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Catepsina K como biomarcador de afectación ósea en la enfermedad de Gaucher tipo 1
Med Clin (Barc). 2015;145(7):281–287
www.elsevier.es/medicinaclinica
Original
Catepsina K como biomarcador de afectacio´n o´sea en la enfermedad de Gaucher tipo 1 ˜ ez Va´zquez b y Luis M. Jime´nez Jime´nez a,* Joaquı´n Bobillo Lobato a, Pilar Dura´n Parejo a, Ramiro J. Nu´n a b
Servicio de Bioquı´mica Clı´nica, Hospital Universitario Virgen del Rocı´o, Sevilla, Espan˜a Servicio de Hematologı´a, Hospital Universitario Virgen del Rocı´o, Sevilla, Espan˜a
´ N D E L A R T I´ C U L O INFORMACIO
R E S U M E N
Historia del artı´culo: Recibido el 27 de agosto de 2014 Aceptado el 20 de noviembre de 2014 On-line el 4 de febrero de 2015
Fundamento y objetivo: La enfermedad de Gaucher es un trastorno hereditario, que se origina como consecuencia del de´ficit de la actividad b-glucocerebrosidasa a´cida, responsable de la degradacio´n de glucosilceramida hasta ceramida y glucosa. Aunque el trastorno de base es fundamentalmente hematolo´gico, el hueso es la segunda estructura ma´s frecuentemente afectada. La catepsina K (CATK) es una enzima implicada en el proceso de remodelado o´seo, habie´ndose propuesto que la determinacio´n de sus concentraciones se´ricas podrı´a aportar informacio´n complementaria a la de otros biomarcadores. Pacientes y me´todos: Se realizo´ un estudio en 20 controles sanos y 20 pacientes con enfermedad de Gaucher tipo 1, de las comunidades auto´nomas de Andalucı´a y Extremadura. Se determinaron como biomarcadores de remodelado o´seo la bone alkaline phosphatase (B-ALP, «fosfatasa alcalina o´sea»), el amino-terminal propeptide of procollagen type 1 (P1NP, «prope´ptido aminoterminal del procola´geno 1»), la b-Cross Laps, carboxy-terminal telopeptide of collagen type 1 (CTx, «fraccio´n b del cola´geno tipo 1») y CATK por te´cnicas de electroquimioluminiscencia y enzimoinmunoana´lisis. Resultados: Existe un incremento en los niveles de CATK y las ratios CATK/P1NP y CATK/B-ALP en los pacientes con Gaucher tipo 1 respecto a la media obtenida en el grupo control. Por otro lado, considerando la existencia o no de manifestaciones o´seas en el grupo de pacientes, la CATK y la ratio CATK/P1NP muestran ˜ o o´seo respecto a los que no lo presentan. niveles medios superiores en aquellos pacientes con dan Conclusiones: Aunque los estudios radiolo´gicos constituyen el gold-standard para el seguimiento de enfermedad o´sea en pacientes con enfermedad de Gaucher tipo 1, debe considerarse la utilidad de la ˜ o o´seo en estos pacientes. Asimismo, este para´metro puede CATK como posible indicador de dan utilizarse en la monitorizacio´n del tratamiento de la enfermedad o´sea. ˜ a, S.L.U. Todos los derechos reservados. ß 2015 Elsevier Espan
Palabras clave: Enfermedad de Gaucher Remodelado o´seo ˜ o o´seo Dan Biomarcador Catepsina K
Cathepsin K as a biomarker of bone involvement in type 1 Gaucher disease A B S T R A C T
Keywords: Gaucher disease Bone remodelling Bone damage Biomarkers Cathepsin K
Background and objective: Gaucher disease is an inherited disorder caused by deficit of acid bglucocerebrosidase, responsible for the degradation of glucosylceramide to ceramide and glucose. Although the disorder is primarily hematologic, bone is the second most commonly affected structure. Cathepsin K (CATK) is an enzyme involved in bone remodelling process. It has been proposed that determination of its serum concentrations may provide additional information to other biomarkers. Patients and methods: The study included 20 control subjects and 20 Gaucher type 1 patients from Andalusia and Extremadura regions. We analyzed the biomarkers of bone remodelling: the bone alkaline phosphatase (B-ALP), the N-terminal propeptide of type 1 procollagen (P1NP), the b carboxyterminal telopeptide of type 1 collagen (CTx) and the CATK through electrochemiluminescence and immunoassay techniques.
