DR. EDWIN B. ASTWOOD fue un visionario de la endocrinología moderna. La Memoria Biográfica de Roy Greep y Monte Greer terminaba diciendo: «Además de sus contribuciones específicas a la investigación, el Dr. Edwin B. Astwood logró, en una medida que pocos han alcanzado, abarcar la amplia zona entre las Ciencias Naturales y la medicina clínica». Para mí, ésta es la más alta vocación de la endocrinología.

Los últimos años de la década de 1960 y los primeros de la de 1970 estuvieron marcados por los increíbles logros de dos grupos, los de los doctores Andrew Schally y Roger Guillemin, que aislaron, caracterizaron y secuenciaron las hormonas reguladoras hipotalámicas. La primera hormona reguladora hipotalámica en ser secuenciada fue la TRH (un tripéptido), la segunda fue la hormona liberadora de gonadotropina (un decapéptido) y la tercera fue la somatostatina con 14 aminoácidos. La existencia de la GHRH había sido sugerida a principios de la década de 1960 por algunos experimentos clásicos de Reichlin (1); éste realizó lesiones en el hipotálamo y demostró que el contenido de GH en la hipófisis disminuía. Basándose en estos datos, sugirió que debía existir una GHRH en el hipotálamo.

Hice mi formación médica en Londres, Inglaterra, con mi formación endocrina bajo el profesor G. Michael Besser. Una de las conferencias más agradables a las que asistíamos regularmente era la presentación de casos clínicos en la Royal Society of Medicine. En mi mente quedó grabado el hecho de que cada vez que se presentaba un paciente con acromegalia, el Prof. Peter Sonksen preguntaba si el paciente tenía o no evidencia de un tumor carcinoide. La percepción del público era «¿Por qué este hombre siempre hace esta pregunta?», porque probablemente no existan tales casos o, si los hay, ¡son muy raros!

En 1977, me trasladé del Hospital St. Bartholomew (Londres, Inglaterra) a la Universidad de Virginia. Mi principal interés en ese momento eran los tumores hipofisarios secretores de PRL y su tratamiento médico.

En octubre de 1980, la Dra. Ann Johanson me remitió a una paciente de 21 años. Esta paciente tenía amenorrea y galactorrea mientras tomaba un anticonceptivo oral para la sustitución de esteroides gonadales. Tenía agenesia gonadal por el síndrome de Turner.

Su evaluación reveló una fosa hipofisaria agrandada en la radiografía de cráneo, una masa hipofisaria con modesta extensión supraselar en la tomografía computarizada, y una PRL sérica elevada de 68 μg/L. Su GH sérica elevada de 95 μg/L no se suprimió con glucosa oral, aumentó con TRH, y se suprimió con una infusión de dopamina. Su nivel de factor de crecimiento similar a la insulina (IGF)-I estaba elevado a 11 U/mL (normal, 0,41-2,2 U/mL).

En base a estos resultados, el diagnóstico de acromegalia era claro. Es interesante que la altura de la paciente era de 1,70 m, muy alta para una paciente con síndrome de Turner. A este respecto, fue una suerte que se hubieran guardado los sueros de los 7 años anteriores. Sus concentraciones séricas de GH habían sido elevadas durante todo ese período de tiempo (Tabla 1).

La paciente fue remitida para una cirugía transesfenoidal, que se realizó el 15 de enero de 1981. Siete semanas después de la operación, se demostró que seguía teniendo acromegalia; la GH sérica era de 52 μg/L, y el IGF-I seguía elevado a 7,7 U/mL.

Como parte de una colaboración en curso, las muestras de patología hipofisaria se habían enviado al Dr. Kalman Kovacs (Hospital de San Miguel, Toronto, Canadá). Tiempo después, el Dr. Kovacs me llamó para darme los resultados de su examen del tejido. Su informe indicaba que este paciente tenía una hiperplasia somatotrofa y no un tumor hipofisario. Las razones que llevaron a este diagnóstico fueron: 1) el patrón de reticulina estaba conservado (se destruye en los tumores) (Fig. 1); 2) predominaban los somatotropos, aunque se intercalaban tirotropos, gonadotropos y corticotropos; y 3) la microscopía electrónica de los somatotropos revelaba un retículo endoplásmico y un aparato de Golgi bien desarrollados, lo que sugería una síntesis hormonal activa (Fig. 2). Debido a que los somatotropos estaban densamente llenos de gránulos de secreción, esto me sugirió que esto reflejaba la inhibición de la liberación de la hormona debido a la retroalimentación de la GH secretada, presumiblemente mediante el aumento de la secreción de somatostatina (y/o IGF-I).

