Los acontecimientos inmunológicos mencionados anteriormente en la patogénesis de la artritis también ofrecen muchos objetivos prometedores para la intervención terapéutica (Figuras 2 y 3). Recomendamos que se tengan en cuenta estos y otros parámetros inmunológicos personalizados para su comprobación, además de varios parámetros bioquímicos y farmacológicos, para la evaluación de los mecanismos de acción de los productos de CAM a base de hierbas. Las CAM a base de plantas que se muestran en la Tabla 1 son representativas de las que se han probado para la modulación de los eventos inmunológicos que contribuyen a su actividad antiartrítica in vivo en modelos experimentales de artritis. Como es lógico, existen otros productos naturales que poseen actividad antiartrítica, pero sus efectos sobre el sistema inmunitario aún no han sido probados. Dado el alcance de este trabajo sobre la modulación inmunitaria, hemos excluido la mayoría de esos productos de la Tabla 1.

2. Artritis reumatoide

La AR es prevalente (0,8%) en todo el mundo y afecta a todas las razas . Las mujeres se ven afectadas aproximadamente tres veces más que los hombres. La edad de aparición se sitúa entre finales de los veinte y principios de los cincuenta, pero ninguna edad es inmune a la enfermedad. En los niños y adultos jóvenes, la enfermedad se manifiesta como artritis crónica juvenil (ACJ). La AR es una enfermedad crónica multisistémica caracterizada por una sinovitis inflamatoria persistente que suele afectar a las articulaciones periféricas en una distribución simétrica . La inflamación sinovial, si no se controla, puede provocar daños en el cartílago, erosiones óseas y anquilosis de las articulaciones afectadas . Los estudios de gemelos y familiares indican que existe una predisposición genética a la AR, y alrededor del 70% de los pacientes tienen alelos HLA-DR4 o -DR1, o ambos. Todavía no se ha identificado el autoantígeno objetivo preciso de la AR. El colágeno tipo II (CII), el agrecano, la proteína de unión a inmunoglobulinas (BiP) y la proteína de choque térmico 65 (Hsp65) son algunos de los antígenos que se han implicado en la patogénesis de la AR. Como se ha mencionado anteriormente, los AINE son el pilar del tratamiento para una gran proporción de pacientes con AR. Sin embargo, debido a las reacciones adversas, a los elevados costes y a la limitada eficacia de estos fármacos en muchos pacientes, el uso de CAM por parte de los pacientes con AR es cada vez más popular en EE.UU. y en otros países desarrollados.

3. Artritis adyuvante: Un modelo experimental de AR

La AA puede ser inducida en la rata Lewis (RT.1) mediante la inmunización con Mycobacterium tuberculosis (Mtb) muerto por calor (H37Ra) . La enfermedad se manifiesta como una inflamación de las patas, incluyendo las articulaciones de las mismas. La inflamación de las patas afecta principalmente a los tobillos, las muñecas y las articulaciones más pequeñas. La inflamación artrítica se inicia a los 8-10 días, alcanza su punto máximo entre el día 15-17, y luego experimenta una recuperación espontánea y gradual en los 12-15 días siguientes (Figura 1). La principal reacción inmunitaria en las articulaciones de las patas es la infiltración de células mononucleares en el tejido sinovial, que si no se controla, puede provocar daños en el cartílago y el hueso. La hsp65 micobacteriana (Bhsp65) ha sido invocada en la patogénesis de la AA. Tras la inyección de Mtb, la Bhsp65 es captada por los ganglios linfáticos regionales de drenaje, donde las células presentadoras de antígenos (APC) procesan y presentan este antígeno a las células T ingenuas (Figura 3). Las células T con receptores específicos para los epítopos de Bhsp65 se activan y proliferan. Estas células T cebadas por el antígeno abandonan entonces los ganglios linfáticos para entrar en la circulación periférica. A continuación, estas células T migran desde los vasos sanguíneos hasta el órgano diana, la articulación, donde inician la patología inmunológica (Figura 3). La AA de rata comparte varias características con la AR humana y, por lo tanto, sirve como un excelente modelo para la AR .

