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La ciudad holandesa de Wageningen acogió en septiembre la 36ª reunión del Working Group on Prolamin Analysis and Toxicity (WGPAT). El anfitrión en esta ocasión fue el equipo liderado por el Dr. Rene Smulders, de la Universidad de Wageningen, que tiene su origen en la antigua escuela de agricultura creada en la ciudad a finales del siglo XIX para el estudio y mejora de la producción agrícula. Aquí resumimos lo más destacado de esta reunión, en la que se impartió, además, un simposio monográfico sobre organoides.

Efectos del trigo en la salud

El trigo está detrás de diferentes problemas de salud que en conjunto afectan a un porcentaje relevante de la población, según expuso el Dr. Detlef Schuppan (Universidad de Mainz, Alemania). Entre un 0,2% un 2% sufre enfermedad celíaca (EC) a causa de la ingesta de gluten, el 1-2% experimenta alergias tipo 1 frente a diferentes proteínas del cereal, entre ellas el gluten (están mediadas por IgE y son de reacción inmediata), y en torno a un 5% está afectado por alergias tipo 2 (no mediadas por IgE, de reacción más tardía) desencadenadas generalmente por proteínas diferentes del gluten.

Un 4% adicional de la población reacciona con este tipo de alergias de reacción tardía frente a proteínas de la leche, la soja o las levaduras, y suelen manifestar síntomas de intestino irritable. Hasta un 80% de los afectados tienen algún familiar afectado por dermatitis atópica (a diferencia del 20% de las personas sin este tipo de alergia). El contacto de estos alérgenos con la mucosa digestiva da lugar a cambios muy rápidos y evidentes, según estudios de microscopía confocal. En menos de 1 minuto la barrera intestinal se ve alterada y en cuestión de media hora se produce un aumento de linfocitos intraepiteliales. Por su parte, los eosinófilos no aumentan, pero se evidencia su actividad por la liberación de marcadores propios de estas células inmunitarias.

Hasta el 60% de casos que sufren estas alergias tipo 2 son causadas por el trigo y para conocer su potencial alergénico, el grupo del Dr. Schuppan analizó mediante espectrometría de masas la composición proteica de 150 variedades de 5 especies de trigo: el trigo común (trigo panadero), la espelta, el trigo duro (empleado en la elaboración de pasta) y las especies primitivas emmer y einkorn. En total se estudiaron más de 2.540 proteínas y se vio que el mayor número de proteínas con potencial alergénico se encuentra en las dos variedades más modernas de trigo, el trigo común y la espelta, y el menor contenido de ellas está en la especie ancestral einkorn. Se observó también que el contenido de proteínas alergénicas dentro de una misma especie varía de una variedad a otra y en ello influye incluso el lugar donde se cultiva.

Otro componente alergénico del trigo son los inhibidores de amilasa y tripsina (ATI, amylase-trypsin inhibitors), una familia de 17 proteínas cuya función es defender el embrión de la planta frente a las plagas. Se trata de proteasas que destruyen enzimas que necesitan los insectos para infectar la planta. Unas son monoméricas, otras diméricas y otras tetraméricas. Son resistentes a la digestión humana y por ello son potencialmente alergénicas, al estar demostrada su capacidad para activar la respuesta inmune innata en la mucosa intestinal. Se desconoce si esta capacidad inmunogénica se mantiene tras el procesado de alimentos, y tampoco se sabe por qué los ATI presentes en cereales sin gluten no resultan dañinos.

Para evitar que resulten nocivos, la Dra. Esteffania Masci (Universidad de Bolonia, Italia) ha utilizado diferentes técnicas de ingeniería genética para inactivar los genes responsables de su expresión. La técnica de ARN de interferencia lo logra, pero también inactiva genes que nada tienen que ver con los ATI, como algunos implicados en la expresión del gluten. La técnica de edición genética CRISPR/Cas9 es más eficaz en el silenciamiento selectivo de genes ATI, pero su uso es controvertido, al ser las variedades obtenidas consideradas organismos modificados genéticamente (OMG). En cambio, las variedades obtenidas por mutagénesis química no se consideran por ahora OMG’s, por lo que su uso sería aceptado en los cultivos. Se ha logrado silenciar eficazmente los genes de los genes ATI identificados como CM3, CM16 y 0.28, pero a la vez se detecta una expresión doble de CM2, por lo que no se logra el objetivo propuesto.

