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Fibrosis quística

La fibrosis quística (abreviatura FQ) es una enfermedad genética de herencia autosómica recesiva que afecta principalmente a los pulmones, y en menor medida al páncreas, hígado e intestino, provocando la acumulación de moco espeso y pegajoso en estas zonas. Es uno de los tipos de enfermedad pulmonar crónica más común en niños y adultos jóvenes, y es un trastorno potencialmente mortal; los pacientes suelen fallecer por infecciones pulmonares debido a Pseudomonas o Staphylococcus.

Fibrosis quística

Neumonía apical derecha: en la FQ, la infección crónica da lugar a la destrucción del parénquima pulmonar, ocasionando por último la muerte por insuficiencia respiratoria.
Especialidad genética médica
pediatría
neumología
Sinónimos
Mucoviscidosis. Fibrosis quística del páncreas.
 Aviso médico 

Es producida por una mutación en el gen que codifica la proteína reguladora de la conductancia transmembrana de la fibrosis quística (CFTR). Esta proteína interviene en el paso del ion cloro a través de las membranas celulares y su deficiencia altera la producción de sudor, jugos gástricos y moco. La enfermedad se desarrolla cuando ninguno de los dos alelos es funcional.[1]​ Se han descrito más de 1500 mutaciones para esta enfermedad, la mayoría de ellas son pequeñas deleciones o mutaciones puntuales; menos de un 1 % se deben a mutaciones en el promotor o a reorganizaciones cromosómicas.

La FQ afecta a múltiples órganos y sistemas, originando secreciones anómalas y espesas de las glándulas exocrinas. La principal causa de morbilidad y mortalidad es la afectación pulmonar, causante del 95 % de los fallecimientos, sobre todo por infecciones repetidas originadas por obstrucción bronquial debida a la secreción de mucosidad muy espesa. Otros órganos afectados son el páncreas y en ocasiones el testículo.[2][3][4]

Es una de las enfermedades genéticas más frecuentes en la raza caucásica, con una incidencia en dicha población de aproximadamente 1/5000 nacidos vivos. Se calcula que una de cada 25 personas de ascendencia europea, es portadora de un alelo no funcional.

El nombre fibrosis quística hace referencia a los procesos característicos de cicatrización (fibrosis) y formación de quistes dentro del páncreas, reconocidos por primera vez en 1930. También recibe la denominación de mucoviscidosis (del lat. muccus, ‘moco’, y viscōsus, ‘pegajoso’).

Los enfermos presentan una alta concentración de sal (NaCl) en el sudor, lo que permite llegar al diagnóstico mediante su análisis, realizando el test del sudor. También mediante pruebas genéticas prenatales, natales a través de gibson y cooke.

No existe ningún tratamiento curativo, sin embargo, hay tratamientos que permiten la mejora de los síntomas y alargar la esperanza de vida. En casos severos, el empeoramiento de la enfermedad puede imponer la necesidad de un trasplante de pulmón. La supervivencia media a nivel mundial de estos pacientes se estima en 35 años, alcanzando valores más altos en países con sistemas sanitarios avanzados; por ejemplo en Canadá la duración media de la vida era de 48 años en 2010.[5][6][7]

Síntomas y signos

La sintomatología de la fibrosis quística varía en función de la edad del individuo, el grado en que se ven afectados órganos específicos, la terapéutica instituida previamente, y los tipos de infecciones asociadas. Esta enfermedad compromete al organismo en su totalidad y muestra su impacto sobre el crecimiento, la función respiratoria, la digestión. El periodo neonatal se caracteriza por un pobre aumento de peso y por obstrucción intestinal producida por heces densas y voluminosas. Otros síntomas aparecen, más tarde, durante la niñez y al inicio de la edad adulta. Estos incluyen retardo del crecimiento, advenimiento de la enfermedad pulmonar, y dificultades crecientes por la mala absorción de vitaminas y nutrientes en el tracto gastrointestinal.

A la mayoría de los niños se les diagnostica fibrosis quística antes del primer año de vida, cuando la mucosidad pegajosa que afecta pulmones y páncreas, comienza a mostrar su impacto. En el tracto respiratorio, esas secreciones sirven como caldo de cultivo para diversas bacterias responsables de infecciones crónicas, con deterioro progresivo y permanente del parénquima pulmonar. Conforme se agrava la condición respiratoria, los pacientes sufren hipertensión pulmonar. Por otra parte, en el páncreas, el moco obstruye el tránsito de las enzimas sintetizadas por la glándula e impide que lleguen hasta el intestino para digerir y absorber el alimento.

Enfermedad pulmonar y sinusal

 
Aspergillus fumigatus, un hongo común que puede conducir al agravamiento de la enfermedad pulmonar en personas con FQ.

La enfermedad pulmonar resulta del bloqueo de las vías aéreas más pequeñas con el moco espeso característico de la fibrosis quística. La inflamación y la infección producen daño a los pulmones y cambios estructurales que conducen a una variedad de síntomas. En las etapas iniciales, comúnmente se presentan tos incesante, producción copiosa de flema, y una disminución en la capacidad aeróbica. Muchos de estos síntomas ocurren cuando ciertas bacterias (fundamentalmente, Pseudomonas aeruginosa) que normalmente viven en el moco espeso, crecen en forma descontrolada y causan neumonía. En estados avanzados de la FQ, los cambios en la arquitectura del pulmón producen dificultades respiratorias crónicas.

Otros síntomas incluyen expectoración de sangre o esputo sanguinolento, dilatación crónica de los bronquios o bronquiolos (bronquiectasia), elevación de la presión sanguínea en el pulmón, insuficiencia cardíaca, sensación de no estar recibiendo suficiente oxígeno o disnea, insuficiencia respiratoria y atelectasia; podría requerirse soporte ventilatorio.[8]​ Además de las infecciones bacterianas más comunes, las personas con FQ desarrollan con mayor facilidad otros tipos de enfermedades respiratorias. Entre estas se encuentra la aspergilosis broncopulmonar alérgica, caracterizada por una respuesta de hipersensibilidad ante un hongo (moho) ordinario del género Aspergillus (Aspergillus fumigatus), que agudiza los problemas respiratorios. Otro ejemplo es la infección con el complejo Mycobacterium avium (MAC), grupo de actinobacterias emparentadas con Mycobacterium tuberculosis, que puede ocasionar daños mayores al pulmón, y que no responde a la terapéutica con antibióticos convencionales.

El moco en los senos paranasales es igualmente denso y pegajoso, y también puede causar oclusión de los orificios por donde los senos habitualmente drenan, lo cual hace que se acumulen secreciones que actúan como caldo de cultivo para los patógenos antes mencionados. En estos casos, se pueden presentar dolor facial, fiebre, secreción nasal profusa y cefaleas. En las personas con FQ, a menudo se observa crecimiento sobreabundante de tejido nasal (pólipos), a consecuencia de la inflamación por infección sinusal crónica. Estos pólipos pueden agravar la obstrucción de las vías respiratorias superiores e intensificar las dificultades respiratorias.[9][10]

Enfermedad gastrointestinal, hepática y pancreática

 
Problemas de salud asociados con la fibrosis quística.

Con anterioridad a la difusión de las pruebas prenatal y neonatal para Fibrosis Quística, era frecuente que la enfermedad se detectara al constatar que el recién nacido no podía expulsar sus primeras heces (meconio). El meconio puede obstruir completamente los intestinos y causar graves trastornos. Esta condición, llamada íleo meconial, ocurre en el 10 % de los recién nacidos con FQ.[11]​ Recientemente se han identificado variantes genéticas en genes relacionados con el transporte de iones en el intestino delgado que predisponen al desarrollo del íleo meconial.[12]​ Asimismo, es también frecuente la asociación de FQ con protrusión de las membranas rectales internas (prolapso rectal), debida al mayor volumen fecal, a la malnutrición, y a la elevación de la presión intraabdominal por tos crónica.[13]

El moco glutinoso observado en el pulmón tiene su correlato en las secreciones espesas del Páncreas, órgano responsable de proveer jugos digestivos que facilitan la descomposición química de los alimentos. Estas secreciones impiden el movimiento de las enzimas pancreáticas hacia el intestino y producen daño irreversible en el páncreas, a menudo acompañado de dolorosa inflamación (pancreatitis).[14]​ La deficiencia de enzimas digestivas se traduce en un impedimento para absorber los nutrientes, con la subsiguiente excreción de estos en las heces: este trastorno es conocido como malabsorción. La malabsorción conduce a la desnutrición y al retardo en el crecimiento y desarrollo, ambos debidos a la baja biodisponibilidad calórica. Las personas con FQ tienen, en particular, problemas para absorber las vitaminas A, D, E, y K. Además de la afección pancreática, suelen experimentar acidez crónica, xerostomía, obstrucción intestinal por intususcepción, y constipación.[15]​ Los pacientes mayores desarrollan también el síndrome de obstrucción intestinal distal causado por las heces glutinosas.[16]

Estas secreciones también pueden causar problemas en el hígado. La bilis, producida por esta víscera para facilitar la digestión, podría bloquear las vías biliares, dañando los tejidos adyacentes. Con el tiempo, esta situación conduce a la cirrosis. En ese caso, resultan comprometidas funciones de primer orden, tales como las implicadas en la neutralización de toxinas, y en la síntesis de importantes proteínas (por ejemplo, los factores de coagulación, responsables de la coagulación sanguínea).[17]

Enfermedad endocrina y crecimiento

 
Las personas con FQ a menudo presentan malformación y agrandamiento de los dedos (dedos en palillo de tambor o hipocráticos).

El páncreas contiene los islotes de Langerhans, que son los responsables de producir insulina, una hormona que ayuda a regular los niveles de glucosa en sangre. Un daño en el páncreas puede provocar la pérdida de las células de los islotes y conducir a la diabetes.[18]​ Por otra parte, la vitamina D suplementada por la alimentación está implicada en la regulación del calcio y del fósforo. La baja disponibilidad de esta, a causa de la mala absorción, conduce a la osteoporosis, aumentando el riesgo de sufrir fracturas.[19]​ Adicionalmente, las personas con FQ a menudo presentan, en manos y pies, una malformación denominada dedos en palillo de tambor, la cual se debe a los efectos de esta enfermedad crónica y a la hipoxia en sus huesos.

El retardo en el crecimiento es un sello distintivo de esta enfermedad. Los niños con FQ no logran, por lo general, ganar peso y altura en tasas comparables a las de sus pares; a menudo, solo reciben diagnóstico apropiado una vez que se investigan las causas de este fenómeno. Las determinantes del retardo en el crecimiento son multifactoriales e incluyen la infección pulmonar crónica, la malabsorción de nutrientes en el tracto gastrointestinal, y el aumento de la demanda metabólica asociado a la afección crónica.

La fibrosis quística puede diagnosticarse por tamizaje en recién nacidos, examen de electrolitos del sudor, o prueba genética. Al año 2006, en los Estados Unidos, el 10 % de los casos son detectados poco después del nacimiento (deseable no después del quinto día de vida) como parte de los programas de pesquisa neonatal, los cuales identifican niveles elevados en la enzima tripsina mediante TIR (inmunoreactive trypsinogen test). Si la prueba da positiva (niveles menores o iguales a 60 ng/mL —nanogramos por mililitro—), se deberá repetir al día 24-28 de vida para comprobar que los niveles siguen siendo superiores o iguales a 50 ng/mL (cribado positivo), de lo contrario el cribado resultará finalmente negativo. Sin embargo, en la mayoría de los países estos exámenes no se realizan en forma rutinaria. Por esta causa, es frecuente que los afectados solo reciban diagnóstico apropiado una vez que los síntomas fuerzan una evaluación para esta enfermedad. La prueba diagnóstica más comúnmente utilizada es el examen del sudor, descrito por Lewis E. Gibson y Robert E. Cooke en 1959,[20]​ usando electroforesis cuantitativa (iontoforesis) con un fármaco estimulante de la sudoración (pilocarpina). Esta sustancia, que posee carga positiva, se aplica sobre un electrodo positivo (+), en contacto con la piel. Luego, mediante el paso de corriente eléctrica, la droga migra por el tegumento hacia otro electrodo de carga opuesta (), colocado a cierta distancia, hasta atravesar la epidermis, produciendo la estimulación de las glándulas sudoríparas y causando una sudoración controlada. Las muestras de sudor son luego recolectadas en papel de filtro o en un tubo capilar y son analizadas, determinándose las concentraciones de sodio y cloruro. Las personas con FQ poseen niveles más altos de estos iones en el sudor. Una vez que el examen del sudor ha dado positivo, se realiza un diagnóstico más detallado y preciso, mediante la identificación de las mutaciones en el gen CFTR.[21]

Existen diversas pruebas para identificar eventuales complicaciones y controlar la evolución de la enfermedad. Las imágenes obtenidas por rayos X y TAC facilitan la detección de signos de lesión o infección en los pulmones. El cultivo de esputo, examinado por microscopio, provee información respecto de cuáles son las bacterias responsables, y permite escoger los antibióticos más efectivos. Las pruebas de función pulmonar miden las capacidades pulmonares, los volúmenes pulmonares y la rapidez con que estos pueden ser movilizados (flujos aéreos). Por medio de tales exámenes, es posible determinar si es procedente un tratamiento con antibióticos o bien evaluar la respuesta al mismo. Los análisis de sangre pueden identificar problemas hepáticos, deficiencias vitamínicas, y revelar la irrupción de la diabetes. Los dispositivos DEXA o DXA (del inglés para ‘absorciometría de rayos X de energía dual’), se utilizan como prueba para determinar la presencia de osteoporosis. Por último, la cuantificación de elastasa fecal, facilita la detección de insuficiencia de enzimas digestivas.