El modelo de AA se ha utilizado ampliamente para estudios relativos a la patogénesis de la artritis autoinmune, así como para el ensayo de nuevos productos terapéuticos antiartríticos naturales o sintéticos. Se ha demostrado que diversos productos herbales de CAM atenúan la gravedad de la enfermedad en el modelo AA de rata (Tabla 1). Estas hierbas modulan diferentes vías inmunológicas efectoras y reguladoras (discutidas más adelante en detalle) implicadas en el proceso de la enfermedad (Figuras 2 y 3). También se ha empleado otro modelo de inflamación crónica que conduce a la pérdida de hueso para examinar el papel de los productos naturales (por ejemplo, el té verde) en la limitación del daño óseo y la pérdida de hueso, que acompaña a la artritis crónica.

4. Las proteínas de choque térmico (Hsps) sirven como antígenos diana en la artritis autoinmune

Las Hsps se han asociado con muchas enfermedades autoinmunes como la AR, la enfermedad de Crohn, la EM y el lupus eritematoso sistémico (LES) . Las Hsps también pueden inducir protección contra la artritis . La mayoría de las hsps son reactantes de estrés agudo que aseguran la supervivencia de las células en condiciones hostiles. También son las chaperonas moleculares que participan en el plegado de las proteínas y en otras funciones para mantener la integridad estructural de otras proteínas . Se descubrió que un clon de células T que era artritogénico para la rata Lewis era específico para el epítopo 180-188 (p180-188) de Bhsp65 . En pacientes con artritis crónica juvenil (ACJ), hubo reactividad de las células T a p180-188 de Bhsp65, así como al determinante parcialmente homólogo dentro de la proteína de enlace del cartílago articular . Las células T de estos pacientes también mostraron una respuesta significativa a la hsp60 y a la Bhsp65 humanas, enfatizando la importancia de la Hsp65 como uno de los principales antígenos en la patogénesis de la artritis. Otras hsp, incluyendo la hsp70 y la hsp47 también han sido invocadas en la patogénesis de la AA . Las similitudes en la respuesta inmunitaria a los antígenos relacionados con la enfermedad en los modelos de roedores y en los seres humanos han proporcionado información útil sobre la patogénesis de la enfermedad.

Se ha demostrado que productos vegetales naturales como los flavonoides y el Celastrol pueden alterar la expresión celular de las hsps . Estas observaciones son potencialmente significativas en vista de los efectos protectores de la enfermedad observados en los flavonoides del té verde y el extracto de etanol de Celastrus . Sin embargo, el vínculo mecánico preciso entre los dos conjuntos de observaciones aún no se ha definido por completo. En lo que respecta a la modulación de la respuesta de las células T específicas de antígeno a las hsps mediante modalidades de CAM, hemos demostrado que la alimentación de ratas Lewis con la fórmula herbal china Huo Luo Xiao Ling (HLXL) dan redujo significativamente la respuesta proliferativa de las células T a Bhsp65 , y este efecto se asoció con la supresión de la artritis. Por el contrario, la alimentación de ratas con extracto de té verde o Celastrus no influyó en la respuesta proliferativa de las células T a Bhsp65 a pesar de la reducción significativa de la gravedad de la AA. Sin embargo, como se describe más adelante, estas ratas mostraron cambios significativos en la respuesta de citoquinas a Bhsp65 pero sin ningún cambio en la proliferación de células T, lo que revela una dicotomía de los dos parámetros inmunitarios. En apoyo de nuestros resultados, se ha informado de que varios otros productos naturales (por ejemplo, quercetina, resveratrol, kaempferol, vineatrol) también influyen en las respuestas proliferativas de los linfocitos, y la mayoría de ellos conducen a la inhibición de la respuesta proliferativa . También se ha informado de la disociación entre la proliferación y la función de los linfocitos expuestos a productos naturales como el Kaemferol .