* Autor para correspondencia. Correo electro´nico: [email protected] (L.M. Jime´nez Jime´nez). http://dx.doi.org/10.1016/j.medcli.2014.11.018 ˜ a, S.L.U. Todos los derechos reservados. 0025-7753/ß 2015 Elsevier Espan
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J. Bobillo Lobato et al. / Med Clin (Barc). 2015;145(7):281–287
Results: There is an increase in levels of CATK, CATK/P1NP and CATK/B-ALP ratios in type 1 Gaucher patients compared to the control group. Considering the existence of skeletal manifestations in the patient group, the CATK and CATK/P1NP ratio showed higher levels in patients with bone damage compared to those without it. Conclusions: Although imaging studies are the gold standard for monitoring bone disease in type 1 Gaucher patients, the utility of CATK should be considered as a possible indicator of bone damage in these patients. Furthermore, this parameter can be used in the monitoring of the treatment of bone pathology. ˜ a, S.L.U. All rights reserved. ß 2015 Elsevier Espan
Introduccio´n La enfermedad de Gaucher (EG) es un trastorno hereditario de cara´cter autoso´mico recesivo, siendo la ma´s comu´n de las enfermedades de depo´sito lisosomal, con una prevalencia global de 1/50.000 individuos1. Se produce por el de´ficit de la actividad enzima´tica lisosomal b-glucocerebrosidasa a´cida (EC 3.2.1.45), que cataliza la degradacio´n de la glucosilceramida hasta ceramida y glucosa2. El depo´sito de la glucosilceramida no metabolizada en los macro´fagos (denominados ası´ ce´lulas de Gaucher), origina alteraciones en diferentes o´rganos, fundamentalmente hı´gado, bazo, ganglios linfa´ticos y me´dula o´sea3. La enfermedad tiene 3 formas de presentacio´n de las que el Gaucher tipo 1 es la ma´s comu´n. Segu´n los u´ltimos datos del Registro Internacional de Pacientes Gaucher (www. gaucherregistry.com) ma´s del 90% de los pacientes se incluyen dentro de este tipo, con una proporcio´n similar entre sexos y una ˜ os, con una edad al diagno´stico que oscila entre los 4 y los 30 an ˜ os. Existe una amplia variabilidad tanto media en torno a los 19 an en la edad de manifestacio´n como en la evolucio´n, gravedad de los sı´ntomas y nu´mero de o´rganos afectados. La mayorı´a de los enfermos tienen fatiga, esplenomegalia, anemia, trombocitopenia, hepatomegalia y trastornos esquele´ticos. Esta enfermedad no presenta alteraciones en el sistema nervioso central4, por lo que se la denomina forma no neuronopa´tica en contraposicio´n con la EG tipo 2 (neuronopa´tica aguda) y EG tipo 3 (neuronopa´tica cro´nica), formas menos prevalentes y con mayor morbimortalidad5. Aunque el trastorno de base de la EG tipo 1 es fundamentalmente hematolo´gico, el hueso es la segunda estructura ma´s frecuentemente afectada. Ma´s del 80% de los pacientes presentan alteraciones o´seas (infiltraciones, dolores atı´picos, osteomielitis ase´pticas, necrosis avascular, remodelacio´n inadecuada con deformaciones o´seas, fracturas patolo´gicas, etc.) responsables de la elevada morbilidad existente6. La enfermedad o´sea de la EG tipo 1 se origina directa o indirectamente por la infiltracio´n de las ce´lulas de Gaucher en la me´dula o´sea, hecho documentado en casi todos los pacientes mediante biopsia o resonancia magne´tica, realizada fundamentalmente en ve´rtebras lumbares y/o fe´mur7. La variabilidad observada en las alteraciones del metabolismo o´seo en los pacientes con EG hace pensar que hay factores individuales que ˜ ar un importante papel en las mismas5. pueden desempen Las ce´lulas de Gaucher, que son macro´fagos activados, secretan ˜ o tisular diversos factores responsables directamente del dan local8. Adicionalmente, mediante la seleccio´n y la activacio´n de macro´fagos proinflamatorios cla´sicos y, posiblemente otras ce´lulas, se origina en el microambiente de la me´dula o´sea la secrecio´n de mu´ltiples citocinas que alteran la homeostasis del tejido o´seo9–11. La infiltracio´n de la me´dula es heteroge´nea y sus efectos sobre la estructura o´sea multicompartimental, afectando a las zonas corticales y trabeculares, a la vascularizacio´n del hueso, y a la composicio´n y organizacio´n de la propia me´dula o´sea12. La catepsina K (CATK) es una cisteı´n-proteasa13 que se expresa de forma abundante y selectiva en los lisosomas de los osteoclastos, en el borde rugoso del osteoclasto maduro y en la