Fisiopatología

La proteína sintetizada a partir del gen CFTR se une a la membrana externa de las células en las glándulas sudoríparas, Pulmón, Páncreas, y otros órganos afectados. La proteína atraviesa esta membrana y actúa como un canal iónico conectando la parte interna de la célula (citoplasma) con el fluido extracelular. Este canal es mayormente responsable de controlar el paso de cloruro hacia (y desde) el medio interno. Cuando la proteína CFTR no funciona correctamente, este movimiento se ve restringido, reteniéndose cloruro en el espacio extracelular. Debido a que el cloruro tiene carga eléctrica negativa, los iones con carga positiva tampoco podrán cruzar la membrana citoplasmática, a causa de la atracción eléctrostática ejercida por los iones cloruro. El sodio es el más común entre los iones presentes fuera de la célula, y la combinación de sodio y cloruro da lugar al cloruro de sodio, el cual se pierde en grandes cantidades en el sudor de los individuos con FQ. Esta pérdida de sal constituye el argumento básico para explicar la utilidad diagnóstica del test del sudor.[8]

El mecanismo por el cual esta disfunción celular produce las manifestaciones clínicas antes descritas no se conoce con exactitud. Una de las teorías que intenta explicarlo, sugiere que la falla de la proteína CFTR para transportar el cloruro, determina la acumulación de abundante moco en los pulmones, creando un medio propicio (rico en nutrientes) para las bacterias, que logran así eludir al sistema inmunitario. También se postula que esta anomalía en la proteína CFTR induce un aumento paradójico en la captura de sodio y cloruro, lo que estimula la reabsorción de agua, y resulta en la formación de la mucosidad deshidratada y espesa. Otras teorías se enfocan en el fenómeno del movimiento de cloruro hacia el exterior de la célula, que también provoca desecamiento del moco y de las secreciones pancreáticas y biliares. En general, estas hipótesis coinciden en atribuir los mayores trastornos a la obstrucción de los conductos más delgados por las secreciones espesas y glutinosas en los distintos órganos afectados. Esta situación condiciona la infección crónica y promueve la remodelación estructural del pulmón, además de producir daño pancreático (mediado por las enzimas digestivas aglomeradas), y obstrucción de los intestinos por grandes bolos fecales.[8]

El papel de la infección crónica en la enfermedad pulmonar

 
Micrografía electrónica de barrido de la bacteria Pseudomonas aeruginosa, asociada con frecuencia a las infecciones pulmonares graves que complican la FQ.

Los pulmones de las personas con Fibrosis Quística son colonizados e infectados por bacterias desde edades tempranas. Los microorganismos que se propagan en estos pacientes, prosperan en el moco anómalo acumulado en las vías respiratorias más estrechas. El moco glutinoso estimula el desarrollo de microambientes bacterianos (biofilms) que resultan difíciles de penetrar para las células inmunes y los antibióticos. Por su parte, los pulmones responden al daño continuo, infligido por las secreciones espesas y las infecciones crónicas, remodelando gradualmente las vías respiratorias inferiores (bronquiectasia), lo que vuelve a la infección aún más difícil de erradicar.[22]

Con el paso del tiempo, cambian tanto el tipo de bacterias que afectan a estos pacientes, como las características específicas con que las mismas se presentan. En una primera etapa, ciertas bacterias ordinarias como Staphylococcus aureus y Haemophilus influenzae colonizan e infectan los pulmones. Más tarde, sin embargo, prevalecen Pseudomonas aeruginosa (y, a veces, el complejo Burkholderia cepacia, integrado por diferentes especies de Burkholderia). Una vez diseminadas por las vías respiratorias, estas bacterias se adaptan al medio y desarrollan resistencia a los antibióticos convencionales. Pseudomonas puede adquirir ciertas características especiales, dando lugar a la formación de grandes colonias —estas cepas son conocidas como Pseudomonas «mucoide», y son raras en personas libres de la enfermedad—.[22]

Uno de los modos en que la infección se propaga es por transmisión entre individuos con FQ.[23]​ En el pasado, era habitual que estos participaran, en forma conjunta, de campamentos veraniegos y otras actividades de esparcimiento.[24][25]​ Los hospitales alojaban a los pacientes con FQ en un área en común, y el equipamiento de rigor (por ejemplo, los nebulizadores)[26]​ no era esterilizado entre usos sucesivos.[27]​ Esto condujo a la transmisión de cepas bacterianas muy peligrosas entre grupos de pacientes. Actualmente, la rutina en establecimientos de atención sanitaria consiste en aislar a estos pacientes unos de otros; además, el personal a cargo de su cuidado, debe vestir batas y guantes para limitar la proliferación de cepas bacterianas virulentas.[28]​ Con frecuencia, los pacientes afectados por bacterias particularmente peligrosas reciben atención en días y en edificios diferentes a los asignados a quienes no tienen esas infecciones. Además de la infección bacteriana, los pacientes con FQ están predispuestos a la colonización fúngica por la capacidad que tiene algunos hongos de colonizar la vía respiratoria inferior y por los frecuentes ciclos de antibióticos que precisan para el control de la enfermedad.[29]​ Los hongos que se cultivan con más frecuencia son el Aspergillus fumigatus y la Candida albicans, esta colonización se traduce en una tasa elevada de respuesta inflamatoria frente a los hongos.[30]​ En la actualidad no está bien definido el papel de los hongos en la FQ, aunque se consideran que son no patógenos, excepto en los casos de aspergilosis invasiva y de aspergilosis broncopulmonar alérgica.

Genética

 
Localización del gen CFTR.

Se trata de una enfermedad autosómica recesiva. En su forma más común, una mutación de un aminoácido (falta una fenilalanina en la posición 508) conduce a un fallo del transporte celular y localización en la membrana celular de la proteína CFTR. Se han descrito más de 1800 mutaciones,[31]​ siendo la mayoría de ellas pequeñas deleciones, aunque con diferentes efectos, como cambios en el marco de lectura, cambios de aminoácidos, terminación prematura de la proteína o alteraciones en el empalme (splicing) de ARNm.

El gen CFTR está localizado en el brazo largo del cromosoma 7, en la posición 7q31.2, ocupando 180 000 pares de bases: más precisamente, desde el par 116 907 252 al 117 095 950 del cromosoma. Es un gen de gran tamaño, que posee 250 kb (kilobases) y que incluye 27 exones. Fue localizado y secuenciado por mapeo genético.

Este gen codifica la síntesis de un canal iónico de 1480 aminoácidos, una proteína que transporta iones cloruro a través de las células epiteliales, y que controla la regulación de otros transportadores. En las personas con fibrosis quística, esta proteína está ausente o bien se encuentra en proporciones sensiblemente menores a las habituales.

La penetrancia de la enfermedad es variable según el alelo, y a su vez, la expresión del alelo depende del entorno y del genoma de la persona afectada.

Biología molecular

 
Proteína CFTR - estructura molecular de la proteína.

Son diversos los mecanismos por los cuales estas mutaciones causan problemas en la proteína CFTR. En particular, la mutación ΔF508, genera una proteína que no se pliega de manera normal y acaba siendo degradada por la célula. Varias mutaciones comunes en la población askenazí dan lugar a la síntesis de proteínas demasiado cortas, a causa de una conclusión anticipada de su producción. Otras mutaciones menos frecuentes originan proteínas que no utilizan la energía como es debido, no permiten que el cloruro cruce la membrana apropiadamente, o son degradadas a una tasa más rápida que la normal. La deficiencia en el transporte de cloro hace que las células no expulsen agua al exterior y por lo tanto el moco sea más espeso. Ciertas mutaciones pueden conducir también a una merma en la producción de copias de la proteína CFTR.[8]

Estructuralmente, el gen CFTR pertenece a la denominada superfamilia de transportadores ABC (acrónimo para el inglés ATP Binding casete, "casete de unión a ATP").[8]​ La estructura terciaria de la proteína codificada por este gen, consta de dos dominios capaces de hidrolizar adenosín trifosfato, lo que permite a la proteína utilizar energía en la forma de ATP. Asimismo, otro par de dominios, cada uno constituido por seis hélices alfa, posibilita el paso de la proteína a través de la membrana celular. La activación se concreta por reacción de fosforilación en un sitio de unión regulador, sobre todo mediante la proteína quinasa A (PKA, EC 2.7.11.11—antes denominada cAPK o proteína quinasa dependiente del adenosín monofosfato cíclico).[8]​ El carboxilo terminal (C-) de la proteína está unido al citoesqueleto por interacción con dominios proteicos PDZ.[32]

Diagnóstico

Diagnóstico tradicional (métodos no moleculares)

Existen una serie de pruebas que se vienen realizando de forma común para determinar las anomalías de los metabolitos relacionados con la fibrosis quística (especialmente el cloro). Entre ellas se encuentran:

  • Prueba de electrolitos en el sudor: se administra pilocarpina mediante iontoforesis para estimular la producción de sudor y se mide en este la concentración de sal.
  • Prueba de la diferencia de potencial eléctrico nasal.
  • Prueba del tripsinógeno inmunoreactivo: es una prueba que se realiza sobre la sangre y que mide la concentración de una enzima pancreática.

Diagnóstico molecular

El Diagnóstico Molecular de la enfermedad es complejo, ya que en noviembre de 2010 nos encontramos con 1824 mutaciones descritas[31]​ y la mayoría son puntuales o pequeñas deleciones. Estas mutaciones se agrupan en función del efecto que tienen sobre el gen y sobre el fenotipo de la enfermedad. Además de la variabilidad de las mutaciones en sí mismas, las distintas poblaciones tienen frecuencias diferentes para las mismas, por lo que los estudios y test diagnósticos deben gestionarse considerando este aspecto. No obstante, la más común en la mayoría de las poblaciones es la deleción 508F.

Hay que tener en cuenta que la distribución de alelos varía mucho en cada población, por lo que hay que adaptar los tests para detectar aquellas variantes más comunes en la población que se esté estudiando.

Actualmente a los niños nada más nacer se les hace un diagnóstico genético mediante secuenciación del gen CFTR para saber si tienen la enfermedad, ya que es una enfermedad tratable. Cuando antes comienza el tratamiento, mayor calidad de vida y mayor longevidad.