Para lograr la alimentación segura de personas con EC se puede optar por el empleo de cereales sin gluten, cuyas propiedades panificables son muy pobres, por la administración de fármacos o suplementos alimenticios que neutralicen la toxicidad del gluten, que por ahora se encuentran en desarrollo, o por estrategias de entrecruzamiento de cereales con gluten con el fin de lograr variedades con baja toxicidad y buenas propiedades panificables. Ello pasa, en palabras del Dr. Rene Smulders (Universidad de Wageningen, Países Bajos), por reducir el contenido en gliadinas (tóxicas) y aumentar el contenido en gluteninas (responsables de la viscoelasticidad de las masas). Esta aproximación es muy complicada en el trigo, especie hexaploide que contiene más de 100 genes implicados en la expresión del gluten. En el caso de la cebada se ha logrado obtener variedades de baja toxicidad eliminando los genes que dan lugar a las hordeínas (las proteínas equivalentes a las gliadinas en el trigo), por su mayor simplicidad genética (la cebada es diploide) y porque las hordeinas no son necesarias para la elaboración de la cerveza, por lo que no es un problema eliminarlas por completo.

Epidemiología de la enfermedad celíaca

Los datos de incidencia y prevalencia de la EC indican que ambos parámetros epidemiológicos están en aumento desde hace décadas. El primero, la incidencia (el número de nuevos casos por año), aumenta porque la EC se diagnostica más debido al mejor conocimiento de la patología por parte de los profesionales médicos y por disponer de pruebas más asequibles, como el análisis serológico de anticuerpos. Pero la prevalencia, que expresa el número total de casos en una región en un momento dado, también está aumentando por motivos no bien conocidos. El último estudio que ha evaluado esto se ha realizado en Italia en población pediátrica. Lo presentó el Prof. Carlo Catassi (Universidad Politécnica de las Marcas, Ancona, Italia). Seleccionó al azar a más de 4.000 menores de entre 5 y 11 años y les realizó el estudio genético HLA. Aquellos que mostraron predisposición genética (el 42%) fueron sometidos al análisis serológico de anticuerpos y fueron diagnosticados de EC aquellos que cumplían los criterios para el diagnóstico sin biopsia y los que  mostraron atrofia de vellosidades intestinales en el caso de haber requerido biopsia.

La prevalencia detectada en este estudio ascendía al 1,62%, superior al 1% considerado como prevalencia promedio de la EC. Sumando estos datos a estudios previos realizados por su grupo, que en total se refieren a más de 9.000 menores del país, han comprobado que la incidencia también ha aumentado. Según los primeros estudios, de 1994, sólo el 11% del total de casos de EC eran diagnosticados. En 2016 ya se diagnosticaba el 30% del total de casos existentes y en la actualidad la cifra llega al 40%. Lo llamativo es que aún queda un 60% de casos sin diagnosticar y tal vez la estrategia actual de realizar las pruebas a los casos clínicamente sospechosos (búsqueda pasiva) y a los grupos de riesgo, como familiares o personas con enfermedades asociadas (búsqueda activa) resulta insuficiente.

Con la información clínica recopilada en este trabajo se concluye que el 35% de los casos de EC habrían sido detectados por búsqueda pasiva (al presentar síntomas claros de sospecha) y el 38% por búsqueda pasiva (al realizar las pruebas a familiares y otros grupos de riesgo), quedando un 27% sin detectar, que únicamente habrían llegado a ser identificados mediante un cribado a toda la población. De hecho, los síntomas que presentaban las personas de ese 27% eran los mismos y tan frecuentes como los que podía presentar cualquier persona sana de la población general.

Por este motivo, el Prof. Catassi aboga por plantear seriamente el abordaje de la EC mediante cribado poblacional, comenzando por el estudio genético HLA y la evaluación de los casos que resulten positivos (en los negativos se puede descartar la EC casi con total certeza). De hecho, Italia acaba de aprobar una ley que permite realizar el cribado poblacional de la EC y la diabetes tipo 1 (ambas comparten las mismas variantes genéticas HLA de riesgo y cuando se sufre una de ellas es más probable padecer la otra) debido a su alta prevalencia y a los beneficios del diagnóstico precoz, al existir indicadores tempranos de la enfermedad (en el caso de la diabetes tipo 1) que permiten tomar medidas antes de que ésta se manifieste clínicamente, lo cual mejora su pronóstico. Están trabajando ahora en diseñar el protocolo más efectivo para llevar a cabo esta estrategia de cribado masivo poblacional (a qué edad empezar, con qué frecuencia realizar los análisis o cómo llevar el seguimiento de los casos detectados).

