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PARTICIPACION DE LAS CELULAS TH 17 EN LA ETIOLOGIA DEL MIELOMA EN RATONES DE LA CEPA BALB/c.
RESUMEN
Para explorar la posibilidad de que el mieloma que se desarrolla en los
ratones de la cepa BALB/c como consecuencia de la inyección de aceite
mineral en la cavidad peritoneal se deba a un número de linfocitos Th 17
mayor a lo normal, se determinó el número de células Th17 en la sangre
periférica y en el bazo de ratones tanto de la cepa BALB/c, como de
ratones con genomas diferentes: C57, NIH y CD1. Se encontró, qu en
contra de lo propuesto en la hipótesis de trabajo, los animales BALB/c
son los que muestran el menor número de estas células en los
compartimentos examinados. Esto nos lleva a proponer una nueva
hipótesis: Las ´celulas Th17 emigran hacia la cavidad peritoneal, donde
manifiestan su potencial inflamatorio, que al no ser regulado, lleva ala
aparición del mieloma. Estamos ya trabajando sobre esta nueva hipótesis.
I. INTRODUCCIÓN.
Mieloma Múltiple
La transformación maligna de los linfocitos B puede ocurrir en cualquier
etapa de su maduración. Los padecimientos malignos que involucran a las
células que se encuentran en la etapa final de diferenciación de los linfocitos B,
las células plasmáticas y los linfocitos plasmocitoides, se denominan
gammapatías monoclonales e incluyen todas las enfermedades que se originan
a partir de la proliferación clonal descontrolada del linfocito B, caracterizadas
por la producción de moléculas o fragmentos de inmunoglobulinas, idénticos
por completo entre sí y que se identifican en suero u orina en forma de una
banda proteica llamada componente monoclonal. Las gammapatías
monoclonales se clasifican en varios grupos: mieloma múltiple,
macroglobulinemia de Waldenstrom, gammapatía monoclonal de significado
indeterminado (MGUS), enfermedades de cadenas pesadas y amiloidosis
primaria (Vela-Ojeda et al, 2006).
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El mieloma múltiple (MM) descrito, en 1844 por Dr. Samuel Solly, es la
gammapatía monoclonal más importante. Es una enfermedad hematológica en
la cual células plasmáticas anormales (de origen neoplásico) se acumulan en la
médula ósea. Se caracterizan por la proliferación de una clona de células
plasmáticas que produce una proteína monoclonal homogénea, conocida como
proteína M. (Vela-Ojeda et al, 2006).
Al MM lo caracteriza la presencia de dolor óseo (90%), fracturas
patológicas (en un 40%), Anemia (70%), lesiones líticas en huesos (66%), en
México (80- 90%), hipercalcemia, falla renal (50%) (Vela-Ojeda et al, 2006).
Diagnóstico
Se establece por: Electroforesis de proteínas de AMO e Inmunofijación
en suero y orina (Smith A, et al 2005).
Etiología
La causa del mieloma múltiple, así como del resto de las gammapatías
monoclonales, se desconoce. Como en el caso de otras neoplasias, es muy
posible que estén involucrados factores genéticos y medioambientales, y con
mayor probabilidad una combinación de ambos. (Vela-Ojeda et al, 2006).
Patogénesis
El Origen de la clona maligna son: Células B de memoria o un
plasmablasto. La célula del MM tiene su origen en el nódulo linfático. (Vela-
Ojeda et al, 2006).
Actualmente el mieloma múltiple es una enfermedad incurable que tiene
una supervivencia aproximada de tres años. Sin embargo, esto es muy
variable. Algunos pacientes viven pocas semanas, mientras que otros tienen un
curso menos desfavorable, con una supervivencia mayor de diez años. (Vela-
Ojeda et al, 2006)
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Biología y patogénesis del MM
La IL-6 es un factor crucial para la proliferación de las células
mielomatosas tanto in vivo como in vitro. El factor de necrosis tumoral alfa
(TNF-) también desempeña un papel importante en la patogenia de la
enfermedad.