  • Diagnóstico molecular indirecto: básicamente realizado a través de análisis de ligamiento. Se lleva a cabo mediante:
  • RFLP: método antiguo basado en restricción actualmente en desuso.
  • Marcadores microsatélites: es el método seguido actualmente. Los estudios solo son válidos dentro del mismo árbol familiar.
  • Marcadores SNP: serán los usados en un futuro próximo, pues tienen la ventaja de que los resultados obtenidos son aplicables entre personas no emparentadas.
  • Diagnóstico molecular directo: podríamos secuenciar el gen CFTR, pero lo que está a la orden del día es la detección de las mutaciones, que básicamente se realiza a partir de dos estrategias:
    • Rastreo de mutaciones: técnicas de detección de mutaciones, pero sin identificación de la mutación. Algunas de las más usadas en este proceso son la electroforesis en gel con gradiente de desnaturalización, así como algunas variantes de PCR. Un ejemplo de esto es la detección de la mutación ΔF508. Esta detección se realiza gracias a una enzima de restricción que corta al alelo sano que no presenta la detección mencionada, lo que permite que el producto de PCR tras la amplificación sea menor en el alelo sano que en el que presenta la mutación, viéndose así la diferencia.
    • Identificación de mutaciones: técnicas basadas en hibridación específica con el alelo mutado. Por ejemplo, los kits ASO:dot blot, OLA (ensayo de ligación de oligonucleótidos), o el ensayo más tradicional de southern blot.
      • ASO: dot blot: es utilizado para la detección de mutaciones definidas conocidas previamente. Readquiere la amplificación del ADN a estudiar. Posteriormente se fija a una membrana (sin tratamiento ni electroforesis previos). Entonces se híbrida con oligonucleótidos específicos del alelo de unos 20 pares de bases que se encuentran marcados para su posterior detección. Se trata de una técnica sencilla, barata, rápida y segura si se estudia (como en el caso de la fibrosis quística) un único gen con pocas mutaciones. Aunque resulta caro si hay que rehibridar muchas veces. Para esos casos tenemos ASO: dot blot inverso, en el que la membrana tiene fijada los distintos alelos y estos son hibridados con el producto amplificado genómico marcado.
      • OLA: es el método más usado actualmente en el estudio de fibrosis quística, pero cuando llegue la secuenciación predeciblemente quedará desplazado por esta. Son necesarios dos pasos: un primer paso consiste en una PCR multiplex de los fragmentos génicos a estudiar. Posteriormente dos ciclos de ligamiento con ligasa termoestable y oligonucleótidos específicos de los alelos. Estos primeros pasos se realizan todos en el mismo tubo de reacción. Se realiza entonces un estudio de los fragmentos por electroforesis capilar. Las ventajas de este proceso es su automatización, aunque es costoso debido a la necesidad de un secuenciador automático.

Diagnóstico prenatal

Las parejas que están atravesando un embarazo o tienen planes respecto de la gestación, pueden ser evaluadas en busca de mutaciones del gen CFTR, con el objeto de determinar las probabilidades de que su hijo nazca con fibrosis quística. La prueba se suele realizar en uno de los padres o en ambos y, en caso de detectarse un riesgo elevado de FQ, se efectúa también en el feto. Debido a que el diagnóstico prenatal no habilita formas de tratamiento superiores o alternativas, la principal razón por la que se lleva a cabo es, en la práctica, proporcionar la posibilidad del aborto en caso de que el feto presente la enfermedad. La prueba para fibrosis quística en parejas se ofrece de manera generalizada en países como los Estados Unidos,[33]​ y el Colegio Americano de Obstetras y Ginecólogos (ACOG, por sus siglas en inglés) recomienda la prueba en parejas que poseen un historial de FQ entre sus familiares directos o parientes cercanos, así como también en aquellas con riesgo elevado debido a su filiación étnica.[34]

Debido a que el desarrollo de la FQ en el feto requiere que cada padre transmita una copia del gen CFTR mutante, y al alto costo del examen prenatal, la prueba suele realizarse, inicialmente, solo en uno de los progenitores. Si este resulta ser portador de una mutación del gen CFTR, entonces se examina al otro para determinar el riesgo de que su hijo tenga la enfermedad. La FQ puede resultar de más un millar de mutaciones diferentes y, al año 2006, no es posible efectuar estudios de laboratorio para cada una de ellas. La prueba se remite a analizar la sangre en busca de las más comunes, como ΔF508 —la mayoría de las modalidades disponibles comercialmente detectan no más de 32 variantes distintas—. Si se conoce el dato de que una familia tiene una mutación poco común, esta última puede buscarse específicamente. Como consecuencia de que no todas las mutaciones conocidas son detectadas por las pruebas corrientes, un resultado negativo no garantiza que el niño vaya a estar libre de la enfermedad.[35]​ Por otro lado, dado que las mutaciones sondeadas son necesariamente aquellas más comunes en los grupos de más alto riesgo, las pruebas en etnias de bajo riesgo son menos exitosas, ya que las mutaciones más extendidas en estos grupos son menos frecuentes en la población general.

 
Mapa citogenético o cariograma de una niña, resultado de una amniocentesis.

Las parejas en situación de riesgo, a menudo realizan pruebas adicionales durante el embarazo o antes de que este se produzca. La fecundación in vitro con diagnóstico genético preimplantacional ofrece la posibilidad de examinar el embrión antes de su colocación en el útero. Esta prueba se realiza tres días después de la fecundación y procura determinar la presencia de genes CFTR anormales. Si, en un embrión, resultan identificados dos genes CTRF mutantes, este será excluido de la transferencia, implantándose otro que cuente con, al menos, un gen normal.

Durante el transcurso del embarazo, es posible realizar pruebas tanto sobre la placenta (muestra de vellosidad coriónica) como sobre el líquido amniótico que rodea al feto (amniocentesis), con la ayuda del ultrasonido. Sin embargo, la biopsia de vellosidades coriónicas se correlaciona con riesgo de muerte fetal en una tasa de 1 en 100, y la amniocentesis, de 1 en 200,[36]​ por lo que es esencial determinar los beneficios adecuadamente para sopesar los riesgos, antes de proceder con la prueba. Alternativamente, algunas parejas eligen someterse a técnicas de reproducción asistida con óvulos donantes (recurriendo a la fecundación in vitro) o con esperma donante (inseminación artificial por donante).

Tratamiento

Un aspecto fundamental en la terapéutica de la fibrosis quística es el control y tratamiento del daño pulmonar causado por el moco espeso y por las infecciones, con el objeto de mejorar la calidad de vida del paciente. Para el tratamiento de las infecciones crónicas y agudas se administran antibióticos por vías intravenosa, inhalatoria y oral. También se utilizan dispositivos mecánicos y fármacos (en forma de inhaladores) para controlar las secreciones, y de esta manera descongestionar y desobstruir las vías respiratorias. Otros aspectos de la terapia se relacionan con el tratamiento de la diabetes con insulina, de la enfermedad pancreática con reemplazo enzimático. Adicionalmente, se postula la eficacia de distintos procedimientos, como el trasplante y la terapia génica, para resolver algunos de los efectos asociados a esta enfermedad.

Una dieta sana, elevado ejercicio y tratamientos agresivos con antibióticos está aumentando la esperanza de vida de los enfermos.

Antibióticos para tratar la enfermedad pulmonar

Los antibióticos se prescriben siempre que exista sospecha de neumonía o de constante deterioro en la función pulmonar. Habitualmente, se los escoge en función del historial de infecciones que afectaron al paciente previamente. Muchas de las bacterias comunes en la fibrosis quística son resistentes a gran cantidad de antibióticos y requieren semanas de tratamiento intravenoso con vancomicina, tobramicina, meropenem, ciprofloxacina y piperacilina.

 
PICC o catéter central insertado percutáneamente (radiografía de tórax).

La terapia prolongada a menudo requiere hospitalización y canalización de una vía intravenosa permanente, como por ejemplo un catéter central insertado percutáneamente (PICC). Asimismo, es frecuente la indicación simultánea de antibióticos administrados por inhalación, como la tobramicina, la colistina y la gentamicina, por varios meses, con el objeto de mejorar la función pulmonar impidiendo la proliferación bacteriana.[37][38]​ Algunos antibióticos orales como la ciprofloxacina o la azitromicina se utilizan a veces para ayudar a prevenir la infección o para controlarla una vez que está en curso.[39]​ En algunos casos pasan años entre sucesivas hospitalizaciones, mientras que en otros se requiere la internación cada año para poder realizar el tratamiento.

En tratamientos prolongados, varios de los antibióticos más comunes (como la tobramicina y la vancomicina) pueden causar pérdida de audición por ototoxicidad o problemas en los riñones. Con el objeto de prevenir tales efectos secundarios, es habitual medir cuantitativamente las concentraciones de estos medicamentos en sangre y, de ser necesario, ajustar la dosificación.

Otros métodos para tratar la enfermedad pulmonar

 
Inhalador típico de salmeterol, agente simpaticomimético que dilata la luz de los bronquios.

Son diversas las técnicas que se implementan con el objeto de fluidificar el esputo y facilitar su expectoración. En el medio hospitalario se utiliza la fisioterapia; un terapeuta practica una serie de maniobras mediante presiones y percusiones (palmoteo) ejercidas sobre el exterior del pecho (tórax) varias veces al día. Los dispositivos mecánicos que actúan bajo el mismo principio que aquellas técnicas básicas de drenaje postural, incluyen el ventilador de alta frecuencia oscilatoria y los aparatos de ventilación percusiva intrapulmonar, de los que existen modelos portátiles, adaptables al uso hogareño.[40]​ El ejercicio aeróbico es altamente beneficioso para las personas con fibrosis quística, ya que no solo promueve la descongestión del esputo, sino que mejora la salud cardiovascular y el estado general.

 
Aparato de ventilación percusiva intrapulmonar.

Entre las sustancias administradas por inhalación que ayudan a aligerar las secreciones y facilitan su expulsión, se encuentran la dornasa alfa y la solución salina hipertónica.[41]​ La dornasa alfa es una desoxirribonucleasa (ADNasa o DNasa) humana recombinante, que descompone el ADN en el esputo, reduciendo así la viscosidad de este último.[42]​ La N-acetilcisteína (un derivado del aminoácido cisteína) también actúa fluidificando el esputo, pero las investigaciones y la experiencia disponibles han demostrado que los beneficios son poco significativos. Por último, broncodilatadores como el salbutamol y el salmeterol (ambos agentes, agonistas β2-adrenérgicos) o el bromuro de ipratropio (un antagonista del receptor colinérgico, derivado cuaternario de la atropina) se utilizan para aumentar el tamaño de las vías respiratorias más pequeñas, al relajar el músculo liso bronquial.

En la medida en que se agrava el cuadro pulmonar puede requerirse soporte respiratorio mecánico. Por las noches, algunos pacientes deben usar máscaras especiales que actúan empujando el flujo aéreo hasta los pulmones. La ventilación no invasiva mediante máscara nasal y presión positiva (VPAP, por el acrónimo para el inglés variable positive airway pressure), ayuda a prevenir, durante el sueño, caídas significativas en los niveles sanguíneos de oxígeno. También puede usarse en el curso de la fisioterapia respiratoria para favorecer la expulsión de esputo.[43]​ Sin embargo, en casos severos, puede ser necesario implementar formas invasivas de asistencia respiratoria con intubación endotraqueal (esto es, colocación de un tubo o sonda en la tráquea).

Tratamiento de otros aspectos de la FQ

 
La inyección intracitoplasmática de esperma (ICSI, por sus siglas en inglés) suele indicarse para revertir la infertilidad en hombres con FQ.

Los recién nacidos con íleo meconial típicamente requieren cirugía; por lo general, no sucede lo mismo en adultos con síndrome de obstrucción intestinal distal. El tratamiento de la insuficiencia pancreática basado en reemplazo de las enzimas digestivas menguadas permite que los intestinos absorban de manera apropiada nutrientes y vitaminas que, de otro modo, se perderían en la heces. Aun así, la mayoría de los individuos con FQ deben recibir dosis adicionales de vitaminas A, D, E y K a partir de suplementos, y seguir una dieta de alto valor calórico. La diabetes que suele acompañar la FQ se trata con inyecciones de insulina.[44]​ El desarrollo de osteoporosis puede prevenirse con la suplementación de vitamina D y calcio, y a menudo se trata con bifosfonatos.[45]​ En cuanto al retraso en el crecimiento, se procura contrarrestarlo mediante la inserción de un tubo de alimentación (gastrostomía) para aumentar así la ingesta de calorías a partir de nutrición adicional; también se administran con este fin inyecciones de hormona de crecimiento.[46]

Las infecciones de los senos paranasales suelen tratarse con un prolongado régimen de antibióticos. El desarrollo de pólipos, así como otros cambios estructurales de tipo patológico en el interior de los conductos nasales, pueden restringir el flujo aéreo y complicar el cuadro. Por este motivo, es frecuente la práctica quirúrgica en procura de aliviar la obstrucción y limitar el desarrollo de nuevas infecciones. También se administran corticosteroides intranasales, como la fluticasona, para reducir la inflamación.[47]​ Por otro lado, la infertilidad femenina puede combatirse recurriendo a técnicas de reproducción asistida. Aquella que afecta al hombre también tiene tratamiento: por ejemplo, mediante la inyección intracitoplasmática de esperma.[48]

Trasplante, moduladores de la proteína CFTR y terapia génica

Por lo general, se considera procedente el trasplante de pulmón en personas con deterioro progresivo de la función pulmonar y creciente intolerancia al ejercicio (fatiga o agotamiento muscular desproporcionados para el ejercicio realizado). Aunque el trasplante de un único pulmón es viable en otras enfermedades, en los pacientes con FQ ambos deben ser reemplazados, ya que, de otro modo, las bacterias alojadas en el órgano remanente podrían infectar a aquel que ha sido trasplantado. Asimismo, puede practicarse simultáneamente un trasplante de páncreas o de hígado con el propósito de aliviar la enfermedad hepática o la diabetes.[49]​ La opción del trasplante de pulmón se evalúa cuando la función pulmonar se ve afectada en grado tal que se vea amenazada la supervivencia o se requiera la asistencia con dispositivos mecánicos.[50]

 
Los adenovirus pueden ser modificados para usarse en terapia génica.