Factores de riesgo y prevención

El conocimiento de los factores de riesgo de la EC es necesario para identificar biomarcadores y diseñar estrategias de prevención. Este tema fue abordado por el Dr. Ricardo Troncone (Universidad Federico II, Nápoles, Italia), quien recordó que el principal marcador de riesgo es genético y se localiza en el sistema HLA, recayendo el mayor riesgo en las personas que poseen por partida doble la variante HLA DQ2, que concentran el 30% de los casos de EC entre todos aquellos que poseen algún marcador HLA de riesgo. También está claro el mayor riesgo asociado al sexo femenino, incluso a edades muy tempranas es ya evidente la mayor prevalencia de la EC en niñas.

La cantidad de gluten que se consume en los primeros años de vida también se ha asociado con el riesgo de desarrollo de la EC según 3 estudios de cohortes, dos de ellos realizados en grupos de riesgo y un tercero realizado en la población general. Igualmente, las infecciones se vinculan con un mayor riesgo de desarrollo de la EC, no sólo las causadas por virus digestivos (rotavirus, reovirus, enterovirus), sino también las causadas por virus respiratorios, y el número de infecciones sufridas también es un factor. De hecho, la suma de estos episodios infecciosos repetidos y la cantidad de gluten que se ingiere en los primeros dos años de vida se consideran factores clave sobre los que incidir para diseñar estrategias de prevención.

Otros factores tradicionalmente implicados, como el tipo de parto (natural o cesárea), el consumo de antibióticos o los hábitos de la madre durante el embarazo (consumo de fármacos o suplementos o el tabaquismo) no han mostrado una relación tan clara con el posterior riesgo de desarrollo de la EC.

En cuanto a los biomarcadores, se van identificando ciertos cambios que son específicos de la EC y que aparecen alterados antes del desarrollo de la EC o incluso antes de la introducción del gluten en la dieta. Hay un perfil lipídico en sangre que es normal en el nacimiento pero aparece alterado en el tercer mes de vida (antes de la introducción del gluten) en bebés que posteriormente desarrollan la EC y consiste en el aumento de triacilglicerol y la disminución de acetilcolina. A nivel genético, o epigenético, pues tienen más que ver con la regulación de la expresión génica, se observan cambios en ciertos microARN (miRNA) hasta 3 años antes de que se eleven en sangre los anticuerpos anti-TG2, algunos se normalizan tras el inicio de la dieta sin gluten.

A nivel inmunológico, ciertas citoquinas aumentan sus niveles en sangre tiempo antes de la elevación en sangre de los anticuerpos anti-TG2, incluso antes de la introducción del gluten en la dieta. Es muy llamativo el caso de los anticuerpos antigliadina, cuya elevación en sangre a edades muy tempranas en bebés con predisposición genética sorprendentemente se asocia con el no desarrollo posterior de la EC, mientras que la ausencia de esta elevación temprana sí aumenta el riesgo de desarrollo posterior de la EC. Y en la microbiota intestinal se han observado diferencias entre sujetos con y sin riesgo HLA, y ciertas alteraciones en su composición aparecen antes de que se manifieste la EC.

En cuanto a las posibles estrategias de prevención, se plantea actuar sobre los factores externos o bien sobre los factores endógenos que influyen en la enfermedad. Las más prometedoras tienen que ver con la inmunización frente a infecciones vinculadas con un mayor riesgo de EC o con la administración de menores cantidades de gluten cuando se introducen los cereales con gluten en la dieta.

Aspectos inmunológicos

La Dra. Carmen Gianfrani (Insituto de Bioquímica y Biología Celular, Nápoles, Italia) explicó algunas interiodidades inmunológicas de la EC, una patología debida a una reacción adversa del sistema inmunitario frente al gluten tras la pérdida de la ‘tolerancia oral’, un mecanismo del sistema inmunitario intestinal que permite no reaccionar frente a las proteínas de los alimentos, a la microbiota comensal (no patógena) o a sustancias no nocivas que circulan por el intestino.