Basado en la histología de la pituitaria, estaba claro que la pituitaria estaba siendo estimulada por un factor extrínseco. Era poco probable que esto se debiera a una mutación en el receptor de la GHRH o a una activación constitutiva de la proteína G acoplada al receptor de la GHRH porque esto probablemente ocurriría en una sola célula, lo que llevaría al desarrollo del tumor y a la ruptura del patrón de reticulina. Por lo tanto, era mucho más probable que la hipófisis estuviera siendo estimulada por un factor extrínseco, ya sea GHRH procedente del hipotálamo o de la periferia. En segundo lugar, la acromegalia persistente hacía imprescindible encontrar la causa de la acromegalia de este paciente. En ese momento, un artículo de Frohman et al. (2) informó de la purificación parcial y la caracterización de un péptido con actividad liberadora de GH a partir de tumores extrapituitarios de pacientes acromegálicos.

Una tomografía computarizada abdominal demostró un tumor de 5 cm de diámetro en la cola del páncreas. El 26 de agosto de 1981 se extirpó el tumor. Estaba bien encapsulado y en la histología se determinó que era un tumor de células de los islotes. Sin embargo, el tumor no era un tumor de células β ni α. Era fuertemente positivo para la enolasa específica de la neurona, y en la inmunotinción era negativo para la GH, la insulina, el glucagón, la calcitonina y la ACTH, con tinción equívoca para la somatostatina.

El tumor no contenía GH por inmunocitoquímica. En las primeras 2 h tras la extirpación del tumor se produjo un rápido descenso de los niveles séricos de GH de 70 μg/L a 3 μg/L (Fig. 3) (3). La paciente ha sido seguida durante 18 años y sigue curada de su acromegalia.

La siguiente cuestión era qué hacer con el tumor pancreático. En ese momento tuve la suerte de contar con el difunto Dr. Michael Cronin como colega en la Universidad de Virginia. Michael vino al quirófano conmigo para ayudar a poner en práctica nuestra estrategia cuidadosamente elaborada para tratar el tumor. La mitad del tumor se cortó en dados y se puso inmediatamente en nitrógeno líquido, y la otra mitad se preparó para el cultivo de tejidos. Esta última se envió a varios grupos expertos en establecer líneas celulares estables. Michael Cronin pudo demostrar que el medio que bañaba este tumor contenía actividad GHRH y estimulaba la adenilato ciclasa (4). El tumor se proporcionó inicialmente al Dr. Wylie Vale en el Instituto Salk (La Jolla, CA), y posteriormente éste entregó una parte al Dr. Guillemin. Los dos grupos descubrieron de forma independiente que contenía una elevada actividad de GHRH y pudieron aislar la GHRH del tumor, caracterizarla y secuenciarla (5-8). La GHRH de este tumor era un péptido de 40 aminoácidos, que tiene homología con miembros de la familia de péptidos glucagón/secretina/VIP.

Elegí la endocrinología como especialidad porque mis mentores me inculcaron la importancia de la aplicación de la fisiología a la comprensión de la fisiopatología y la terapia de los pacientes con enfermedades endocrinas.

Cada paciente que uno ve es un experimento de la naturaleza. Tuve mucha suerte de que me remitieran a este paciente que nos permitió a mí y a mis colegas proporcionar el tumor a dos grupos punteros que luego pudieron aislar, caracterizar y secuenciar la tan buscada GHRH. De hecho, la GHRH fue una de las primeras hormonas hipotalámicas que se buscaron, pero había habido muchos comienzos en falso.