Figura No. 1. Modelo de oncogénesis temprana del MM. Se muestran las
diferentes alteraciones genéticas que se van acumulando durante la progresión
del MM en la célula plasmática y los oncogenes que se sobreexpresan.
Células Th 17
Descritas por Rouvier et al en 1993. Son células que secretan IL- 17.
Fueron llamadas CTLA8, renombradas IL-17 y recientemente IL-17. Están
implicadas en procesos inflamatorios crónicos, en enfermedades autoinmunes
y en cáncer, en seres humanos y en ratones. Son caracterizadas por la
producción de distintos perfiles efectores de citocinas incluyendo: IL-17 (ó IL
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17A), IL-17B, IL-17C, IL-17D, IL-17E e IL-17F, IL-22,TNF alfa, IL-6, y GM-CSF.
(Moseley et al., 2003) Inicialmente fueron detectadas en infecciones por
Borrelia burdorferi. (Blauvelt A et al., 2007)
El gen de IL- 17 se localiza en el brazo corto del cromosoma 6 en el
humano, pesa 35 kDA, consta de 155 aminoácidos (aa). Su receptor IL- 17R
puede ser detectado en los linfocitos CD4 de sangre periférica y en las células
del endotelio vascular de humanos. (Moseley et al, 2003)
Se ha demostrado que las células T colaboradoras CD4+ vírgenes (Thp)
pueden convertirse en por lo menos cuatro tipos de células T colaboradoras; Th
1, Th 2, T reguladoras, (Tregs) y Th 17. En seres humanos, hay evidencia de
que las células Th colaboradoras secretan IL- 17 que tiene un papel
proinflamatorio y se han visto implicadas en muchas enfermedades
inflamatorias crónicas en humanos y en ratones. ((BB.. AAffzzaallii eett aall,, 22000077)) TTaabbllaa 11
DIFERENCIACIÓN DE CÉLULAS T
ANTECEDENTES:
En 1997 Michael Potter et al, en Boston Massachussets, EU. Recibieron
el premio “Waldenström” en el VI Workshop en mieloma múltiple, por estudios
hechos 40 años antes, introdujeron por vía intraperitoneal “Pristane” en los
ratones de las cepas: BALB/c, DBA/2, C57BL/6 y C3H/He. Solamente en el
espacio peritoneal de los ratones BALB/c se inició una alteración vascular,
seguida de una reacción inflamatoria crónica en los tejidos de la superficie
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peritoneal, desarrollando granuloma, fibroplasia y finamente plasmocitoma
(PCTs). Con esto concluyeron:
a) La cepa BALB/c es susceptible en 60 a 70 % a desarrollar
plasmocitomas en respuesta a la inducción del Pristane, las cepas: DBA/2, C57
BL/6 y C3H/He, son resistentes a desarrollar plasmocitomas.
b) Existe una T (12; 15) o T (6; 15). Que desregula directa o
indirectamente la trascripción de el protooncogen C-myc. (Suematsu ST et al
1992)
Con esto queda demostrado que la implantación intraperitoneal de
objetos plásticos, aceites parafínicos, pristane ó geles de silicón induce a
plasmocitomas (PCTs) solamente en la cepa BALB/c, (Suematsu ST et al
1992)
JUSTIFICACIÓN
El Mieloma Múltiple es la segunda neoplasia hematológica y el segundo
tumor óseo más frecuente después de las metástasis, y corresponde a 17.6%
de los tumores óseos malignos. En la fisiopatología del MM intervienen algunas
citocinas proinflamatorias como IL-1, IL-6, TNF etc. Las células Th 17 están
también involucradas en procesos inflamatorios, por lo cual pueden contribuir
en forma prioritaria en la fisiopatología de esta enfermedad.
Como se sabe que la cepa BALB/c es la única que al inyectarle
coadyuvantes (aceites parafínicos, pristane o geles de siliconas) por vía
intraperitoneal, desarrolla plasmocitomas (MM) en un 60-70 %, como resultado
de un severo cuadro inflamatorio, nos proponemos investigar si el ratón de la
cepa BALB/c sano muestra cantidades elevadas de las células Th 17. Esto
podría explicar por qué un agente irritante induce el Mieloma.