Durante la fase activa de la EC (mientras se consume gluten), se produce a la vez la elevación de dos mediadores inmunitarios antagónicos: la interleuquina 10 (IL-10), de propiedades antiinflamatorias y característica de un intestino sano, y el interferón gamma (INFg), de propiedades proinflamatorias y característico de situaciones patológicas. La clave está en que la elevación del segundo es muy superior a la del primero (es decir, disminuye mucho la proporción IL-10/IFNg), lo que inclina la balanza hacia un estado altamente inflamatorio. La activación coordinada de ambas respuestas, la reguladora (IL-10) y la proinflamatoria (INFg), tiene lugar independientemente del grado de lesión intestinal y no ocurre en sujetos sanos.

Otra característica de la EC es la presencia células T CD4+ específicas de gluten que tras el inicio de la dieta sin gluten pueden permanecer como células de memoria durante décadas (de ahí la reactivación de la enfermedad cuando se vuelve a consumir gluten), y durante la fase activa de la enfermedad (mientras se ingiere gluten) son muy activas las células T CD8+, de perfil citotóxico, que se dedican a destruir las células del epitelio intestinal (enterocitos), de lo que se deriva la atrofia vellositaria.

Ambos tipos celulares producen interleuquina 2 (IL-2), otro mediador inmunológico que activa células T cooperadoras (Th), citotóxicas (Tc) y reguladoras (Treg) y que centró la ponencia del Dr. Knut Lundin (Universidad de Oslo, Noruega). Actualmente se investiga como marcador de activación de la EC. Se ha demostrado su elevación en sangre tan solo 4 horas después de una ingesta de gluten en personas celíacas que se encontraban a dieta. La elevación es mayor en pacientes que reaccionan con vómitos a la ingesta de gluten, que tienen doble carga de la variante de riesgo HLA DQ2, que tienen mayor edad y que han tenido repetidas ingestas de gluten. La dosis de gluten administrada también influye en los niveles de IL-2 y en la gravedad de los síntomas, según ensayos clínicos en los que los pacientes ingerían 3 ó 10 gramos de gluten durante una dieta sin gluten baja en FODMAP. Los pacientes con sensibilidad al gluten no celíaca (SGNC) no expermientan la elevación de esta citoquina en sangre tras la ingesta de gluten.

Terapias farmacológicas

La IL-2 a la que dedicó el Dr. Knut Lundin (Universidad de Oslo, Noruega) su intervención está siendo empleada como marcador de eficacia en ensayos terapéuticos con vacunas. La administración de gluten junto con vacunas experimentales no debería provocar la elevación de IL-2 en sangre. Los ensayos realizados hasta la fecha no han logrado los objetivos marcados. Un ejemplo es KAN-101, ensayada por la compañía Anokion, cuyos resultados muestran gran variabilidad intra e interindividual. Se trata de nanopartículas conteniendo fragmentos de gluten que se administran por infusión intravenosa y se dirigen al hígado para inducir tolerancia frente al gluten cuando se consumen alimentos con gluten.

Otra forma de frenar la reacción inmunitaria desencadenada por el gluten, comentada por el Dr. Detlef Schuppan (Universidad de Mainz, Alemania) es el bloqueo de la enzima transglutaminasa tisular (o transglutaminasa 2, TG2), que modifica químicamente los fragmentos de gluten volviéndolos altamente reactivos para el sistema inmunitario de las personas con EC. Distintos agentes pueden inhibir la actividad de esta enzima uniéndose de manera reversible o irreversible al sitio catalítico de la enzima (donde tiene lugar la reacción química) o bien de manera alostérica, interaccionando con la enzima en un sitio diferente desde el que provoca la inutilización del sitio reactivo al inducir cambios estructurales en la enzima. El fármaco expermiental ZED-1227 bloquea de forma irreversible el sitio catalítico. En el laboratorio ha demostrado que lo hace muy rápido, en menos de 20 minutos, evitando que pueda modificar el gluten y volverlo más tóxico. En ratones se ha demostrado su seguridad y en humanos su eficacia con la dosis más alta de las 3 ensayadas (10, 50 y 100 miligramos). Se desconoce aún su seguiridad a largo plazo (más allá de las 12 semanas). En principio no parece tener efectos secundarios derivados de la inactivación de otras transglutaminasas (una familia de enzimas presentes en todo el organismo), ya que la acción de este fármaco se restringe al intestino tras su administración por vía oral, al haberse detectado complejos TG2-ZED1227 en la mucosa intestinal 24 horas tras su administración, no sólo en la lámina propia, sino también en la zona apical de los enterocitos, algo que ha sorprendido a los investigadores.