Hubo varias razones por las que fue posible en 1982 caracterizar y secuenciar con éxito la GHRH. En primer lugar, los métodos para evaluar la actividad de los extractos tumorales se habían perfeccionado y eran mucho más sensibles. En segundo lugar, los métodos de microsecuenciación habían mejorado mucho en los 10 años anteriores. Pero la tercera razón, y probablemente la más importante, era que este tumor contenía altas concentraciones de GHRH y muy poca somatostatina. La somatostatina inhibe la liberación de GH en el bioensayo, por lo que su presencia confundía el seguimiento de la purificación de GHRH. El extracto de este tumor simplificó en gran medida el proceso (porque tenía altas concentraciones de GHRH y poca somatostatina estaba presente), en comparación con los intentos anteriores utilizando cientos de miles de hipotálamos de animales que eran ricos en somatostatina y tenían concentraciones muy pequeñas de GHRH. Este fue el primer ejemplo de un solo tumor humano utilizado para identificar y aislar una hormona. La proteína relacionada con la PTH se aisló con una técnica similar utilizando una línea celular tumoral humana.

Como clínicos, todos tenemos la responsabilidad de identificar los experimentos de la naturaleza y aprovechar las oportunidades para formular preguntas que serían muy difíciles de responder de cualquier otra manera. Los experimentos de la naturaleza son a menudo únicos, y ciertamente los 15 o 20 pacientes que vinieron antes de este proporcionaron pistas de que un tumor de un paciente con secreción ectópica de GHRH podría responder a la pregunta de la naturaleza y la estructura de GHRH. De hecho, el grupo del Dr. Guillemin conoció posteriormente otro tumor de la Dra. Genevieve Sassolas (Centre de Medecine Nucleaire, Hôpital Cardiologique, Lyon, Francia), y como tenían más tejido de ese tumor, lo estudiaron más agresivamente que el de Charlottesville. Sin embargo, fue el tumor original de Charlottesville el que sugirió que dicho tumor podría ofrecer la clave para la búsqueda de la GHRH.

El estudio posterior de la fisiología de la GHRH y su potencial terapéutico como tratamiento de la deficiencia de GH en niños ha sido el centro del trabajo de nuestro grupo durante los últimos 17 años (9, 10). Inicialmente, administramos GHRH a voluntarios normales y demostramos su eficacia y especificidad para aumentar las concentraciones séricas de GH (11). A continuación, determinamos la respuesta de la GH a una inyección aguda de GHRH en niños con deficiencia idiopática de GH (Fig. 4). Muchos de los niños tuvieron un aumento muy robusto de GH, mientras que en algunos hubo un aumento pequeño o nulo (12); la respuesta a la GHRH fue mayor que a la arginina y a la l-dopa. Basándonos en estos resultados, propusimos que muchos niños con deficiencia idiopática de GH sufren realmente una deficiencia de GHRH.

Se inició entonces un ensayo multicéntrico de tratamiento con GHRH. Esto parecía especialmente apropiado porque la GH utilizada para tratar la deficiencia de GH procedía de cadáveres y había sido implicada en la transmisión de la enfermedad de Jacob Creutzfeld. Se trató a un total de 24 niños; en 10 de ellos se utilizó una bomba para administrar un bolo de GHRH sc cada 3 h. Esta vía y dosis se eligieron para imitar la fisiología normal de aproximadamente un pulso de GH cada 3 h en niños en crecimiento. Además, 10 niños fueron tratados con la bomba cada 3 horas durante la noche solamente, y 4 niños recibieron dos inyecciones diarias de GHRH. Las velocidades de crecimiento de los niños antes y a los 6 meses de tratamiento se muestran en la Fig. 5 (13).

Basado en los resultados de este estudio, Serono Laboratories, Inc. inició un estudio multicéntrico de 12 meses con GHRH(1-29)-NH2 administrada sc una vez al día (14). Los niños que crecían más lentamente tuvieron el mayor aumento de la velocidad de crecimiento (Fig. 6). Esto sugiere que la GHRH puede restaurar la secreción fisiológica de GH. La GHRH está aprobada por la Food and Drug Administration para su uso diagnóstico, así como para el tratamiento de la deficiencia de GH en niños. La GHRH es segura y acelera eficazmente la velocidad de crecimiento en la mayoría de los pacientes con deficiencia de GH.