HIPOTESIS
La presencia de las Células Th 17 tiene un papel importante en
diferentes procesos inflamatorios y puede intervenir en la fisiopatología
del MM.
Las células Th17 están elevadas en pacientes con MM de reciente
diagnóstico en comparación con sujetos sanos.
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Las células Th17 están incrementadas en ratones BALB/c en
comparación con las cepas CD1 (ICR), NIH y C57BL/6.
OBJETIVOS GENERALES
Identificar y comparar la cantidad de células Th 17 en la cepas BALB/c,
CD1 (ICR), NIH y C57BL/6 sanos, en pacientes con mieloma múltiple y
donadores sanos, si esta aumentada y si existe relación del aumento de estas
células con el mieloma múltiple.
OBJETIVOS PARTICULARES
Determinar la cantidad de células Th 17 en ratones de la cepa BALB/c,
CD1, NIH y C57BL/6.
Comparar la cantidad de células Th17 de ratones BALB/c con ratones de
las cepas CD1, NIH y C57BL/6.
II. MATERIAL Y METODOS
CUANTIFICACIÓN DE CÉLULAS NUCLEADAS
Se utilizará el analizador automático para biometría hematina Cell Dyn
3000 (X106/ μL). Se realizará el análisis morfológico con tinción de Wright para
determinar la cantidad de células de morfología linfoide.
Muestras Biológicas:
Se obtendrán muestras de sangre periférica de ratones de las cepas
BALB/c, CD1, NIH y C56BL/6 machos adultos sanos.
II.4 PROCEDIMIENTOS
El estudio se realizó en ratones machos de 12 semanas de edad de las
cepas BALB/c, CD1,NIH y C57BL/6 de 12 semanas, Se realizo la activación
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celular para su caracterización fenotípica de los linfocitos Th 17, y se analizaron
por citometría de flujo.
Se obtuvieron muestras de sangre periférica y de bazo de ratones
machos de las cepas BALB/c, CD1, NIH y C56BL/6 adultos de 12 semanas
sanos libres de patógenos. Analizándose 4 individuos de cada cepa por
ensayo, las cepas fueron proporcionadas por el Bioterio Central de la Escuela
Nacional de Ciencias Biológicas del Instituto Politécnico Nacional, se
conservaron en las mismas condiciones, en el Laboratorio de Inmunología
Clínica I de la misma institución.
El protocolo utilizado cumple con las condiciones estipuladas en el
comité de bioética de justificación para la utilización de animales de
experimentación de acuerdo a la NOM-062-ZOO- 1999.
Obtención de leucocitos de ratón. Se obtendrá de 500 a 1000 μL de
sangre periférica de los ratones anestesiándolos previamente con eter etílico
por 20 segundos, se sujeta al ratón por la nuca sosteniéndolo de las orejas y
cola, se obtiene la muestra del seno retrorbital y recibiremos la sangre
periférica de 4 ratones machos de cepas adultas BALB/c, CD1 (ICR), NIH y
C57BL/6 en un tubo eppendorf de 1500μL con 100μL de heparina como
anticoagulante. Posteriormente se estimularan con 1.0μL de PMA (Forbol
miristado acetato Sigma), 1.0μL de ionomicina y 10μL de brefeldina A (BfA de
BD) se incubaran a 37°C por 4 horas. La viabilidad se determinará con azul
tripano (azul tripano al 0.1% en solución salina al 0.85% estéril), se realizará la
cuenta celular en una cámara de Neubauer y se ajustará a 1 X106 células/mL
en PBS 1X.Terminando el tiempo de incubación se realizara la tinción de
superficie.
Extracción de órganos linfoides (bazo)
1.- Sacrificar al animal por dislocación cervical: Colocar un mango de bisturí
detrás de las orejas, cruzando la nuca, tirar del rabo hacia atrás con la otra
mano mientras se presiona hacia abajo en la nuca.
2.- Colocarlo de espaldas sobre un papel secante.
3.- Esterilizar con alcohol la zona de la línea media.
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4.- Cortar por la línea media con tijeras.