5. Las células T reguladoras CD4+CD25+ (Treg) son vitales para la autotolerancia y la regulación de la autoinmunidad

Se han descrito muchos tipos de células T reguladoras, incluyendo Th2, Th3, Treg, células NKT y Tr1 . La adición más reciente al grupo de células T reguladoras es la célula T reguladora CD4+CD25+ (Treg) . Las Treg han surgido como controladoras centrales de la autoinmunidad en una variedad de modelos experimentales de enfermedades autoinmunes humanas. Es importante destacar que, en modelos animales, la terapia con células T CD4+CD25+ mediante la transferencia adoptiva de células puede retrasar y suprimir eficazmente una serie de enfermedades inmunológicas como la diabetes, la colitis y la gastritis . Por el contrario, la depleción in vivo de Treg conduce al inicio temprano y/o al agravamiento de la artritis autoinmune así como de otras enfermedades autoinmunes.

Hay dos tipos distintos de Treg: las «Treg naturales» que se desarrollan en el timo y las «Treg adaptativas (inducidas)» que se desarrollan en la periferia en respuesta a la exposición a antígenos . El mecanismo de acción de las Treg implica el contacto célula-célula entre las Treg y las células respondedoras, y requiere la activación de las Treg a través del receptor de células T (TCR) . Se ha sugerido que el TGF-β secretado y la IL-10 median la supresión por parte de las Treg in vivo.

Hay pruebas de un control recíproco de la diferenciación de T helper 17 (Th17) y Treg. La diferenciación de las células Th17 proinflamatorias y patógenas es inducida por la presencia simultánea de TGF-β e IL-6, mientras que la presencia de TGF-β sola induce la generación de Treg que expresan el factor de transcripción Foxp3.

Durante los últimos 5-10 años, cada vez es más evidente la importancia de determinar la frecuencia y la función supresora de las Treg para evaluar el proceso de la enfermedad autoinmune, así como para evaluar la eficacia de los productos terapéuticos para diferentes enfermedades autoinmunes . Se han notificado defectos en las Treg en la AR, y esta actividad reducida de las Treg puede restablecerse tras una terapia exitosa, por ejemplo, con anti-TNF-α en el caso de la AR. Un estudio reciente en el ámbito de la investigación sobre trasplantes ha demostrado que las células dendríticas tratadas con triptólido (derivado de la hierba china Tripterygium wilfordii) promueven la expansión de las Treg in vitro . Es de esperar que la evaluación del número y la función de las Treg se incorpore regularmente a los estudios destinados a definir los mecanismos de acción de diversas modalidades de CAM, incluidos los productos vegetales naturales. Además, como se ha descrito anteriormente, existen otros tipos de células T reguladoras además de las Treg. Es probable que las diferentes modalidades de CAM puedan tener un efecto diferencial sobre distintos subconjuntos de células T reguladoras, de manera que un producto puede tener un efecto más pronunciado sobre las Treg, mientras que el otro podría tener en cambio un efecto mayor sobre las células reguladoras de tipo Th2 o Tr1.

6. Los anticuerpos contribuyen a la patogénesis de la artritis autoinmune

Los estudios en un modelo espontáneo de artritis autoinmune han subrayado la importancia de los anticuerpos en la mediación de la patología inmunológica en esta enfermedad; la patología es iniciada por las células T pero posteriormente perpetuada por los anticuerpos . Los estudios en el modelo de CIA en ratones han demostrado claramente la importancia de los anticuerpos contra el colágeno de tipo II (CII) en el proceso de la enfermedad . Sin embargo, en este momento no hay mucha información sobre el papel fisiológico de los anticuerpos contra la hsp65 en la AA. No se ha excluido formalmente el efecto patógeno de los anticuerpos anti-Bhsp65 en la AA. Por el contrario, hay pruebas de trabajos realizados por otros investigadores y por nosotros que apuntan al efecto protector contra la AA de los anticuerpos anti-Bhsp65. En un estudio, el efecto protector contra la AA de los anticuerpos anti-Bhsp65 se atribuyó a la producción de IL-10 de las células mononucleares .