La búsqueda de fármacos para complementar o, en último término, sustituir la dieta sin gluten deriva del hecho de que hasta el 30% de pacientes adultos pueden reaccionar a la ingesta de mínimas cantidades de gluten que accidentalmente pueden ingerir en su día a día, tal vez por ser hipersensibles a esta proteína.

Aspectos legales

 La legislación relacionada con la seguridad alimentaria y el etiquetado de los productos sin gluten se basa en las directrices del Codex Alimentarius, un organismo integrado en la FAO de las Naciones Unidas que vela por la seguridad de los alimentos en el comercio internacional y que cuenta con 188 estados miembro (de los 195 que integran las Naciones Unidas), además de la Unión Europea y de 235 entidades observadoras, entre ellas varias que representan a pacientes, médicos e investigadores vinculados a la enfermedad celíaca. Las novedades legales fueron presentadas por Hertha Deutsch, representante de la Asociación de Celíacos de Europa en los comités del Codex Alimentarius relevantes para la EC. Se encuentra en estudio la petición formal realizada en mayo de 2019 de consdierar los cereales con gluten alérgenos de declaración prioritaria, con el fin de que se declare su presencia en primer lugar en el listado de ingredientes.

Por otro lado, está pendiente actualizar las definiciones relativas a las reacciones adversas a alimentos y, en concreto, a la enfermedad celíaca en los textos del Codex donde se alude a ellas, de acuerdo con las descripciones consensuadas y publicadas en las guías clínicas sobre estas patologías. Por ejemplo, se sugiere no incluir la EC en el grupo de las ‘alergias alimentarias’ y crear un nuevo grupo que aluda a ‘hipersensiblidad no mediada por IgE’, poniendo la EC como ejemplo. De la misma forma, en la propia definición de ‘alérgeno’, a la definición actual de ‘ingrediente causante de alergia alimentaria’ debería añadirse ‘…o de enfermedades inmunomediadas’. De hecho, la definición de la EC requiere igualmente un cambio que la alinee con la que recogen las guías médicas y científicas actuales: ‘enfermedad sistémica con base inmunológica…’.

Por su parte, respecto a la avena, que aparece incluida en la lista de cereales que contienen gluten a pesar de considerarse apta para celíacos si se garantiza la ausencia de contaminación cruzada con otros cereales con gluten, se hace necesario incluir una especificación que diga que algunas personas con EC podrían no tolerarla.

La visión de la industria

En representación de la industria implicada en la elaboración de productos sin gluten tomó la palabra el Dr. Götz Stärke (compañía Kröner Stärke, Ibbenbüren, Alemania), propietario de esta empresa fundada por su abuelo para la explotación de trigo y que actualmente cuenta con una línea dedicada a la producción de almidón de trigo sin gluten. Aportó su punto de vista sobre las necesidades a cubrir actualmente. Una de ellas es estudiar el potencial alergénico de las proteasas que se emplean en la detoxificación de materias primas con gluten para elaborar productos finales sin gluten, como es el caso del almidón de trigo sin gluten. Otra es analizar si se produce migración de gluten desde los envases biodegradables elaborados con almidón de trigo hacia los productos sin gluten que contienen, ya que utilizar almidón de patata en estos envases para prevenir cualquier riesgo de contaminación si se envasan alimentos sin gluten es el doble de caro. En tercer lugar sugirió evaluar los cambios en los hábitos de consumo desde que se aprobó en 2009 el primer reglamento europeo que fija en 20 partes por millón (20 mg/kg) el contenido máximo de gluten admitido en los productos sin gluten, ya que puede ser demasiado alto si hoy se consume mayor cantidad de productos manufacturados, en detrimento de los productos naturales cuyo contenido en gluten es cero. Por último, reclama el desarrollo de métodos de análisis de gluten que sean rápidos y fiables para acortar tiempos y costes en la producción industrial de alimentos sin gluten.

Simposio sobre organoides

En breve resumiremos el empleo de esta novedosa técnica para el estudio de la enfermedad celíaca.

Autor: Juan Ignacio Serrano Vela. Doctor en Biología. Servicio de Investigación y Formación de la Asociación.