5.- Retirara la piel con los dedos.
6.- Girar al animal para exponer su flanco izquierdo.
7.- Abrir el peritoneo con una incisión de 2-3 cm mediante unas tijeras.
8.- Localizar el bazo y extraerlo con unas pinzas, cortando el tejido conectivo.
9.- Colocar el bazo en un pocillo con 1 ml de PBS.
Disgregación de tejidos linfoides (bazo).
1.- Depositar las piezas en pocillos o placas de petri pequeñas en las que
previamente se ha añadido PBS estéril.
2.- Limpiar de tejido graso y conectivo.
3.- Pinchar repetidas veces con una aguja.
4.- Presionar suavemente con el émbolo de una jeringuilla.
5.- Aspirar el líquido que baña la pieza y depositarlo en un tubo.
6.- Reemplazar con PBS limpio y repetir los pasos 4 a 6 hasta que solo quede
la cápsula.
7.- Cuando todo el líquido esté en el tubo, dejar sedimentar los trozos de tejido
no disgregado y transferir el líquido claro a un tubo limpio.
8.- Centrifugar a 1500 rpm durante 5 minutos, decantar y añadir 1ml de medio
de cultivo.
Tinción de superficie. Para realizar la tinción de marcadores de
superficie, se utilizaran 5 L de los siguientes anticuerpos monoclonales
acoplados a diferentes fluorocromos; anti-CD4-FITC, anti-CD3 PerCP (BD
Pharmingen). Estos se colocarán en tubos de poliestireno de 12x75 ml (Falcon-
Becton Dickinson), a los cuales se les adicionará 100 μL SP (previamente
estimulada) (1 X106 células/mL). Las muestras se agitarán en vórtex durante 5
segundos y se mantendrán en la oscuridad durante 20 min a 4º C, transcurrido
el tiempo de incubación de las muestras, se lavarán dos veces por
centrifugación a 1500 rpm durante 5 min con PBA (PBS 1X con ASB al 0.5% y
NaN3 al 0.1%).
Para realizar la tinción intracelular, las células marcadas en la superficie
se resuspenderán en 400 μL solución permeabilizadora 1X (BD), se agitarán en
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el vórtex durante 5 segundos y se incubarán durante 10 min a 4º C en la
oscuridad, se lavarán con 2 mL de solución de lavado PBA (PBS 1X con ASB
al 0.5% y NaN3 al 0.1%) por centrifugación a 1500 rpm durante 5 min y se les
eliminará el sobrenadante.
Tinción intracelular de IL-17. En un volumen mínimo, a las células
previamente permeabilizadas se les adicionará 5 L de anticuerpo monoclonal
anti-IL-17 PE y su control de isotipo (anti- 1 de rat FITC, anti- 2 de rat PE)
correspondiente, las células se homogenizarán en vórtex 5 segundos y se
incubarán durante 30 min en oscuridad, posteriormente se lavarán dos veces
con 2 mL de solución de lavado PBA (PBS 1X con ASB al 0.5% y NaN3 al 0.1%)
por centrifugación a 1500 rpm durante 5 min y se les eliminará el sobrenadante.
Se resuspenderán en 0.5 mL de paraformaldehído al 1% en PBS 1X. (Sigma
Aldrich St Louis MO, USA) Las muestras se mantendrán a temperatura de 4º C
en oscuridad hasta su adquisición en el citómetro de flujo.
Adquisición y análisis de los datos. Las muestras se adquirirán en el
programa CellQuest de un citómetro de flujo FACSCalibur (Becton
Dickinson) se adquirirán como mínimo 50 000 eventos por muestra en la
ventana de células T CD4+ en el canal FL1 y se analizarán en el programa
CellQuest para 4 colores del citómetro de flujo FACSCalibur. Los datos se
compararán con la prueba estadística adecuada.