En el modelo de CIA, se ha demostrado que los extractos de granada de té verde , y el Taxol suprimen la artritis, y este efecto se asoció con una disminución significativa de los anticuerpos anti-CII. Un efecto similar sobre la enfermedad clínica, las citoquinas proinflamatorias y la IgG2a sérica se informó en otro estudio sobre la CIA tras el tratamiento con curcumina, un componente principal de la cúrcuma . También se ha demostrado que el extracto de cúrcuma induce la protección contra la artritis en el modelo de artritis inducida por la pared celular estreptocócica de la AR . En uno de nuestros estudios basados en el modelo de AA, observamos que la alimentación de ratas Lewis con el extracto polifenólico de té verde daba lugar a una disminución significativa de la respuesta de los anticuerpos a Bhsp65 . Se obtuvieron resultados similares con una medicina tradicional china, HLXL, que es una mezcla de 11 hierbas diferentes . En ambos casos, la disminución de la respuesta de los anticuerpos se asoció a una reducción correspondiente de la gravedad de la artritis. Sin embargo, no todas las hierbas antiartríticas probadas por nosotros provocaron una disminución de la respuesta de los anticuerpos al Bhsp65. En otro estudio, observamos lo contrario, ya que la alimentación de ratas Lewis con Celastrus condujo a un aumento de la respuesta de anticuerpos contra Bhsp65 a pesar de una supresión significativa de la artritis clínica .

En la actualidad, no disponemos de información adicional para aclarar las diferencias en los atributos funcionales de los subconjuntos de anticuerpos que se alteran predominantemente tras la alimentación de diferentes productos vegetales. Sin embargo, proponemos que los anticuerpos anti-Bhsp65 producidos durante el curso de la AA en las ratas Lewis pertenecen a dos categorías principales, patógena y protectora . En este contexto, sugerimos que las diferentes hierbas se dirigen a distintos subconjuntos de anticuerpos, de modo que la reducción de la artritis clínica podría implicar la supresión de los anticuerpos patógenos o el aumento de los anticuerpos protectores, o ambos. Además, los estudios de los patrones de anticuerpos utilizando un panel de antígenos dirigidos a la artritis y otras enfermedades autoinmunes podrían proporcionar una lectura útil para el efecto de los productos de la CAM en el proceso de la enfermedad.

7. Regulación de la autoinmunidad a través del equilibrio de citoquinas del tipo T-Helper (Th1)/Th2

Las citoquinas proinflamatorias TNF-α, IL-1β e IL-6 producidas por los macrófagos y otras células inmunes son de importancia crítica en el inicio y la propagación de la artritis . Entre las células T, las células Th1 secretan IFN-γ y TNF-α, mientras que las células Th2 contrarreguladoras secretan IL-4, IL-5, IL-10 e IL-13 . Las células Th1 están implicadas principalmente en la patogénesis de ciertas enfermedades autoinmunes específicas de un órgano, mientras que las células Th2 desempeñan un papel importante en la autoinmunidad sistémica. El papel del equilibrio Th1-Th2 en la regulación de la autoinmunidad se ha validado mediante varios estudios en modelos animales. La susceptibilidad o resistencia a la enfermedad y la protección frente a la misma, así como la mejora de la enfermedad en los pacientes con AR, se asociaron a un cambio en el equilibrio de citoquinas hacia el tipo Th2. El cambio en el equilibrio Th1/Th2 podría producirse por una disminución de la citoquina proinflamatoria (por ejemplo, IFN-γ) o un aumento de la citoquina antiinflamatoria (por ejemplo, IL-4/IL-10), o ambos .