En el momento en que se sintetizó la GHRH hubo un gran interés por la regulación a la baja de la respuesta de la gonadotropina a la hormona liberadora de gonadotropina. Nos intrigó una observación en otro paciente con secreción ectópica de GHRH de un tumor carcinoide metastásico que dio lugar a acromegalia. A pesar de los niveles persistentemente elevados de GHRH a lo largo de las 24 horas, el patrón de liberación de GH seguía siendo pulsátil, lo que indica que presumiblemente hay otros factores que intervienen en la regulación del patrón pulsátil de la secreción de GH (15). Se ha sugerido que esto puede ser debido a la retirada de la somatostatina. Así, la secreción ectópica de GHRH demuestra inequívocamente que un agonista de GHRH de acción prolongada puede aumentar la secreción pulsátil de GH. Los estudios de infusión continua de GHRH en sujetos normales demuestran el mismo fenómeno y, por lo tanto, está claro que una preparación de depósito de GHRH puede ser un agente terapéutico útil.

Nuestro grupo (16) y Mayo (17) clonaron el receptor de GHRH. Es interesante que el receptor GHRH sea un miembro de la clase B de los receptores acoplados a proteínas G, que incluye los receptores para la familia de péptidos glucagón/secretina, así como CRH, calcitonina y hormona paratiroidea. Su estructura es totalmente diferente a la de los receptores más grandes de la rodopsina (familia A). Sin embargo, también hay siete dominios transmembrana en esta familia de receptores.

El papel crítico de la GHRH está demostrado por el ratón enano lit que tiene una mutación puntual en el receptor GHRH (18, 19). Wajnrajch et al. (20) describieron una mutación sin sentido (Glu 72stop) en el receptor humano de GHRH que causaba un fallo de crecimiento y una deficiencia de GH en dos niños de la misma familia musulmana india. Maheshwari et al. (21) han descrito un linaje en el Valle de Sindh en Pakistán con la misma mutación. Los miembros de este linaje son de estatura extremadamente baja. Se ha descrito otra mutación en el receptor en una gran familia brasileña que incluye más de 110 individuos afectados por una deficiencia grave de GH y una estatura extremadamente baja (22). Estos experimentos de la naturaleza demuestran que un defecto en el receptor de GHRH perjudica el crecimiento normal y enfatiza la importancia vital de la GHRH.

Una caricatura del receptor de GHRH se muestra en la Fig. 7 (10). El ácido aspártico en la posición 60 del codón de inicio es el sitio de la mutación del ratón encendido. Para estudiar las membranas de las células HEK293 transfectadas con ADN complementario para el receptor GHRH, se utilizó un antisuero del receptor GHRH C-terminal elevado a un péptido basado en la secuencia del receptor GHRH humano. Los estudios indican que el receptor del ratón iluminado se traduce en proteína y está realmente presente en la membrana de las células hipofisarias del ratón iluminado. Hemos propuesto que esta mutación conduce a un cambio en la estructura terciaria del receptor, que impide la unión (23). Mediante el uso de sondas de fotoafinidad, nuestras pruebas sugieren que otros sitios están muy cerca de la GHRH unida, lo que indica que probablemente se requieren varios sitios de interacción para la transducción de la señal. La disponibilidad del receptor recombinante hace factible la búsqueda de agonistas no peptídicos de la GHRH.

En conclusión, los conocimientos obtenidos a partir de la observación cuidadosa de un solo paciente con acromegalia condujeron al aislamiento, caracterización y síntesis de la GHRH. Estudios adicionales condujeron a la introducción del tratamiento con GHRH de la deficiencia de GH. Posteriormente, nosotros y otros pudimos clonar el receptor de la GHRH. Los estudios con GHRH han confirmado que es esencial para la síntesis de GH y el crecimiento normal. Esta posición está ahora validada por las observaciones de que las mutaciones del receptor de GHRH, que resultan en su inactivación, conducen a una profunda deficiencia de GH y a una severa baja estatura y completan el círculo de nuestra comprensión de la regulación de GH por GHRH.