Materiales
Equipo
Analizador automático para Biometría modelo Cell Dyn 3000 de Abbott
Citómetro de flujo modelo “FACScan” de Becton Dickinson en el
programa de “Cell Quest”
Anticuerpos
Control de isotipos IgG1 IgG2 FITC/ IgG2 PE
Anti-IL-17 PE intracelular
CD3 PerCP
CD4 FITC
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CD8 FITC/ PE
CD 38 FITC/ PE
CD 138 FITC/ PE
Material
Tubos para el clitómetro de flujo (Falcon 2052)
Tubos de plástico 12 X 75
Tubo vacutainer tapón lila 12 X 75
Papel parafilm
Portaobjetos
Pipetas automáticas de 1.0, 0.1, 1.15, 0.02 mL
Puntas para pipetas automáticas
Criotubos
Tubos eppendorf
Jeringas de 5 y 10 ml
Agujas hipodérmicas con pabellón para insulina
Reactivos
Brefeldina A
PMA (formol mirístato acetato)
Solución de lavado PBA (PBS 1X con ASB al 0.5% y NaN3 al 0.1%)
Solución de lisis 1X Becton Dickinson
Solución permeabilizante 1X de Becton Dickinson
Paraformaldehído al 1% (Sigma)
Colorante de Wright y amortiguador de fosfatos pH 6.4
Heparina Inepar
Amortiguador salino de fosfato pH 7.35 (FACS flow)
Éter dietílico anestésico
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Resultados
• Identificación y comparación de la cantidad de células Th 17 en las
cepas BALB/c, CD1, NIH, C57BL/6 sanos
SANGRE PERIFERICA
CEPA
SIN ESTIMULO CON ESTIMULO
% Total de Células Th 17
BALB/c 0.1% Células Th 17
0.20% Células Th 17
0.1 %Células Th 17
CD1 0.41% Células Th 17
0.6% Células Th 17
0.19 %Células Th 17
NIH 0.40% Células Th 17
0.64% Células Th 17
0.24 %Células Th 17
C57BL/6 0.44% Células Th 17
2.35% Células Th 17
1.91 %Células Th 17
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BAZO
CEPA SIN ESTIMULO CON ESTIMULO % Total de Células Th 17
BALB/c 1.37 % Células Th 17
1.5 % Células Th 17
0.13 % de Células Th 17
CD1 1.4 %Células Th 17
1.62 % Células Th 17
0.22% de Células Th 17
NIH 1.8 % Células Th 17
2.20 % Células Th 17
0.4% de Células Th 17
C57BL/6 3.34 % Células Th 17
5.7 % Células Th 17
2.36% de Células Th 17
RESULTADOS DE LA CITOMETRIA DE FLUJO Y LA COMPARACIÓN DE
LAS DIFERENTES CEPAS
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Conclusiones
En contra de lo esperado, la cepa BALB/c tiene menor cantidad de
células Th 17 CD3+CD4+ productoras de IL- 17 en comparación con las
cepas CD1, NIH y C57BL/6. Sin embargo, la determinación se hizo en la
sangre periférica y en el bazo, y los resultados obtenidos nos permiten
suponer que estos números disminuidos reflejen la migración de los
linfocitos Th 17 a la cavidad peritoneal, donde el aceite inyectado causa
el cuadro inflamatorio. Estamos iniciando la determinación de estas
células en la cavidad peritoneal de las cepas indicadas, y siguiendo su
evolución en los meses siguientes al tratamiento con aceite.
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Nueva hipótesis
En la cepa BALB/c las células Th 17 han migrado al sitio de inflamación.
donde aumentarán el daño crónico y el cambio de los linfocitos B a la neoplasia
que se observa en esta cepa.
Perspectivas
Analizar la funcionalidad de las células Th 17 en el ratón BALB/C y el
ratón C57BL/6 que resultaron las contrapartes, para conocer la relación
que pudieran tener en los procesos inflamatorios crónicos.
Cuantificar las células Th 17 en pacientes con mieloma múltiple y en
donadores sanos.
Presentaciones en Congresos
Ponencia presentada en el XXVII Congreso Nacional de Bioquímica que
se celebro en la Ciudad de Mérida Yucatán los días 16-21 de noviembre del 2008, con el trabajo de investigación “Participación de las Células Th 17 en la Etiología del Mieloma Múltiple en ratones de la cepa Balb/c”
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