En un estudio sobre la CIA, se demostró que la activación de la respuesta Th2 inhibe la producción de IFN-γ, así como la reducción de la gravedad de la artritis . Otros investigadores han informado de la disminución de la CIA junto con la supresión de las citoquinas proinflamatorias (por ejemplo, TNF-α, IL-1β e IL-6) mediante el tratamiento de ratones con extractos de té verde , granada o Plectranthus amboinicus . Se ha observado un efecto similar in vitro con la corteza de Moutan . En 3 estudios separados en AA utilizando diferentes productos vegetales naturales, a saber, Celastrus , té verde , y HLXL , observamos que cada uno de estos tres productos herbales indujo la protección contra el AA junto con una relación Th1/Th2 alterada. Este último efecto fue causado principalmente por un aumento de la IL-10, mientras que el IFN-γ permaneció inalterado. Enigmáticamente, también se ha observado que las citoquinas proinflamatorias Th1, como el IFN-γ y el TNF-α, podrían desempeñar un doble papel como citoquinas inflamatorias e inmunosupresoras. Por ejemplo, la supresión de la inflamación por el IFN-γ se ha observado en los AA . Por lo tanto, los cambios inducidos por la CAM a base de hierbas en el nivel de ciertas citoquinas con funciones duales deben evaluarse con precaución.

8. Las células T-Helper 17 (Th17) median la inflamación y el daño tisular en la artritis

Las células Th17 secretan IL-17, que se ha demostrado que está implicada en las enfermedades inflamatorias y autoinmunes . El subconjunto de células T Th17 es distinto de las células Th1 y Th2, y la diferenciación de las células Th17 es inducida por la exposición simultánea a TGF-β e IL-6 . El receptor huérfano relacionado con el ácido retinoico gamma-t (RORγt) es el factor de transcripción necesario para la diferenciación de las células Th17. Se ha demostrado que el IFN-γ, la IL-2, la IL-4 y la IL-27 inhiben la actividad de las células Th17, mientras que la IL-21 y la IL-23 son importantes para la expansión clonal y la estabilización (mantenimiento) de las células Th17 . La IL-17 se ha implicado en la patogénesis de las enfermedades autoinmunes, incluida la artritis. Se han encontrado cantidades abundantes de IL-17 en el líquido sinovial de los pacientes con AR. El bloqueo in vivo de la IL-17 mediante receptores solubles de IL-17 o mediante un anticuerpo neutralizante anti-IL-17 puede atenuar significativamente la artritis en roedores . Además, se observó que los ratones deficientes en IL-17 o en el receptor de IL-17 eran resistentes a la inducción de la CIA.

En la sección anterior, hemos resumido los resultados de nuestros estudios anteriores que mostraban que un cambio en la proporción de Th1 a Th2 inducido por productos vegetales naturales se asociaba con la reducción de la gravedad de la AA en ratas Lewis . En dos de estos estudios, también comprobamos la respuesta de la IL-17. Es importante destacar que alimentar a las ratas con té verde o HLXL condujo a una reducción significativa de la respuesta a la IL-17. Así, los cambios concurrentes en la relación Th1/Th2 y la respuesta de la IL-17 culminaron en una actividad antiartrítica beneficiosa del té verde y la HLXL.

9. Las quimiocinas y las moléculas de adhesión orquestan la migración de leucocitos hacia el órgano diana en la artritis

La migración de linfocitos, macrófagos y otras células desde la sangre hacia las articulaciones está orquestada por interacciones definidas mediadas por quimiocinas y moléculas de adhesión . Las quimiocinas son citoquinas quimioatrayentes que dirigen la migración de los leucocitos desde el lumen de los vasos sanguíneos hacia el sitio objetivo de la inflamación en la periferia. La expresión de las quimiocinas y sus receptores está influida por las citocinas y otros mediadores inflamatorios. La expresión desregulada de las quimiocinas y/o sus receptores puede conducir a la patología inmunológica. Se está explorando el bloqueo o la neutralización de estas moléculas mediante antagonistas o anticuerpos para el tratamiento de la artritis en modelos experimentales y en pacientes con AR. Así pues, el estudio de los niveles de expresión de diferentes quimiocinas y moléculas de adhesión, y el bloqueo de estas biomoléculas mediante reactivos apropiados, puede constituir una herramienta importante para definir los mecanismos de acción de los productos de la CAM que tienen actividad antiartrítica.