laguna de resorcio´n sobre la superficie o´sea14. Actu´a tanto con pH a´cido como neutro y tiene capacidad para degradar la mayorı´a de proteı´nas constituyentes de la matriz15. Siendo esta enzima protagonista en el proceso de remodelado, se ha propuesto que la determinacio´n de las concentraciones se´ricas de CATK podrı´a aportar informacio´n complementaria a la de otros biomarcadores. En un estudio realizado por Moran et al.16 se muestra que, en extractos de bazo de pacientes con EG, la regulacio´n del gen que codifica para CATK se encuentra activada, lo que origina un incremento en sus niveles de expresio´n. Se han llevado a cabo diversos estudios mediante la determinacio´n de biomarcadores de remodelado o´seo en pacientes con EG con resultados no concluyentes17–19. El propo´sito de este trabajo ha sido analizar diversos marcadores del metabolismo o´seo, tanto de sı´ntesis (bone alkaline phosphatase [B-ALP, «fosfatasa alcalina o´sea»] y amino-terminal propeptide of procollagen type 1 [P1NP, «prope´ptido aminoterminal del procola´geno 1»]) como de degradacio´n (b-Cross Laps, carboxy-terminal telopeptide of collagen type 1 [CTx, «fraccio´n b del cola´geno tipo 1»] y CATK), y comparar sus niveles con las diferentes manifestaciones o´seas existentes en un grupo de 20 pacientes con EG tipo 1. La novedad del presente trabajo estriba en introducir la determinacio´n de la CATK, no incluida en estudios previos. Material y me´todos Obtencio´n de muestras y descripcio´n de los sujetos del estudio El estudio tuvo una duracio´n de 15 meses e incluı´a a un total de 40 pacientes procedentes de Andalucı´a y Extremadura. Por un lado, un grupo control (n = 20) constituido por sujetos sanos con edades ˜ os (9 mujeres y 11 hombres). Por comprendidas entre los 12 y 51 an otra parte, un grupo de pacientes con EG tipo 1 (n = 20) constituido por 9 pacientes con signos o´seos y 11 con ausencia de ellos, con ˜ os. igual proporcio´n entre sexos y un rango de edad entre 7 y 56 an Todos los pacientes con EG tipo 1 recibı´an tratamiento de reemplazamiento enzima´tico (Cerezyme1) instaurado desde ˜ o. y las muestras se tomaron, tras hacı´a al menos un an consentimiento informado, durante las consultas de monitorizacio´n clı´nica, extraye´ndose 10 mL de sangre perife´rica para la obtencio´n de suero y plasma (EDTA como anticoagulante) que, tras centrifugacio´n a 3.500 rpm durante 5 min a 4 8C, se conservaron a 80 8C hasta la realizacio´n del ana´lisis. El estudio diagno´stico previo de los pacientes se realizo´ mediante cuantificacio´n de la actividad enzima´tica b-glucocerebrosidasa en leucocitos aislados de sangre perife´rica, usando como sustrato 4-metil-umbeliferil-beta-D-glucopiranosido20. La actividad quitotriosidasa plasma´tica, indicativa del control metabo´lico, se analizo´ segu´n la te´cnica descrita por Hollack et al.21 usando 4-metilumbeliferil-beta-D-triacetilquitotriosido como sustrato. El estudio molecular de las mutaciones del gen GBA que completa el estudio de los pacientes se realizo´ mediante bu´squeda de las mutaciones ma´s frecuentes N370S, L444P y 84GG por PCR a tiempo real y/o posterior secuenciacio´n del gen (tabla 1)22.
J. Bobillo Lobato et al. / Med Clin (Barc). 2015;145(7):281–287 Tabla 1 Poblacio´n de pacientes con enfermedad de Gaucher tipo 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 a
Ana´lisis de resultados
Edad
Sexo
Afectacio´n o´sea
Actividad quitotriosidasa (4-76 nmol/mL/h)a
Mutaciones
7 12 18 19 23 24 29 30 31 35 37 39 40 40 44 46 47 48 50 56
H M M H H M H M H H M M H M M M M H H H
No Sı´ No No Sı´ No No No Sı´ Sı´ Sı´ No Sı´ No No No Sı´ No Sı´ Sı´
2445 3025 291 772 640 1018 2486 999 818 288 1145 988 2820 8476 689 895 1850 256 181 857
N370S/desc N370S/L444P N370S/D409H N370S/R463C G195W/N370S N370S/R463C N370S/L444P G195W/N370S N370S/84GG N370S/84GG N370S/L444P G377S/D409H N370S/L444P G377S/D409H N370S/L444P N370S/N370S N370S/L444P N370S/84GG N370S/84GG N370S/L444P
Valores de referencia en sujetos sanos.
El grupo de signos o´seos considerados para el estudio incluı´a: infiltracio´n de ce´lulas de Gaucher en columna vertebral, infiltracio´n en fe´mur y otros signos (discopatı´as, deformaciones o´seas, tibias en matraz de Erlenmeyer. . .) (fig. 1). La osteonecrosis (incluyendo necrosis avascular e infartos o´seos) fue incluida a pesar de no ser un signo especı´fico de actividad de la enfermedad, ya que, en ausencia de otras pruebas, su existencia tambie´n puede ser reflejo de una afectacio´n o´sea presente. Estudio de biomarcadores o´seos Las determinaciones de P1NP y CTx se analizaron mediante electroquimioluminiscencia (Total P1NP Rfa. 031141071, y bCrossLaps/serum Rfa. 11972308 respectivamente, Roche Diagnostics GmbH) en un autoanalizador Cobas e602 (Roche Diagnostics). La B-ALP y la CATK se analizaron mediante enzimoinmunoana´lisis (MicroVueTM BAP EIA, Rfa. 8012 Quidel Corporation en autoanalizador Triturus, Grifols-Quest, Inc. y Cathepsin K Rfa. BI-20403 Biomedica Groupe GmbH semiautoma´tico, con cuantificacio´n final en lector de microplacas Tecan Rainbow). La cuantificacio´n de cada uno de estos marcadores se hizo de modo individual, calcula´ndose asimismo la ratio entre los marcadores de resorcio´n y formacio´n o´sea.
[(Figura_1)TD$IG]
Signos óseos 100%
1 0,9
283
89%
0,8 0,7 0,6
El estudio estadı´stico de los resultados se realizo´ mediante el software estadı´stico IBM1 SPSS1 Statistics 20.0.0 usando como lı´mite de significacio´n estadı´stica p < 0,05. Con e´l se procedio´ a realizar los estudios de comparacio´n de distribucio´n y medias, ası´ como las representaciones gra´ficas en forma de diagramas de cajas y estudio de curvas ROC. Resultados Los resultados obtenidos en ambos grupos de estudio (pacientes con EG tipo 1 vs. grupo control) se expresan en las tabla 2 respectivamente. Previo a la comparacio´n de ambos grupos, se realizo´ el test de Levene para igualdad de varianzas a fin de seguir las metodologı´as pertinentes en los estudios de comparacio´n, considera´ndose dispersiones similares a un nivel de p < 0,05. El estudio comparativo de las medias objetivo´ diferencias estadı´sticamente significativas para los valores de CATK y sus ratios, ası´ como para la ratio CTx/P1NP, entre controles y pacientes (tabla 2). Es de intere´s el destacar la existencia de un incremento en los niveles de CATK en los pacientes con EG tipo 1 del orden de 3,29 veces respecto a la media obtenida en el grupo de controles sanos con una significacio´n estadı´stica de p = 0,019. Por otro lado, las ratios en las que la CATK se encuentra presente frente a los biomarcadores de sı´ntesis o´sea, CATK/P1NP y CATK/B-ALP, tambie´n se encuentran incrementadas 2,78 y 4,31 veces, con significaciones estadı´sticas de p < 0,01 y p = 0,026 respectivamente. Considerando exclusivamente el grupo de enfermos Gaucher tipo 1, encontramos que el 45% de ellos presentaba algu´n signo o´seo, siendo los principales la infiltracio´n de las ce´lulas de Gaucher en fe´mur (todos los pacientes con afectacio´n o´sea presentaban este signo) y columna lumbar (89%) (fig. 1). En el ana´lisis pormenorizado de este grupo, considerando la existencia o no de manifestaciones o´seas, se demuestra la ausencia de diferencias estadı´sticamente significativas en los diferentes biomarcadores analizados a excepcio´n de la CATK, cuyos niveles medios son 3,01 veces superiores en aquellos ˜ o o´seo (p = 0,04), ası´ como la ratio CATK/P1NP pacientes con dan incrementada 2,86 veces, con significacio´n estadı´stica de p = 0,04 (tabla 3). La representacio´n gra´fica de la poblacio´n de pacientes, usando diagrama de cajas, enfrentando cada biomarcador con la presencia o no de signos o´seos, ilustra el grado de separacio´n y escaso solapamiento entre ambas poblaciones con relacio´n a los niveles de CATK, tanto de forma independiente como de sus ratios correspondientes (fig. 2). El estudio de curvas ROC refleja la diferente capacidad que presenta cada uno de los biomarcadores para poner de manifiesto la afectacio´n o´sea. Puede observarse un a´rea bajo la curva para la CATK de 0,93 y de 0,96 y 0,84 para las ratios CATK/P1NP y CATK/BALP respectivamente (fig. 3). Discusio´n
0,5
44%
44%
0,4 0,3 0,2 0,1 0 Infiltración columna
Infiltración fémur
Osteonecrosis
Otros
Figura 1. Signos o´seos presentes en la poblacio´n de pacientes con enfermedad de Gaucher tipo 1.
La afectacio´n o´sea es una complicacio´n relevante en el manejo de los pacientes con EG tipo 1. Su estudio se afronta normalmente a trave´s de pruebas de imagen; especialmente u´tiles son la resonancia magne´tica y los estudios de densitometrı´a o´sea. Sin embargo, presentan como principales inconvenientes su alto coste, las listas de espera y ciertas limitaciones para determinados pacientes (por ejemplo, presencia de implantes con componentes meta´licos). De esta forma, el desarrollo de marcadores bioquı´micos que permiten valorar la afectacio´n o´sea puede ser interesante para
J. Bobillo Lobato et al. / Med Clin (Barc). 2015;145(7):281–287
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Tabla 2 Estudio comparativo entre el grupo control y la poblacio´n de enfermos Gaucher tipo 1 Media
Desviacio´n esta´ndar
Mı´nimo
Ma´ximo 5
P1NP (15-60 ng/mL)
B-ALP (35-130 U/L)
Control
37,30
8,14
EG 1
45,42
18,16
Control
24,35
7,29
EG 1
22,62
17,70
Significacio´n estadı´stica
Percentiles 95
28
59
28
58,60
22,90
89
23,06
88,46
12
38
12,10
37,75
11,05
79,05
11,07
78,41
p = 0,08
p = 0,69
CTx (200-600 pg/mL)
Control
373,45
118,05
198
612
198
607,85
EG 1
364,41
168,87
198,80
695,40
198,83
694,79
CATK (1,5-10 pmol/L)
Control
4,28
2,46
1,74
9,59
1,74
9,57
EG 1
14,10
16,94
3,90
83
3,92
79,96
CTx/P1NP
Control EG 1 Control EG 1
10,56 8,20 16,29 20,86
4,30 1,99 5,97 11,76
3,88 3,98 7,33 2,54
18,29 12,32 27,82 46,14
3,93 4,08 7,41 2,67
18,25 12,28 27,72 45,91
CATK/P1NP
Control EG 1
0,12 0,33
0,07 0,32
0,04 0,06
0,26 1,59
0,04 0,06
0,26 1,54
p < 0,01**
CATK/B-ALP
Control EG 1
0,20 0,86
0,16 1,27
0,06 0,08
0,69 5,98
0,06 0,09
0,68 5,77
p = 0,03*
CTx/B-ALP
* **
p = 0,85
p = 0,02*
p = 0,03* p = 0,13
con significacio´n p < 0,05. con significacio´n p < 0,01.