La terapia génica representa una vía promisoria en la lucha contra la enfermedad. Mediante esta técnica, se procura insertar una copia normal del gen CFTR en las células afectadas. Debido a la incapacidad de los retrovirus para alcanzar células que no se dividen, se han realizado análisis clínicos para insertar genes en adenovirus. En la actualidad, estos virus se están utilizando en ensayos en los que el gen CFTR normal se administra, por un método en aerosol, a las células epiteliales que revisten los pulmones (terapia génica in vivo). Se espera que los adenovirus inserten el gen normal, induciendo una función pertinente de los canales de cloro en estas células.

Algunos estudios han señalado que para prevenir las manifestaciones pulmonares de la fibrosis quística, solo se requiere la expresión génica de entre un 5 y un 10 % de los valores normales de proteína CFTR.[51]​ Un inconveniente de los adenovirus es que no se integran en el ADN de la célula huésped. Por lo tanto, finalmente se pierden, originando una expresión del gen transitoria y la necesidad de reintroducción del vector. Se han propuesto diversos abordajes y se han iniciado numerosos estudios clínicos, pero, al año 2006, persisten múltiples obstáculos, que será preciso superar para que la terapia génica resulte exitosa.[52]

La otra aproximación para el tratamiento de la fibrosis quística viene dada por el uso de potenciadores o moduladores de la proteína CFTR reparando el defecto subyacente en la creación de dicha proteína. Existen varios potenciadores o correctores en diferentes fases de investigación entre los que destacan: Ivacaftor, Lumacaftor, Tezacaftor. El potenciador Ivacaftor, antes llamado VX770 y bajo el nombre comercial de Kalydeco, se destinó exclusivamente a pacientes mayores de 6 años inicialmente, y a partir de 2015 fue habilitado por la FDA para pacientes de 2 a 5 años.[53]​ Está autorizado para el tratamiento de la mutación G551D, teniendo esta menos del 3 % del total de pacientes con fibrosis quística.[54]​ En 2014 la FDA autorizó este medicamento para el uso en las mutaciones G178R, S549N, S549R, G551S, G1244E, S1251N, S1255P y G1349D.[55]​ Este modulador puede mejorar la calidad de vida de los pacientes, con incremento de peso y la salud pulmonar, reduciendo la probabilidad de infección. La mejora de FEV1 es promedialmente del 10,4 %.[56]​ El costo de esta terapia supera los 300 000 dólares estadounidenses por año de tratamiento crónico (2014). La asociación de lumacaftor/ivacaftor (antes llamado VX-809 y bajo el nombre comercial de Orkambi) del mismo laboratorio Vertex Pharmaceuticals ha sido aprobado por la FDA y por la Unión Europea, para los que poseen la mutación ΔF508 (la forma más común) en su forma homocigota (dos copias iguales).[57]​ Actualmente se mantienen conversaciones con los distintos países de la Unión Europea para negociar el reembolso del medicamento.[58]​ Se encuentra en fase de investigación la asociación de ivacaftor/tezacaftor (antes llamado VX-661 y bajo el nombre comercial de Symkevi) para los que poseen la mutación ΔF508 en su forma heterocigota (una copia diferente en cada alelo).[59]

Para las mutaciones del tipo I, generalmente llamadas mutación sin sentido o non-sense, donde un codón de terminación hace que la creación de la proteína quede trunca en una etapa prematura y por lo tanto no funcional, se están probando medicamentos que han mostrado cierta eficacia logrando que los ribosomas ignoren los codones de terminación prematuros y terminen de generar la proteína CFTR, esta capacidad de los fármacos es llamado "read-through" en la literatura. El medicamento Ataluren (antes llamado PTC124) del laboratorio PTC Therapeutics se encuentra en Etapa III de investigación en la FDA con resultados ambiguos para la generalidad de los pacientes con estas mutaciones, aunque prometedores en los pacientes que no tienen tratamiento crónico con antibióticos.[60]

Otros tipos de medicamentos buscan abrir canales alternos para el cloro en la célula, aunque se encuentran en etapas más prematuras de investigación.

Actualmente se han conseguido realizar modelos animales de la enfermedad, mediante la edición y modificación genética, teniendo especial éxito el conseguido en cerdo y hurón.[61]

Epidemiología

 
Herencia mendeliana autosómica recesiva: dos mutaciones de línea germinal (una de cada uno de los padres) para desarrollar la enfermedad; igualmente transmitida por hombres y mujeres.

Entre las personas de ascendencia europea, la fibrosis quística es la más frecuente de las enfermedades autosómicas recesivas potencialmente fatales. En los Estados Unidos, aproximadamente 30 000 individuos padecen FQ; en su mayoría, son diagnosticados a los seis meses de edad. Canadá tiene cerca de 3000 habitantes con esta condición. Se estima que una de cada 25 personas de ascendencia europea y una de cada 29 personas de ascendencia askenazí son portadores de una mutación de fibrosis quística. Aunque es menos común en estos grupos, aproximadamente uno de cada 46 hispanoamericanos, uno de cada 65 africanos y uno de cada 90 asiáticos son portadores de al menos un gen CFTR anormal.[62][63][64]Argentina y Uruguay representan una excepción en el contexto de América Latina, con una incidencia de casos mucho mayor a la media de la región y muy próxima a la registrada en Estados Unidos o Canadá, y una prevalencia de portadores sanos en la población general de entre 1 en 30 y 1 en 25.[65]

La fibrosis quística se diagnostica tanto en hombres como en mujeres. Por razones que solo en parte se conocen, la esperanza de vida al nacer resulta ser mayor entre los varones afectados que entre las mujeres.[66]​ Aquel indicador tiende a variar principalmente en función del alcance y la calidad de la atención suministrada por los sistemas de salud pública. En 1959, la supervivencia media en niños con FQ era de 6 meses. Para los nacidos en 2006 en los Estados Unidos, este valor treparía a los 36,8 años, de acuerdo a los datos compilados por la Fundación de la Fibrosis Quística.[67]​ La tasa de esperanza de vida ha evolucionado en forma análoga para buena parte de Occidente, exceptuando los países menos desarrollados, donde se reportan cifras sensiblemente menores, y en los cuales la mayoría de la población afectada no sobrevive más allá de los diez años de edad.

La Fundación de la Fibrosis Quística compila, además, información sobre el estilo de vida de los adultos estadounidenses con FQ. En 2004, la fundación reportó que el 91 % de esta población había completado la enseñanza media, y el 54 % había accedido a alguna forma de educación universitaria. Los datos en materia de empleo revelaron que el 12,6 % de estos adultos estaba imposibilitado para trabajar (quedando fuera de la población económicamente activa), y el 9,9 % estaba desocupado. Por otro lado, la información marital señaló que un 59 % era soltero y un 36 % estaba casado o viviendo en pareja. En 2004, 191 mujeres con FQ se encontraban embarazadas en los Estados Unidos.[68]

Teorías sobre la prevalencia de la FQ

Se estima que la mutación ΔF508 puede tener hasta unos 52 000 años de antigüedad.[69]​ Se han formulado numerosas hipótesis intentando explicar por qué una mutación letal como esta ha persistido y se ha extendido entre la población humana. Algunas enfermedades autosómicas recesivas comunes como la anemia de células falciformes han revelado la propiedad de proteger a sus portadores de otras afecciones, concepto conocido como ventaja heterocigota. Con el descubrimiento de que la toxina del cólera requiere que sus huéspedes sean proteínas CFTR normales para poder funcionar apropiadamente, se ha postulado que los portadores de genes CFTR mutantes obtuvieron el beneficio de la resistencia al cólera y a otras causas de diarrea.[70]​ Sin embargo, estudios posteriores no han confirmado esta hipótesis.[71][72]

La presencia de proteínas CFTR normales es condición necesaria para el ingreso de Salmonella typhi (serotipo de Salmonella enterica, proteobacteria gram negativa del género Salmonella) en las células,[73]​ lo que sugiere que los portadores de genes CFTR mutantes podrían ser resistentes a la fiebre tifoidea. Sin embargo, ningún estudio in vivo ha confirmado esta hipótesis. En cualquiera de los casos, la baja incidencia de fibrosis quística fuera de Europa, en sitios donde tanto el cólera como la fiebre tifoidea son endémicos, carece de explicación inmediata.

Historia

 
Dorothy H. Andersen, quien describió por primera vez la fibrosis quística (National Library of Medicine).

Aunque el espectro clínico completo de la FQ no fue reconocido hasta los años 1930, ciertos aspectos fueron identificados mucho antes. Carl von Rokitansky describió un caso de muerte fetal con peritonitis meconial, una complicación del íleo meconial asociado con la fibrosis quística. El íleo meconial fue descrito por primera vez en 1905 por Karl Landsteiner.[74]

En 1938, Dorothy Andersen publicó un artículo intitulado «Cystic fibrosis of the páncreas and its relation to celiac disease: a clinical and pathological study» («La fibrosis quística del páncreas y su relación con la enfermedad celíaca: un estudio clínico y patológico») en la revista American Journal of Diseases of Children. De esta manera, era la primera investigadora en definir esta entidad nosológica (denominada, por aquel entonces, "fibrosis quística del páncreas"), y en correlacionarla con los trastornos pulmonares e intestinales prominentes.[1]​ También postuló que era una enfermedad recesiva y utilizó el reemplazo de enzimas pancreáticas como tratamiento para los niños afectados. En 1952, Paul di Sant' Agnese descubrió anomalías en los electrolitos del sudor. Sobre la base de esa evidencia, se desarrolló y perfeccionó el examen del sudor durante el curso de la siguiente década.[75]

En 1985, investigadores de Londres, Toronto y Salt Lake City trazaron el mapa del gen CFTR en el cromosoma 7q. Cuatro años más tarde, en 1989, Francis Collins, Lap-Chee Tsui y John R. Riordan descubrieron la primera mutación para la FQ, ΔF508, en ese cromosoma. Investigaciones posteriores a aquel hallazgo, identificaron más de mil mutaciones diferentes que dan origen a la enfermedad. Lap-Chee Tsui lideró el equipo de científicos del Hospital for Sick Children (un hospital escuela en convenio con la Universidad de Toronto) que descubrió el gen responsable de la FQ. Se trata del primer trastorno genético dilucidado estrictamente mediante el proceso de genética inversa. Debido a que las mutaciones del gen CFTR son generalmente pequeñas, las técnicas de la genética clásica o formal no fueron capaces de determinar con precisión el gen mutante.[76]​ Utilizando marcadores proteicos, los estudios de ligamiento genético lograron trazar un mapa de la mutación del cromosoma 7. Las técnicas de paseo y salto cromosómicos sirvieron entonces para identificar y secuenciar el gen.[77]​ Este gen fue uno de los primeros genes en ser localizado y secuenciado por mapeo genético, y algunos de los participantes en este proyecto, como Francis Collins estuvieron implicados más tarde en el Proyecto Genoma Humano

La identificación de la mutación específica responsable de la FQ en un paciente puede ser útil para predecir la evolución de la enfermedad. Por ejemplo, los pacientes homocigotos para la mutación ΔF508 presentan, en casi todos los casos, insuficiencia pancreática y tienen, por lo general, un grado relativamente severo de afectación respiratoria. Sin embargo, existen excepciones que indican la posibilidad de que factores adicionales (quizás, genes en otros loci) intervengan en la expresión de la enfermedad. Por otro lado, la clonación del gen de la FQ ha abierto la posibilidad de la terapia génica, tal y como se ha descrito en la sección pertinente.

Véase también

Notas

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Enlaces externos

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  • Fibrosis quística en MEDLINE
  • FQ en OMIM
  • Genetics Home Reference Variedad de recursos informativos sobre esta enfermedad; contenidos producidos por los National Institutes of Health (publicados bajo dominio público).
  • Imágenes relacionadas con FQ. Universidad de Ginebra, Suiza.
  • Fibrosis quística
  • Historia de un trasplante de pulmón
  •   Datos: Q178194
  •   Multimedia: Cystic fibrosis

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La fibrosis quistica abreviatura FQ es una enfermedad genetica de herencia autosomica recesiva que afecta principalmente a los pulmones y en menor medida al pancreas higado e intestino provocando la acumulacion de moco espeso y pegajoso en estas zonas Es uno de los tipos de enfermedad pulmonar cronica mas comun en ninos y adultos jovenes y es un trastorno potencialmente mortal los pacientes suelen fallecer por infecciones pulmonares debido a Pseudomonaso Staphylococcus Fibrosis quisticaNeumonia apical derecha en la FQ la infeccion cronica da lugar a la destruccion del parenquima pulmonar ocasionando por ultimo la muerte por insuficiencia respiratoria Especialidadgenetica medicapediatrianeumologiaSinonimosMucoviscidosis Fibrosis quistica del pancreas Aviso medico editar datos en Wikidata Es producida por una mutacion en el gen que codifica la proteina reguladora de la conductancia transmembrana de la fibrosis quistica CFTR Esta proteina interviene en el paso del ion cloro a traves de las membranas celulares y su deficiencia altera la produccion de sudor jugos gastricos y moco La enfermedad se desarrolla cuando ninguno de los dos alelos es funcional 1 Se han descrito mas de 1500 mutaciones para esta enfermedad la mayoria de ellas son pequenas deleciones o mutaciones puntuales menos de un 1 se deben a mutaciones en el promotor o a reorganizaciones cromosomicas La FQ afecta a multiples organos y sistemas originando secreciones anomalas y espesas de las glandulas exocrinas La principal causa de morbilidad y mortalidad es la afectacion pulmonar causante del 95 de los fallecimientos sobre todo por infecciones repetidas originadas por obstruccion bronquial debida a la secrecion de mucosidad muy espesa Otros organos afectados son el pancreas y en ocasiones el testiculo 2 3 4 Es una de las enfermedades geneticas mas frecuentes en la raza caucasica con una incidencia en dicha poblacion de aproximadamente 1 5000 nacidos vivos Se calcula que una de cada 25 personas de ascendencia europea es portadora de un alelo no funcional El nombre fibrosis quistica hace referencia a los procesos caracteristicos de cicatrizacion fibrosis y formacion de quistes dentro del pancreas reconocidos por primera vez en 1930 Tambien recibe la denominacion de mucoviscidosis del lat muccus moco y viscōsus pegajoso Los enfermos presentan una alta concentracion de sal NaCl en el sudor lo que permite llegar al diagnostico mediante su analisis realizando el test del sudor Tambien mediante pruebas geneticas prenatales natales a traves de gibson y cooke No existe ningun tratamiento curativo sin embargo hay tratamientos que permiten la mejora de los sintomas y alargar la esperanza de vida En casos severos el empeoramiento de la enfermedad puede imponer la necesidad de un trasplante de pulmon La supervivencia media a nivel mundial de estos pacientes se estima en 35 anos alcanzando valores mas altos en paises con sistemas sanitarios avanzados por ejemplo en Canada la duracion media de la vida era de 48 anos en 2010 5 6 7 Indice 1 Sintomas y signos 1 1 Enfermedad pulmonar y sinusal 1 2 Enfermedad gastrointestinal hepatica y pancreatica 1 3 Enfermedad endocrina y crecimiento 2 Fisiopatologia 2 1 El papel de la infeccion cronica en la enfermedad pulmonar 2 2 Genetica 2 3 Biologia molecular 3 Diagnostico 3 1 Diagnostico tradicional metodos no moleculares 3 2 Diagnostico molecular 3 3 Diagnostico prenatal 4 Tratamiento 4 1 Antibioticos para tratar la enfermedad pulmonar 4 2 Otros metodos para tratar la enfermedad pulmonar 4 3 Tratamiento de otros aspectos de la FQ 4 4 Trasplante moduladores de la proteina CFTR y terapia genica 5 Epidemiologia 5 1 Teorias sobre la prevalencia de la FQ 6 Historia 7 Vease tambien 8 Notas 9 Bibliografia 10 Enlaces externosSintomas y signos EditarLa sintomatologia de la fibrosis quistica varia en funcion de la edad del individuo el grado en que se ven afectados organos especificos la terapeutica instituida previamente y los tipos de infecciones asociadas Esta enfermedad compromete al organismo en su totalidad y muestra su impacto sobre el crecimiento la funcion respiratoria la digestion El periodo neonatal se caracteriza por un pobre aumento de peso y por obstruccion intestinal producida por heces densas y voluminosas Otros sintomas aparecen mas tarde durante la ninez y al inicio de la edad adulta Estos incluyen retardo del crecimiento advenimiento de la enfermedad pulmonar y dificultades crecientes por la mala absorcion de vitaminas y nutrientes en el tracto gastrointestinal A la mayoria de los ninos se les diagnostica fibrosis quistica antes del primer ano de vida cuando la mucosidad pegajosa que afecta pulmones y pancreas comienza a mostrar su impacto En el tracto respiratorio esas secreciones sirven como caldo de cultivo para diversas bacterias responsables de infecciones cronicas con deterioro progresivo y permanente del parenquima pulmonar Conforme se agrava la condicion respiratoria los pacientes sufren hipertension pulmonar Por otra parte en el pancreas el moco obstruye el transito de las enzimas sintetizadas por la glandula e impide que lleguen hasta el intestino para digerir y absorber el alimento Enfermedad pulmonar y sinusal Editar Aspergillus fumigatus un hongo comun que puede conducir al agravamiento de la enfermedad pulmonar en personas con FQ La enfermedad pulmonar resulta del bloqueo de las vias aereas mas pequenas con el moco espeso caracteristico de la fibrosis quistica La inflamacion y la infeccion producen dano a los pulmones y cambios estructurales que conducen a una variedad de sintomas En las etapas iniciales comunmente se presentan tos incesante produccion copiosa de flema y una disminucion en la capacidad aerobica Muchos de estos sintomas ocurren cuando ciertas bacterias fundamentalmente Pseudomonas aeruginosa que normalmente viven en el moco espeso crecen en forma descontrolada y causan neumonia En estados avanzados de la FQ los cambios en la arquitectura del pulmon producen dificultades respiratorias cronicas Otros sintomas incluyen expectoracion de sangre o esputo sanguinolento dilatacion cronica de los bronquios o bronquiolos bronquiectasia elevacion de la presion sanguinea en el pulmon insuficiencia cardiaca sensacion de no estar recibiendo suficiente oxigeno o disnea insuficiencia respiratoria y atelectasia podria requerirse soporte ventilatorio 8 Ademas de las infecciones bacterianas mas comunes las personas con FQ desarrollan con mayor facilidad otros tipos de enfermedades respiratorias Entre estas se encuentra la aspergilosis broncopulmonar alergica caracterizada por una respuesta de hipersensibilidad ante un hongo moho ordinario del genero Aspergillus Aspergillus fumigatus que agudiza los problemas respiratorios Otro ejemplo es la infeccion con el complejo Mycobacterium avium MAC grupo de actinobacterias emparentadas con Mycobacterium tuberculosis que puede ocasionar danos mayores al pulmon y que no responde a la terapeutica con antibioticos convencionales El moco en los senos paranasales es igualmente denso y pegajoso y tambien puede causar oclusion de los orificios por donde los senos habitualmente drenan lo cual hace que se acumulen secreciones que actuan como caldo de cultivo para los patogenos antes mencionados En estos casos se pueden presentar dolor facial fiebre secrecion nasal profusa y cefaleas En las personas con FQ a menudo se observa crecimiento sobreabundante de tejido nasal polipos a consecuencia de la inflamacion por infeccion sinusal cronica Estos polipos pueden agravar la obstruccion de las vias respiratorias superiores e intensificar las dificultades respiratorias 9 10 Enfermedad gastrointestinal hepatica y pancreatica Editar Problemas de salud asociados con la fibrosis quistica Con anterioridad a la difusion de las pruebas prenatal y neonatal para Fibrosis Quistica era frecuente que la enfermedad se detectara al constatar que el recien nacido no podia expulsar sus primeras heces meconio El meconio puede obstruir completamente los intestinos y causar graves trastornos Esta condicion llamada ileo meconial ocurre en el 10 de los recien nacidos con FQ 11 Recientemente se han identificado variantes geneticas en genes relacionados con el transporte de iones en el intestino delgado que predisponen al desarrollo del ileo meconial 12 Asimismo es tambien frecuente la asociacion de FQ con protrusion de las membranas rectales internas prolapso rectal debida al mayor volumen fecal a la malnutricion y a la elevacion de la presion intraabdominal por tos cronica 13 El moco glutinoso observado en el pulmon tiene su correlato en las secreciones espesas del Pancreas organo responsable de proveer jugos digestivos que facilitan la descomposicion quimica de los alimentos Estas secreciones impiden el movimiento de las enzimas pancreaticas hacia el intestino y producen dano irreversible en el pancreas a menudo acompanado de dolorosa inflamacion pancreatitis 14 La deficiencia de enzimas digestivas se traduce en un impedimento para absorber los nutrientes con la subsiguiente excrecion de estos en las heces este trastorno es conocido como malabsorcion La malabsorcion conduce a la desnutricion y al retardo en el crecimiento y desarrollo ambos debidos a la baja biodisponibilidad calorica Las personas con FQ tienen en particular problemas para absorber las vitaminas A D E y K Ademas de la afeccion pancreatica suelen experimentar acidez cronica xerostomia obstruccion intestinal por intususcepcion y constipacion 15 Los pacientes mayores desarrollan tambien el sindrome de obstruccion intestinal distal causado por las heces glutinosas 16 Estas secreciones tambien pueden causar problemas en el higado La bilis producida por esta viscera para facilitar la digestion podria bloquear las vias biliares danando los tejidos adyacentes Con el tiempo esta situacion conduce a la cirrosis En ese caso resultan comprometidas funciones de primer orden tales como las implicadas en la neutralizacion de toxinas y en la sintesis de importantes proteinas por ejemplo los factores de coagulacion responsables de la coagulacion sanguinea 17 Enfermedad endocrina y crecimiento Editar Las personas con FQ a menudo presentan malformacion y agrandamiento de los dedos dedos en palillo de tambor o hipocraticos El pancreas contiene los islotes de Langerhans que son los responsables de producir insulina una hormona que ayuda a regular los niveles de glucosa en sangre Un dano en el pancreas puede provocar la perdida de las celulas de los islotes y conducir a la diabetes 18 Por otra parte la vitamina D suplementada por la alimentacion esta implicada en la regulacion del calcio y del fosforo La baja disponibilidad de esta a causa de la mala absorcion conduce a la osteoporosis aumentando el riesgo de sufrir fracturas 19 Adicionalmente las personas con FQ a menudo presentan en manos y pies una malformacion denominada dedos en palillo de tambor la cual se debe a los efectos de esta enfermedad cronica y a la hipoxia en sus huesos El retardo en el crecimiento es un sello distintivo de esta enfermedad Los ninos con FQ no logran por lo general ganar peso y altura en tasas comparables a las de sus pares a menudo solo reciben diagnostico apropiado una vez que se investigan las causas de este fenomeno Las determinantes del retardo en el crecimiento son multifactoriales e incluyen la infeccion pulmonar cronica la malabsorcion de nutrientes en el tracto gastrointestinal y el aumento de la demanda metabolica asociado a la afeccion cronica La fibrosis quistica puede diagnosticarse por tamizaje en recien nacidos examen de electrolitos del sudor o prueba genetica Al ano 2006 en los Estados Unidos el 10 de los casos son detectados poco despues del nacimiento deseable no despues del quinto dia de vida como parte de los programas de pesquisa neonatal los cuales identifican niveles elevados en la enzima tripsina mediante TIR inmunoreactive trypsinogen test Si la prueba da positiva niveles menores o iguales a 60 ng mL nanogramos por mililitro se debera repetir al dia 24 28 de vida para comprobar que los niveles siguen siendo superiores o iguales a 50 ng mL cribado positivo de lo contrario el cribado resultara finalmente negativo Sin embargo en la mayoria de los paises estos examenes no se realizan en forma rutinaria Por esta causa es frecuente que los afectados solo reciban diagnostico apropiado una vez que los sintomas fuerzan una evaluacion para esta enfermedad La prueba diagnostica mas comunmente utilizada es el examen del