Se ha informado de que muchos productos herbales modulan la expresión de quimiocinas específicas en diferentes tejidos , y muchas de estas quimiocinas son relevantes para el tráfico de leucocitos en las articulaciones en la artritis también . En uno de nuestros estudios, presentamos un método sencillo para estudiar la migración in vivo de leucocitos radiomarcados in vivo. También demostramos una clara asociación entre la cinética de migración de los leucocitos a través de las articulaciones y la susceptibilidad a la AA . El radiomarcador puede ser sustituido por un colorante fluorescente según sea necesario para el uso futuro de tales ensayos en estudios de CAM.

10. Observaciones finales

Este trabajo se centra en los mecanismos efectores inmunológicos celulares y humorales que median la acción de una amplia variedad de CAM a base de plantas para el tratamiento de la artritis autoinmune experimental. Sin embargo, los productos naturales pueden contribuir a la supresión de la inflamación y los procesos artríticos a través de la alteración de mediadores moleculares específicos de estas vías. Por ejemplo, la actividad antiartrítica de diversos compuestos (polifenoles del té, ácido boswélico, morina, etc.) purificados a partir de productos naturales se ha atribuido en parte a su actividad antioxidante y a su acción sobre el factor nuclear-kB (NF-kB), la ciclooxigenasa-2 (COX-2), la 5-lipoxigenasa (5-LOX) y las metaloproteinasas de matriz (MMP) (revisado en ). Por lo tanto, los futuros estudios sobre productos herbales se beneficiarían de la inclusión de parámetros de prueba que abarquen aspectos patológicos, inmunológicos, bioquímicos y de biología molecular relacionados con el proceso de la enfermedad. En cuanto a los aspectos inmunológicos, esperamos ver más estudios de CAM tanto in vitro como in vivo sobre las citoquinas más nuevas (por ejemplo, el eje IL-17/IL-23) y las Treg. Además, el estudio de la genómica y la proteómica de la CAM es representativo de varias herramientas de investigación modernas cuya inversión en la investigación de la CAM está actualmente en curso. Esto, a su vez, no sólo mejoraría la profundidad y el alcance de las investigaciones sobre la CAM, sino que también proporcionaría una interfaz en la que la CAM y la medicina convencional podrían encontrar un terreno común para comprender los mecanismos de acción de los productos terapéuticos y su uso práctico para el beneficio final de los pacientes. Es bastante difícil predecir con certeza los productos o compuestos naturales que podrían acabar siendo agentes terapéuticos exitosos para la AR. No obstante, sobre la base de los resultados obtenidos en modelos animales de AR, así como la delineación de múltiples dianas inmunológicas y moleculares de los productos herbales indicados, encontramos a los polifenoles del té, el celastrol, el triptólido, la curcumina, los ácidos boswélicos y la HLXL como candidatos prometedores para futuros ensayos preclínicos y clínicos en la AR.

Agradecimientos

Los autores agradecen a Hua Yu, Ying-Hua Yang, y Steva Komeh-Nkrumah por sus útiles críticas y sugerencias, y a Siddaraju Nanjundaiah por su ayuda con el trabajo artístico. Este trabajo ha sido financiado con subvenciones (R01AT004321, P.I.: KDM, y PO1 AT002605, P.I.: BMB) del National Center for Complementary and Alternative Medicine, National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA.