticos a los 120 días de edad y optamos por finalizar los estudios al cabo de ese lapso. No se pudo determinar si se habría desarrollado diabetes después de los 120 días al suspenderse la administración de GT, porque se presumió que no se producirían nuevos casos de la enfermedad. Aun si contáramos con estos datos, se ignora cómo podrían ser utilizados para prevenir la enfermedad humana. Además de transformar un resultado experimental en una posibilidad terapéutica, también sería necesario seleccionar a los pacientes adecuados para este tratamiento,¹³ aunque los antecedentes familiares y algunos marcadores séricos son claves útiles. Cuando la diabetes tipo 1 se manifiesta clínicamente, una porción considerable de la función pancreática ya se ha perdido.Modulación inmunológica como tratamiento de la diabetes
Otros abordajes promisorios para el tratamiento de la diabetes son las intervenciones inmunológicas, aunque no todas tienen por objetivo la inmunosupresión. No se conocen completamente los mecanismos subyacentes de la inmunopatología de la diabetes, pero se sugirió que algunas células inmunitarias específicas pueden recibir señales defectuosas que conducen a la obliteración ulterior de las células de los islotes que segregan insulina.¹⁴ Un modelo de abordaje informado recientemente plantea la reorientación de la respuesta inmunológica para preservar la función pancreática. Mediante el "reentrenamiento" del sistema inmunológico, el grupo de Faustman¹⁴ fue capaz de atenuar la destrucción de las células de los islotes. El aumento de la expresión de factor de necrosis tumoral alfa (TNF-alfa) en ratones para destruir las células inmunitarias defectuosas y la inyección de células donadas que expresaban sus propios péptidos resultaron cruciales para "reeducar" a las nuevas células T para que no atacaran a las células de los islotes. En consecuencia, hasta un 75% de los ratones tratados tuvieron concentraciones sanguíneas normales de glucosa que persistían 100 días después del tratamiento.En un estudio publicado recientemente, Herold y cols.,¹⁵ informaron el uso de un anticuerpo monoclonal humanizado no activante dirigido contra las células que poseían el antígeno linfocitario CD3+. Este anticuerpo se denominó anti-CD3-hOKT3 gamma 1 (Ala-Ala). El tratamiento de pacientes con diagnóstico de novo de diabetes tipo 1 durante 14 días reveló que 9/12 experimentaron una mejoría de la producción de insulina de hasta 1 año de duración, en tanto que 10/12 controles no tratados con anticuerpos no tuvieron una producción estable de insulina. Este estudio incluyó una muestra muy pequeña y aún es necesario determinar en investigaciones más extensas cuánto anticuerpo se puede utilizar. No obstante, demostró la utilidad de los tratamientos inmunomoduladores selectivos para retrasar el desarrollo de la enfermedad.Otro grupo de investigadores, en Jerusalén, examinó la probabilidad de que un péptido inmunomodulador de la proteína del choque térmico 60 (heat shock), conocido como DiaPep277, pudiera detener la destrucción de las células beta y preservar la secreción endógena de insulina en pacientes con diagnóstico reciente de diabetes tipo 1.¹⁶ En estos estudios, los pacientes tratados con placebo presentaron pérdida acumulativa de péptido C estimulado por glucagón, lo cual indica desaparición progresiva de las células beta. Los diabéticos tratados con DiaPep277 continuaron sintetizando péptido C inducido por glucagón y requirieron menos insulina exógena para mantener el control de la glucemia. El tratamiento temprano (cuando el número de células beta dañadas es menor) con DiaPep277 aumentaría la eficacia terapéutica de este régimen.¹⁶Gross y cols.¹⁷ informaron que una nueva droga inmunorreguladora, conocida como linomida, era efectiva contra las reacciones autoinmunitarias en ratones diabéticos no obesos (NOD) que desarrollan espontáneamente diabetes entre las 10 y las 40 semanas de edad. El agregado de linomida al agua para beber a las 5 semanas de vida impidió el comienzo de la diabetes mientras duraron los experimentos.¹⁷ Los análisis morfológicos revelaron que los animales tratados con linomida presentaban células de los islotes prácticamente normales en tamaño y en número; sólo en algunas se advertía insulitis leve. Cabe señalar que más de 80% de las hembras de los ratones NOD desarrollan diabetes autoinmunitaria mediada por células T, en contraste con 10% a 20% de los machos. Es indispensable realizar nuevos estudios sobre el papel mediador potencial del sexo sobre la patogenia de las enfermedades autoinmunitarias. En el estudio mencionado, cuando las hembras NOD recibieron trasplantes con islotes subcapsulares singeneicos en combinación con linomida, se previno el desarrollo de diabetes e insulitis del injerto durante 40 semanas. La linomida parece regular las células presentadoras de antígenos (por ejemplo, los macrófagos) y bloquea la infiltración de células T, B y dendríticas entre las células beta del páncreas. Estas acciones finalmente condujeron a la inhibición de la respuesta autoinmune contra los antígenos de las células beta. Un estudio clínico con linomida en bajas dosis en pacientes con diabetes de diagnóstico reciente produjo niveles más bajos de hemoglobina glucosilada en comparación con los controles no tratados; el grupo tratado requirió menos insulina.¹⁸Las células T CD40+CD4+ fueron identificadas como una población con características patogénicas únicas en la diabetes tipo 1.¹⁹ Su identificación como blanco también podría tener efectos beneficiosos.²⁰ A pesar de las posibilidades de los tratamientos inmunológicos, la repetición de los resultados en estudios con seres humanos y posteriormente la implementación de estrategias terapéuticas implicarán un trabajo considerable para demostrar su eficacia y seguridad. Mientras tanto deberemos continuar confiando en los abordajes farmacológicos.Reposición celular como tratamiento de la diabetes
Los investigadores que intentan desarrollar nuevos esquemas terapéuticos para el manejo de la diabetes tipo 1 están descubriendo métodos para regenerar la función pancreática perdida con la reposición de las células beta mediante trasplante del órgano o transferencia celular. En EE.UU., anualmente se realizan alrededor de 1 300 trasplantes anuales, aunque algunos hospitales limitan el procedimiento para los enfermos que requieren trasplante doble de riñón y de páncreas. A pesar de que el trasplante de páncreas puede parecer sencillo, la necesidad de inmunosupresión de por vida y la ausencia de un número suficiente de órganos trasplantables indican que no puede ser la solución universal. El trasplante de células de los islotes, precursor del trasplante del órgano completo, tuvo una tasa de éxito muy reducida, aunque podría mejorar con los métodos informados recientemente por Shapiro y cols.²¹ Las limitaciones en la disponibilidad de células y del tratamiento inmunosupresor postrasplante crean un conjunto de problemas similares a los hallados en el trasplante del órgano completo.Como se mencionó anteriormente, el trasplante de células de los islotes está limitado por el requerimiento de células secretantes de insulina y tratamiento inmunosupresor a largo plazo para atenuar los efectos destructivos de los linfocitos que reaccionan contra los tejidos propios. Además, los trasplantes de células de los islotes requieren más de un páncreas donante por paciente²² y muchos islotes aislados no pueden ser utilizados. A pesar de estas limitaciones, se informó que el trasplante de células de los islotes puede permitir la independencia de la insulina en las siguientes condiciones:

• cuando se trasplanta una masa suficiente de células de los islotes
• cuando se asegura el tratamiento posquirúrgico con un régimen inmunosupresor sin glucocorticoides, consistente en tacrolimus, sirolimus y daclizumab.²¹

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