sudor descrito por Lewis E Gibson y Robert E Cooke en 1959 20 usando electroforesis cuantitativa iontoforesis con un farmaco estimulante de la sudoracion pilocarpina Esta sustancia que posee carga positiva se aplica sobre un electrodo positivo en contacto con la piel Luego mediante el paso de corriente electrica la droga migra por el tegumento hacia otro electrodo de carga opuesta colocado a cierta distancia hasta atravesar la epidermis produciendo la estimulacion de las glandulas sudoriparas y causando una sudoracion controlada Las muestras de sudor son luego recolectadas en papel de filtro o en un tubo capilar y son analizadas determinandose las concentraciones de sodio y cloruro Las personas con FQ poseen niveles mas altos de estos iones en el sudor Una vez que el examen del sudor ha dado positivo se realiza un diagnostico mas detallado y preciso mediante la identificacion de las mutaciones en el gen CFTR 21 Existen diversas pruebas para identificar eventuales complicaciones y controlar la evolucion de la enfermedad Las imagenes obtenidas por rayos X y TAC facilitan la deteccion de signos de lesion o infeccion en los pulmones El cultivo de esputo examinado por microscopio provee informacion respecto de cuales son las bacterias responsables y permite escoger los antibioticos mas efectivos Las pruebas de funcion pulmonar miden las capacidades pulmonares los volumenes pulmonares y la rapidez con que estos pueden ser movilizados flujos aereos Por medio de tales examenes es posible determinar si es procedente un tratamiento con antibioticos o bien evaluar la respuesta al mismo Los analisis de sangre pueden identificar problemas hepaticos deficiencias vitaminicas y revelar la irrupcion de la diabetes Los dispositivos DEXA o DXA del ingles para absorciometria de rayos X de energia dual se utilizan como prueba para determinar la presencia de osteoporosis Por ultimo la cuantificacion de elastasa fecal facilita la deteccion de insuficiencia de enzimas digestivas Fisiopatologia EditarLa proteina sintetizada a partir del gen CFTR se une a la membrana externa de las celulas en las glandulas sudoriparas Pulmon Pancreas y otros organos afectados La proteina atraviesa esta membrana y actua como un canal ionico conectando la parte interna de la celula citoplasma con el fluido extracelular Este canal es mayormente responsable de controlar el paso de cloruro hacia y desde el medio interno Cuando la proteina CFTR no funciona correctamente este movimiento se ve restringido reteniendose cloruro en el espacio extracelular Debido a que el cloruro tiene carga electrica negativa los iones con carga positiva tampoco podran cruzar la membrana citoplasmatica a causa de la atraccion electrostatica ejercida por los iones cloruro El sodio es el mas comun entre los iones presentes fuera de la celula y la combinacion de sodio y cloruro da lugar al cloruro de sodio el cual se pierde en grandes cantidades en el sudor de los individuos con FQ Esta perdida de sal constituye el argumento basico para explicar la utilidad diagnostica del test del sudor 8 El mecanismo por el cual esta disfuncion celular produce las manifestaciones clinicas antes descritas no se conoce con exactitud Una de las teorias que intenta explicarlo sugiere que la falla de la proteina CFTR para transportar el cloruro determina la acumulacion de abundante moco en los pulmones creando un medio propicio rico en nutrientes para las bacterias que logran asi eludir al sistema inmunitario Tambien se postula que esta anomalia en la proteina CFTR induce un aumento paradojico en la captura de sodio y cloruro lo que estimula la reabsorcion de agua y resulta en la formacion de la mucosidad deshidratada y espesa Otras teorias se enfocan en el fenomeno del movimiento de cloruro hacia el exterior de la celula que tambien provoca desecamiento del moco y de las secreciones pancreaticas y biliares En general estas hipotesis coinciden en atribuir los mayores trastornos a la obstruccion de los conductos mas delgados por las secreciones espesas y glutinosas en los distintos organos afectados Esta situacion condiciona la infeccion cronica y promueve la remodelacion estructural del pulmon ademas de producir dano pancreatico mediado por las enzimas digestivas aglomeradas y obstruccion de los intestinos por grandes bolos fecales 8 El papel de la infeccion cronica en la enfermedad pulmonar Editar Micrografia electronica de barrido de la bacteria Pseudomonas aeruginosa asociada con frecuencia a las infecciones pulmonares graves que complican la FQ Los pulmones de las personas con Fibrosis Quistica son colonizados e infectados por bacterias desde edades tempranas Los microorganismos que se propagan en estos pacientes prosperan en el moco anomalo acumulado en las vias respiratorias mas estrechas El moco glutinoso estimula el desarrollo de microambientes bacterianos biofilms que resultan dificiles de penetrar para las celulas inmunes y los antibioticos Por su parte los pulmones responden al dano continuo infligido por las secreciones espesas y las infecciones cronicas remodelando gradualmente las vias respiratorias inferiores bronquiectasia lo que vuelve a la infeccion aun mas dificil de erradicar 22 Con el paso del tiempo cambian tanto el tipo de bacterias que afectan a estos pacientes como las caracteristicas especificas con que las mismas se presentan En una primera etapa ciertas bacterias ordinarias como Staphylococcus aureus y Haemophilus influenzae colonizan e infectan los pulmones Mas tarde sin embargo prevalecen Pseudomonas aeruginosa y a veces el complejo Burkholderia cepacia integrado por diferentes especies de Burkholderia Una vez diseminadas por las vias respiratorias estas bacterias se adaptan al medio y desarrollan resistencia a los antibioticos convencionales Pseudomonas puede adquirir ciertas caracteristicas especiales dando lugar a la formacion de grandes colonias estas cepas son conocidas como Pseudomonas mucoide y son raras en personas libres de la enfermedad 22 Uno de los modos en que la infeccion se propaga es por transmision entre individuos con FQ 23 En el pasado era habitual que estos participaran en forma conjunta de campamentos veraniegos y otras actividades de esparcimiento 24 25 Los hospitales alojaban a los pacientes con FQ en un area en comun y el equipamiento de rigor por ejemplo los nebulizadores 26 no era esterilizado entre usos sucesivos 27 Esto condujo a la transmision de cepas bacterianas muy peligrosas entre grupos de pacientes Actualmente la rutina en establecimientos de atencion sanitaria consiste en aislar a estos pacientes unos de otros ademas el personal a cargo de su cuidado debe vestir batas y guantes para limitar la proliferacion de cepas bacterianas virulentas 28 Con frecuencia los pacientes afectados por bacterias particularmente peligrosas reciben atencion en dias y en edificios diferentes a los asignados a quienes no tienen esas infecciones Ademas de la infeccion bacteriana los pacientes con FQ estan predispuestos a la colonizacion fungica por la capacidad que tiene algunos hongos de colonizar la via respiratoria inferior y por los frecuentes ciclos de antibioticos que precisan para el control de la enfermedad 29 Los hongos que se cultivan con mas frecuencia son el Aspergillus fumigatus y la Candida albicans esta colonizacion se traduce en una tasa elevada de respuesta inflamatoria frente a los hongos 30 En la actualidad no esta bien definido el papel de los hongos en la FQ aunque se consideran que son no patogenos excepto en los casos de aspergilosis invasiva y de aspergilosis broncopulmonar alergica Genetica Editar Localizacion del gen CFTR Se trata de una enfermedad autosomica recesiva En su forma mas comun una mutacion de un aminoacido falta una fenilalanina en la posicion 508 conduce a un fallo del transporte celular y localizacion en la membrana celular de la proteina CFTR Se han descrito mas de 1800 mutaciones 31 siendo la mayoria de ellas pequenas deleciones aunque con diferentes efectos como cambios en el marco de lectura cambios de aminoacidos terminacion prematura de la proteina o alteraciones en el empalme splicing de ARNm El gen CFTR esta localizado en el brazo largo del cromosoma 7 en la posicion 7q31 2 ocupando 180 000 pares de bases mas precisamente desde el par 116 907 252 al 117 095 950 del cromosoma Es un gen de gran tamano que posee 250 kb kilobases y que incluye 27 exones Fue localizado y secuenciado por mapeo genetico Este gen codifica la sintesis de un canal ionico de 1480 aminoacidos una proteina que transporta iones cloruro a traves de las celulas epiteliales y que controla la regulacion de otros transportadores En las personas con fibrosis quistica esta proteina esta ausente o bien se encuentra en proporciones sensiblemente menores a las habituales La penetrancia de la enfermedad es variable segun el alelo y a su vez la expresion del alelo depende del entorno y del genoma de la persona afectada Biologia molecular Editar Proteina CFTR estructura molecular de la proteina Son diversos los mecanismos por los cuales estas mutaciones causan problemas en la proteina CFTR En particular la mutacion DF508 genera una proteina que no se pliega de manera normal y acaba siendo degradada por la celula Varias mutaciones comunes en la poblacion askenazi dan lugar a la sintesis de proteinas demasiado cortas a causa de una conclusion anticipada de su produccion Otras mutaciones menos frecuentes originan proteinas que no utilizan la energia como es debido no permiten que el cloruro cruce la membrana apropiadamente o son degradadas a una tasa mas rapida que la normal La deficiencia en el transporte de cloro hace que las celulas no expulsen agua al exterior y por lo tanto el moco sea mas espeso Ciertas mutaciones pueden conducir tambien a una merma en la produccion de copias de la proteina CFTR 8 Estructuralmente el gen CFTR pertenece a la denominada superfamilia de transportadores ABC acronimo para el ingles ATP Binding casete casete de union a ATP 8 La estructura terciaria de la proteina codificada por este gen consta de dos dominios capaces de hidrolizar adenosin trifosfato lo que permite a la proteina utilizar energia en la forma de ATP Asimismo otro par de dominios cada uno constituido por seis helices alfa posibilita el paso de la proteina a traves de la membrana celular La activacion se concreta por reaccion de fosforilacion en un sitio de union regulador sobre todo mediante la proteina quinasa A PKA EC 2 7 11 11 antes denominada cAPK o proteina quinasa dependiente del adenosin monofosfato ciclico 8 El carboxilo terminal C de la proteina esta unido al citoesqueleto por interaccion con dominios proteicos PDZ 32 Diagnostico EditarDiagnostico tradicional metodos no moleculares Editar Existen una serie de pruebas que se vienen realizando de forma comun para determinar las anomalias de los metabolitos relacionados con la fibrosis quistica especialmente el cloro Entre ellas se encuentran Prueba de electrolitos en el sudor se administra pilocarpina mediante iontoforesis para estimular la produccion de sudor y se mide en este la concentracion de sal Prueba de la diferencia de potencial electrico nasal Prueba del tripsinogeno inmunoreactivo es una prueba que se realiza sobre la sangre y que mide la concentracion de una enzima pancreatica Diagnostico molecular Editar El Diagnostico Molecular de la enfermedad es complejo ya que en noviembre de 2010 nos encontramos con 1824 mutaciones descritas 31 y la mayoria son puntuales o pequenas deleciones Estas mutaciones se agrupan en funcion del efecto que tienen sobre el gen y sobre el fenotipo de la enfermedad Ademas de la variabilidad de las mutaciones en si mismas las distintas poblaciones tienen frecuencias diferentes para las mismas por lo que los estudios y test diagnosticos deben gestionarse considerando este aspecto No obstante la mas comun en la mayoria de las poblaciones es la delecion 508F Hay que tener en cuenta que la distribucion de alelos varia mucho en cada poblacion por lo que hay que adaptar los tests para detectar aquellas variantes mas comunes en la poblacion que se este estudiando Actualmente a los ninos nada mas nacer se les hace un diagnostico genetico mediante secuenciacion del gen CFTR para saber si tienen la enfermedad ya que es una enfermedad tratable Cuando antes comienza el tratamiento mayor calidad de vida y mayor longevidad Diagnostico molecular indirecto basicamente realizado a traves de analisis de ligamiento Se lleva a cabo mediante RFLP metodo antiguo basado en restriccion actualmente en desuso Marcadores microsatelites es el metodo seguido actualmente Los estudios solo son validos dentro del mismo arbol familiar Marcadores SNP seran los usados en un futuro proximo pues tienen la ventaja de que los resultados obtenidos son aplicables entre personas no emparentadas Diagnostico molecular directo podriamos secuenciar el gen CFTR pero lo que esta a la orden del dia es la deteccion de las mutaciones que basicamente se realiza a partir de dos estrategias Rastreo de mutaciones tecnicas de deteccion de mutaciones pero sin identificacion de la mutacion Algunas de las mas usadas en este proceso son la electroforesis en gel con gradiente de desnaturalizacion asi como algunas variantes de PCR Un ejemplo de esto es la deteccion de la mutacion DF508 Esta deteccion se realiza gracias a una enzima de restriccion que corta al alelo sano que no presenta la deteccion mencionada lo que permite que el producto de PCR tras la amplificacion sea menor en el alelo sano que en el que presenta la mutacion viendose asi la diferencia Identificacion de mutaciones tecnicas basadas en hibridacion especifica con el alelo mutado Por ejemplo los kits ASO dot blot OLA ensayo de ligacion de oligonucleotidos o el ensayo mas tradicional de southern blot ASO dot blot es utilizado para la deteccion de mutaciones definidas conocidas previamente Readquiere la amplificacion del ADN a estudiar Posteriormente se fija a una membrana sin tratamiento ni electroforesis previos Entonces se hibrida con oligonucleotidos especificos del alelo de unos 20 pares de bases que se encuentran marcados para su posterior deteccion Se trata de una tecnica sencilla barata rapida y segura si se estudia como en el caso de la fibrosis quistica un unico gen con pocas mutaciones Aunque resulta caro si hay que rehibridar muchas veces Para esos casos tenemos ASO dot blot inverso en el que la membrana tiene fijada los distintos alelos y estos son hibridados con el producto amplificado genomico marcado OLA es el metodo mas usado actualmente en el estudio de fibrosis quistica pero cuando llegue la secuenciacion predeciblemente quedara desplazado por esta Son necesarios dos pasos un primer paso consiste en una PCR multiplex de los fragmentos genicos a estudiar Posteriormente dos ciclos de ligamiento con ligasa termoestable y oligonucleotidos especificos de los alelos Estos primeros pasos se realizan todos en el mismo tubo de reaccion Se realiza entonces un estudio de los fragmentos por electroforesis capilar Las ventajas de este proceso es su automatizacion aunque es costoso debido a la necesidad de un secuenciador automatico Diagnostico prenatal Editar Las parejas que estan atravesando un embarazo o tienen planes respecto de la gestacion pueden ser evaluadas en busca de mutaciones del gen CFTR con el objeto de determinar las probabilidades de que su hijo nazca con fibrosis quistica La prueba se suele realizar en uno de los padres o en ambos y en caso de detectarse un riesgo elevado de FQ se efectua tambien en el feto Debido a que el diagnostico prenatal no habilita formas de tratamiento superiores o alternativas la principal razon por la que se lleva a cabo es en la practica proporcionar la posibilidad del aborto en caso de que el feto presente la enfermedad La prueba para fibrosis quistica en parejas se ofrece de manera generalizada en paises como los Estados Unidos 33 y el Colegio Americano de Obstetras y Ginecologos ACOG por sus siglas en ingles recomienda la prueba en parejas que poseen un historial de FQ entre sus familiares directos o parientes cercanos asi como tambien en aquellas con riesgo elevado debido a su filiacion etnica 34 Debido a que el desarrollo de la FQ en el feto requiere que cada padre transmita una copia del gen CFTR mutante y al alto costo del examen prenatal la prueba suele realizarse inicialmente solo en uno de los progenitores Si este resulta ser portador de una mutacion del gen CFTR entonces se examina al otro para determinar el riesgo de que su hijo tenga la enfermedad La FQ puede resultar de mas un millar de mutaciones diferentes y al ano 2006 no es posible efectuar estudios de laboratorio para cada una de ellas La prueba se remite a analizar la sangre en busca de las mas comunes como DF508 la mayoria de las modalidades disponibles comercialmente detectan no mas de 32 variantes distintas Si se conoce el dato de que una familia tiene una mutacion poco comun esta ultima puede buscarse especificamente Como consecuencia de que no todas las mutaciones conocidas son detectadas por las pruebas corrientes un resultado negativo no garantiza que el nino vaya a estar libre de la enfermedad 35 Por otro lado dado que las mutaciones sondeadas son necesariamente aquellas mas comunes en los grupos de mas alto riesgo las pruebas en etnias de bajo riesgo son menos exitosas ya que las mutaciones mas extendidas en estos grupos son menos frecuentes en la poblacion general Mapa citogenetico o cariograma de una nina resultado de una amniocentesis Las parejas en situacion de riesgo a menudo realizan pruebas adicionales durante el embarazo o antes de que este se produzca La fecundacion in vitro con diagnostico genetico preimplantacional ofrece la posibilidad de examinar el embrion antes de su colocacion en el utero Esta prueba se realiza tres dias despues de la fecundacion y procura determinar la presencia de genes CFTR anormales Si en un embrion resultan identificados dos genes CTRF mutantes este sera excluido de la transferencia implantandose otro que cuente con al menos un gen normal Durante el transcurso del embarazo es posible realizar pruebas tanto sobre la placenta muestra de vellosidad corionica como sobre el liquido amniotico que rodea al feto amniocentesis con la ayuda del ultrasonido Sin embargo la biopsia de vellosidades corionicas se correlaciona con riesgo de muerte fetal en una tasa de 1 en 100 y la amniocentesis de 1 en 200 36 por lo que es esencial determinar los beneficios adecuadamente para sopesar los riesgos antes de proceder con la prueba Alternativamente algunas parejas eligen someterse a tecnicas de reproduccion asistida con ovulos donantes recurriendo a la fecundacion in vitro o con esperma donante inseminacion artificial por donante Tratamiento EditarUn aspecto fundamental en la terapeutica de la fibrosis quistica es el control y tratamiento del dano pulmonar causado por el moco espeso y por las infecciones con el objeto de mejorar la calidad de vida del paciente Para el tratamiento de las infecciones cronicas y agudas se administran antibioticos por vias intravenosa inhalatoria y oral Tambien se utilizan dispositivos mecanicos y farmacos en forma de inhaladores para controlar las secreciones y de esta manera descongestionar y desobstruir las vias respiratorias Otros aspectos de la terapia se relacionan con el tratamiento de la diabetes con insulina de la enfermedad pancreatica con reemplazo enzimatico Adicionalmente se postula la eficacia de distintos procedimientos como el trasplante y la terapia genica para resolver algunos de los efectos asociados a esta enfermedad Una dieta sana elevado ejercicio y tratamientos agresivos con antibioticos esta aumentando la esperanza de vida de los enfermos Antibioticos para tratar la enfermedad pulmonar Editar Los antibioticos se prescriben siempre que exista sospecha de neumonia o de constante deterioro en la funcion pulmonar Habitualmente se los escoge en funcion del historial de infecciones que afectaron al paciente previamente Muchas de las bacterias comunes en la fibrosis quistica son resistentes a gran cantidad de antibioticos y requieren semanas de tratamiento intravenoso con vancomicina tobramicina meropenem ciprofloxacina y piperacilina PICC o cateter central insertado percutaneamente radiografia de torax La terapia prolongada a menudo requiere hospitalizacion y canalizacion de una via intravenosa permanente como por ejemplo un cateter central insertado percutaneamente PICC Asimismo es frecuente la indicacion simultanea de antibioticos administrados por inhalacion como la tobramicina la colistina y la gentamicina por varios meses con el objeto de mejorar la funcion pulmonar impidiendo la proliferacion bacteriana 37 38 Algunos antibioticos orales como la ciprofloxacina o la azitromicina se utilizan a veces para ayudar a prevenir la infeccion o para controlarla una vez que esta en curso 39 En algunos casos pasan anos entre sucesivas hospitalizaciones mientras que en otros se requiere la internacion cada ano para poder realizar el tratamiento En tratamientos prolongados varios de los antibioticos mas comunes como la tobramicina y la vancomicina pueden causar perdida de audicion por ototoxicidad o problemas en los rinones Con el objeto de prevenir tales efectos secundarios es habitual medir cuantitativamente las concentraciones de estos medicamentos en sangre y de ser necesario ajustar la dosificacion Otros metodos para tratar la enfermedad pulmonar Editar Inhalador tipico de salmeterol agente simpaticomimetico que dilata la luz de los bronquios Son diversas las tecnicas que se implementan con el objeto de fluidificar el esputo y facilitar su expectoracion En el medio hospitalario se utiliza la fisioterapia un terapeuta practica una serie de maniobras mediante presiones y percusiones palmoteo ejercidas sobre el exterior del pecho torax varias veces al dia Los dispositivos mecanicos que actuan bajo el mismo principio que aquellas tecnicas basicas de drenaje postural incluyen el ventilador de alta frecuencia oscilatoria y los aparatos de ventilacion percusiva intrapulmonar de los que existen modelos portatiles adaptables al uso hogareno 40 El ejercicio aerobico es altamente beneficioso para las personas con fibrosis quistica ya que no solo promueve la descongestion del esputo sino que mejora la salud cardiovascular y el estado general Aparato de ventilacion percusiva intrapulmonar Entre las sustancias administradas por inhalacion que ayudan a aligerar las secreciones y facilitan su expulsion se encuentran la dornasa alfa y la solucion salina hipertonica 41 La dornasa alfa es una desoxirribonucleasa ADNasa o DNasa humana recombinante que descompone el ADN en el esputo reduciendo asi la viscosidad de este ultimo 42 La N acetilcisteina un derivado del aminoacido cisteina tambien actua fluidificando el esputo pero las investigaciones y la experiencia disponibles han demostrado que los beneficios son poco significativos Por ultimo broncodilatadores como el salbutamol y el salmeterol ambos agentes agonistas b2 adrenergicos o el bromuro de ipratropio un antagonista del receptor colinergico derivado cuaternario de la atropina se utilizan para aumentar el tamano de las vias respiratorias mas pequenas al relajar el musculo liso bronquial En la medida en que se agrava el cuadro pulmonar puede requerirse soporte respiratorio mecanico Por las noches algunos pacientes deben usar mascaras especiales que actuan empujando el flujo aereo hasta los pulmones La ventilacion no invasiva mediante mascara nasal y presion positiva VPAP por el acronimo para el ingles variable positive airway pressure ayuda a prevenir durante el sueno caidas significativas en los niveles sanguineos de oxigeno Tambien puede usarse en el curso de la fisioterapia respiratoria para favorecer la expulsion de esputo 43 Sin embargo en casos severos puede ser necesario implementar formas invasivas de asistencia respiratoria con intubacion endotraqueal esto es colocacion de un tubo o sonda en la traquea Tratamiento de otros aspectos de la FQ Editar La inyeccion intracitoplasmatica de esperma ICSI por sus siglas en ingles suele indicarse para revertir la infertilidad en hombres con FQ Los recien nacidos con ileo meconial tipicamente requieren cirugia por lo general no sucede lo mismo en adultos con sindrome de obstruccion intestinal distal El tratamiento de la insuficiencia pancreatica basado en reemplazo de las enzimas digestivas menguadas permite que los intestinos absorban de manera apropiada nutrientes y vitaminas que de otro modo se perderian en la heces Aun asi la mayoria de los individuos con FQ deben recibir dosis adicionales de vitaminas A D E y K a partir de suplementos y seguir una dieta de alto valor calorico La diabetes que suele acompanar la FQ se trata con inyecciones de insulina 44 El desarrollo de osteoporosis puede prevenirse con la suplementacion de vitamina D y calcio y a menudo se trata con bifosfonatos 45 En cuanto al retraso en el crecimiento se procura contrarrestarlo mediante la insercion de un tubo de alimentacion gastrostomia para aumentar asi la ingesta de calorias a partir de nutricion adicional tambien se administran con este fin inyecciones de hormona de crecimiento 46 Las infecciones de los senos paranasales suelen tratarse con un prolongado regimen de antibioticos El desarrollo de polipos asi como otros cambios estructurales de tipo patologico en el interior de los conductos nasales pueden restringir el flujo aereo y complicar el cuadro Por este motivo es frecuente la practica quirurgica en procura de aliviar la obstruccion y limitar el desarrollo de nuevas infecciones Tambien se administran corticosteroides intranasales como la fluticasona para reducir la inflamacion 47 Por otro lado la infertilidad femenina puede combatirse recurriendo a tecnicas de reproduccion asistida Aquella que afecta al hombre tambien tiene tratamiento por ejemplo mediante la inyeccion intracitoplasmatica de esperma 48 Trasplante moduladores de la proteina CFTR y terapia genica Editar Por lo general se considera procedente el trasplante de pulmon en personas con deterioro progresivo de la funcion pulmonar y creciente intolerancia al ejercicio fatiga o agotamiento muscular desproporcionados para el ejercicio realizado Aunque el trasplante de un unico pulmon es viable en otras enfermedades en los pacientes con FQ ambos deben ser reemplazados ya que de otro modo las bacterias alojadas en el organo remanente podrian infectar a aquel que ha sido trasplantado Asimismo puede practicarse simultaneamente un trasplante de pancreas o de higado con el proposito de aliviar la enfermedad hepatica o la diabetes 49 La opcion del trasplante de pulmon se evalua cuando la funcion pulmonar se ve afectada en grado tal que se vea amenazada la supervivencia o se requiera la asistencia con dispositivos mecanicos 50 Los adenovirus pueden ser modificados para usarse en terapia genica La terapia genica representa una via promisoria en la lucha contra la enfermedad Mediante esta tecnica se procura insertar una copia normal del gen CFTR en las celulas afectadas Debido a la incapacidad de los retrovirus para alcanzar celulas que no se dividen se han realizado analisis clinicos para insertar genes en adenovirus En la actualidad estos virus se estan utilizando en ensayos en los que el gen CFTR normal se administra por un metodo en aerosol a las celulas epiteliales que revisten los pulmones terapia genica in vivo Se espera que los adenovirus inserten el gen normal induciendo una funcion pertinente de los canales de cloro en estas celulas Algunos estudios han senalado que para prevenir las manifestaciones pulmonares de la fibrosis quistica solo se requiere la expresion genica de entre un 5 y un 10 de los valores normales de proteina CFTR 51 Un inconveniente de los adenovirus es que no se integran en el ADN de la celula huesped Por lo tanto finalmente se pierden originando una expresion del gen transitoria y la necesidad de reintroduccion del vector Se han propuesto diversos abordajes y se han iniciado numerosos estudios clinicos pero al ano 2006 persisten multiples obstaculos que sera preciso superar para que la terapia genica resulte exitosa 52 La otra aproximacion para el tratamiento de la fibrosis quistica viene dada por el uso de potenciadores o moduladores de la proteina CFTR reparando el defecto subyacente en la creacion de dicha proteina Existen varios potenciadores o correctores en diferentes fases de investigacion entre los que destacan Ivacaftor Lumacaftor Tezacaftor El potenciador Ivacaftor antes llamado VX770 y bajo el nombre comercial de Kalydeco se destino exclusivamente a pacientes mayores de 6 anos inicialmente y a partir de 2015 fue habilitado por la FDA para pacientes de 2 a 5 anos 53 Esta autorizado para el tratamiento de la mutacion G551D teniendo esta menos del 3 del total de pacientes con fibrosis quistica 54 En 2014 la FDA autorizo este medicamento para el uso en las mutaciones G178R S549N S549R G551S G1244E S1251N S1255P y G1349D 55 Este modulador puede mejorar la calidad de vida de los pacientes con incremento de peso y la salud pulmonar reduciendo la probabilidad de infeccion La mejora de FEV1 es promedialmente del 10 4 56 El costo de esta terapia supera los 300 000 dolares estadounidenses por ano de tratamiento cronico 2014 La asociacion de lumacaftor ivacaftor antes llamado VX 809 y bajo el nombre comercial de Orkambi del mismo laboratorio Vertex Pharmaceuticals ha sido aprobado por la FDA y por la Union Europea para los que poseen la mutacion DF508 la forma mas comun en su forma homocigota dos copias iguales 57 Actualmente se mantienen conversaciones con los distintos paises de la Union Europea para negociar el reembolso del medicamento 58 Se encuentra en fase de investigacion la asociacion de ivacaftor tezacaftor antes llamado VX 661 y bajo el nombre comercial de Symkevi para los que poseen la mutacion DF508 en su forma heterocigota una copia diferente en cada alelo 59 Para las mutaciones del tipo I generalmente llamadas mutacion sin sentido o non sense donde un codon de terminacion hace que la creacion de la proteina quede trunca en una etapa prematura y por lo tanto no funcional se estan probando medicamentos que han mostrado cierta eficacia logrando que los ribosomas ignoren los codones de terminacion prematuros y terminen de generar la proteina CFTR esta capacidad de los farmacos es llamado read through en la literatura El medicamento Ataluren antes llamado PTC124 del laboratorio PTC Therapeutics se encuentra en Etapa III de investigacion en la FDA con resultados ambiguos para la generalidad de los pacientes con estas mutaciones aunque prometedores en los pacientes que no tienen tratamiento cronico con antibioticos 60 Otros tipos de medicamentos buscan abrir canales alternos para el cloro en la celula aunque se encuentran en etapas mas prematuras de investigacion Actualmente se han conseguido realizar modelos animales de la enfermedad mediante la edicion y modificacion genetica teniendo especial exito el conseguido en cerdo y huron 61 Epidemiologia Editar Herencia mendeliana autosomica recesiva dos mutaciones de linea germinal una de cada uno de los padres para desarrollar la enfermedad igualmente transmitida por hombres y mujeres Entre las personas de ascendencia europea la fibrosis quistica es la mas frecuente de las enfermedades autosomicas recesivas potencialmente fatales En los Estados Unidos aproximadamente 30 000 individuos padecen FQ en su mayoria son diagnosticados a los seis meses de edad Canada tiene cerca de 3000 habitantes con esta condicion Se estima que una de cada 25 personas de ascendencia europea y una de cada 29 personas de ascendencia askenazi son portadores de una mutacion de fibrosis quistica Aunque es menos comun en estos grupos aproximadamente uno de cada 46 hispanoamericanos uno de cada 65 africanos y uno de cada 90 asiaticos son portadores de al menos un gen CFTR anormal 62 63 64 Argentina y Uruguay representan una excepcion en el contexto de America Latina con una incidencia de casos mucho mayor a la media de la region y muy proxima a la registrada en Estados Unidos o Canada y una prevalencia de portadores sanos en la poblacion general de entre 1 en 30 y 1 en 25 65 La fibrosis quistica se diagnostica tanto en hombres como en mujeres Por razones que solo en parte se conocen la esperanza de vida al nacer resulta ser mayor entre los varones afectados que entre las mujeres 66 Aquel indicador tiende a variar principalmente en funcion del alcance y la calidad de la atencion suministrada por los sistemas de salud publica En 1959 la supervivencia media en ninos con FQ era de 6 meses Para los nacidos en 2006 en los Estados Unidos este valor treparia a los 36 8 anos de acuerdo a los datos compilados por la Fundacion de la Fibrosis Quistica 67 La tasa de esperanza de vida ha evolucionado en forma analoga para buena parte de Occidente exceptuando los paises menos desarrollados donde se reportan cifras sensiblemente menores y en los cuales la mayoria de la poblacion afectada no sobrevive mas alla de los diez anos de edad La Fundacion de la Fibrosis Quistica compila ademas informacion sobre el estilo de vida de los adultos estadounidenses con FQ En 2004 la fundacion reporto que el 91 de esta poblacion habia completado la ensenanza media y el 54 habia accedido a alguna forma de educacion universitaria Los datos en materia de empleo revelaron que el 12 6 de estos adultos estaba imposibilitado para trabajar quedando fuera de la poblacion economicamente activa y el 9 9 estaba desocupado Por otro lado la informacion marital senalo que un 59 era soltero y un 36 estaba casado o viviendo en pareja En 2004 191 mujeres con FQ se encontraban embarazadas en los Estados Unidos 68 Teorias sobre la prevalencia de la FQ Editar Se estima que la mutacion DF508 puede tener hasta unos 52 000 anos de antiguedad 69 Se han formulado numerosas hipotesis intentando explicar por que una mutacion letal como esta ha persistido y se ha extendido entre la poblacion humana Algunas enfermedades autosomicas recesivas comunes como la anemia de celulas falciformes han revelado la propiedad de proteger a sus portadores de otras afecciones concepto conocido como ventaja heterocigota Con el descubrimiento de que la toxina del colera requiere que sus huespedes sean proteinas CFTR normales para poder funcionar apropiadamente se ha postulado que los portadores de genes CFTR mutantes obtuvieron el beneficio de la resistencia al colera y a otras causas de diarrea 70 Sin embargo estudios posteriores no han confirmado esta hipotesis 71 72 La presencia de proteinas CFTR normales es condicion necesaria para el ingreso de Salmonella typhi serotipo de Salmonella enterica proteobacteria gram negativa del genero Salmonella en las celulas 73 lo que sugiere que los portadores de genes CFTR mutantes podrian ser resistentes a la fiebre tifoidea Sin embargo ningun estudio in vivo ha confirmado esta hipotesis En cualquiera de los casos la baja incidencia de fibrosis quistica fuera de Europa en sitios donde tanto el colera como la fiebre tifoidea son endemicos carece de explicacion inmediata Historia Editar Dorothy H Andersen quien describio por primera vez la fibrosis quistica National Library of Medicine Aunque el espectro clinico completo de la FQ no fue reconocido hasta los anos 1930 ciertos aspectos fueron identificados mucho antes Carl von Rokitansky describio un caso de muerte fetal con peritonitis meconial una complicacion del ileo meconial asociado con la fibrosis quistica El ileo meconial fue descrito por primera vez en 1905 por Karl Landsteiner 74 En 1938 Dorothy Andersen publico un articulo intitulado Cystic fibrosis of the pancreas and its relation to celiac disease a clinical and pathological study La fibrosis quistica del pancreas y su relacion con la enfermedad celiaca un estudio clinico y patologico en la revista American Journal of Diseases of Children De esta manera era la primera investigadora en definir esta entidad nosologica denominada por aquel entonces fibrosis quistica del pancreas y en correlacionarla con los trastornos pulmonares e intestinales prominentes 1 Tambien postulo que era una enfermedad recesiva y utilizo el reemplazo de enzimas pancreaticas como tratamiento para los ninos afectados En 1952 Paul di Sant Agnese descubrio anomalias en los electrolitos del sudor Sobre la base de esa evidencia se desarrollo y perfecciono el examen del sudor durante el curso de la siguiente decada 75 En 1985 investigadores de Londres Toronto y Salt Lake City trazaron el mapa del gen CFTR en el cromosoma 7q Cuatro anos mas tarde en 1989 Francis Collins Lap Chee Tsui y John R Riordan descubrieron la primera mutacion para la FQ DF508 en ese cromosoma Investigaciones posteriores a aquel hallazgo identificaron mas de mil mutaciones diferentes que dan origen a la enfermedad Lap Chee Tsui lidero el equipo de cientificos del Hospital for Sick Children un hospital escuela en convenio con la Universidad de Toronto que descubrio el gen responsable de la FQ Se trata del primer trastorno genetico dilucidado estrictamente mediante el proceso de genetica inversa Debido a que las mutaciones del gen CFTR son generalmente pequenas las tecnicas de la genetica clasica o formal no fueron capaces de determinar con precision el gen mutante 76 Utilizando marcadores proteicos los estudios de ligamiento genetico lograron trazar un mapa de la mutacion del cromosoma 7 Las tecnicas de paseo y salto cromosomicos sirvieron entonces para identificar y secuenciar el gen 77 Este gen fue uno de los primeros genes en ser localizado y secuenciado por mapeo genetico y algunos de los participantes en este proyecto como Francis Collins estuvieron implicados mas tarde en el Proyecto Genoma HumanoLa identificacion de la mutacion especifica responsable de la FQ en un paciente puede ser util para predecir la evolucion de la enfermedad Por ejemplo los pacientes homocigotos para la mutacion DF508 presentan en casi todos los casos insuficiencia pancreatica y tienen por lo general un grado relativamente severo de afectacion respiratoria Sin embargo existen excepciones que indican la posibilidad de que factores adicionales quizas genes en otros loci intervengan en la expresion de la enfermedad Por otro lado la clonacion del gen de la FQ ha abierto la posibilidad de la terapia genica tal y como se ha descrito en la seccion pertinente Vease tambien EditarAnatomia patologica Enfermedad genetica Deficiencia de alfa 1 antitripsina Sindrome X fragil Enfermedad hereditaria autosomica recesiva Anemia de celulas falciformes Enfermedad de Niemann Pick Enfermedad de Tay Sachs Talasemia Genomica Proteomica Medicina genomicaNotas Editar a b Andersen DH Cystic fibrosis of the pancreas and its relation to celiac disease a clinical and pathological study Am J Dis Child 1938 56 344 399 Rosa Maria Giron Moreno y Antonio Salcedo Posadas Fibrosis quistica Monografias Neumomadrid Volumen VIII 2005 1 Edita ERGON C Arboleda 1 28220 Majadahonda Madrid 15 de diciembre de 2005 Yankaskas JR Marshall BC Sufian B Simon RH Rodman D 2004 Cystic Fibrosis adult care consensus conference report Chest 125 1 39 PMID 14734689 doi 10 1378 chest 125 1 suppl 1S enlace roto 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