el conocimiento y prediccio´n de cambios metabo´licos en el tejido o´seo. Es necesario destacar que, tradicionalmente, la EG se ha considerado en ciertos aspectos como un trastorno inflamatorio cro´nico donde los macro´fagos activados producen citocinas inflamatorias que promueven la resorcio´n o´sea. Esta hipo´tesis carece de datos objetivos que la confirmen. En este sentido, estudios previos realizados en pacientes con EG tanto tratados (Ciana et al.17, Mikosch et al.23) como no tratados (Ciana et al.18, Drugan et al.19) no consiguieron encontrar una relacio´n clara de los biomarcadores de remodelado o´seo ni con los
niveles de quitotriosidasa (principal biomarcador de seguimiento de la enfermedad) ni con la medida de la densidad mineral o´sea de los pacientes. Se ha propuesto que, para distintas enfermedades con afectacio´n del tejido o´seo, la determinacio´n de CATK puede aportar informacio´n complementaria a otros biomarcadores de remodelado, constituyendo, adema´s, un reflejo del nu´mero de osteoclastos activos y con un posible intere´s como diana farmacolo´gica24. En nuestro estudio, en el grupo de pacientes EG tipo 1 solo se encontro´ como dato significativo un incremento de los valores de
Tabla 3 Estudio comparativo entre los pacientes con enfermedad de Gaucher tipo 1 con y sin afectacio´n o´sea Media
Desviacio´n esta´ndar
Mı´nimo
Ma´ximo
Percentiles 5
P1NP (15-60 ng/mL)
B-ALP (35-130 U/L)
CTx (200-600 pg/mL)
Significacio´n estadı´stica
95
Sin afectacio´n o´sea
48,10
22,67
22,90
89
22,90
89
Con afectacio´n o´sea
42,16
10,89
26,95
54,80
26,95
54,80
Sin afectacio´n o´sea
22,92
19,01
11,05
79,05
11,05
79,05
Con afectacio´n o´sea
22,24
17,11
11,80
66,20
11,80
66,20
Sin afectacio´n o´sea
372,14
192,41
198,80
695,40
198,80
695,40
Con afectacio´n o´sea
354,95
145,84
199,35
637,65
199,35
637,65
7,39
3,50
3,90
16,90
3,90
16,90
0,48
0,94
0,82
0,04*
CATK (1,5-10 pmol/L)
Sin afectacio´n o´sea Con afectacio´n o´sea
22,31
22,99
11,35
CTx/P1NP
Sin afectacio´n o´sea Con afectacio´n o´sea Sin afectacio´n o´sea Con afectacio´n o´sea
7,99 8,46 21,37 20,25
2,14 1,88 12,36 11,68
3,98 6,32 2,54 5,19
11,52 12,32 41,45 46,14
3,98 6,32 2,54 5,19
11,52 12,32 41,45 46,14
CATK/P1NP
Sin afectacio´n o´sea Con afectacio´n o´sea
0,18 0,52
0,09 0,41
0,06 0,27
0,32 1,59
0,06 0,27
0,32 1,59
0,04*
CATK/B-ALP
Sin afectacio´n o´sea Con afectacio´n o´sea
0,42 1,41
0,23 1,77
0,08 0,24
1,03 5,98
0,08 0,24
1,03 5,98
0,08
CTx/B-ALP
*
con significacio´n p < 0,05.
83
11,35
83 0,61 0,84
[(Figura_2)TD$IG]
J. Bobillo Lobato et al. / Med Clin (Barc). 2015;145(7):281–287 80,00
285
700,00
*
80,00 600,00
* 60,00
B-ALP
P1NP
CTx
500,00 60,00
40,00
400,00
40,00 300,00 20,00 n=9 Presentes
Ausentes
Presentes
Signos óseos
Ausentes
n = 11 Presentes
n=9 Ausentes
Signos óseos
Signos óseos
*
80,00
200,00
n=9
n = 11
n = 11
12,00 40,00 10,00
60,00
40,00
CTx / B-ALP
CTx / P1NP
CATK
30,00
8,00
20,00
n=9
6,00 20,00
10,00
* n=9 4,00
n = 11 Presentes
n=9 n = 11 Presentes
Ausentes
Signos óseos
n = 11 Presentes
Ausentes
Signos óseos
Signos óseos 6,00
*
1,50
Ausentes
*
CATK / B-ALP
CATK / P1NP
4,00 1,00
0,50
2,00
*
n=9
0,00
0,00
n = 11 Presentes
Signos óseos
Ausentes
*
n=9
n = 11 Presentes
Ausentes
Signos óseos
Figura 2. Estudio en diagrama de cajas de los marcadores de remodelado o´seo en la poblacio´n de enfermos Gaucher Tipo 1. Las poblaciones con y sin presencia de signos o´seos pueden diferenciarse en funcio´n de los niveles de catepsina K y las ratios en las que el biomarcador participa.
˜ os, posiblemente explicados por P1NP en 2 pacientes de 7 y 12 an los procesos de formacio´n o´sea propios de la edad. A pesar de los esfuerzos por constituir grupos de estudio lo ma´s homoge´neos posibles, y con las limitaciones propias de la enfermedad para la seleccio´n de pacientes con EG tipo 1, el grupo de enfermos presentaba una dispersio´n respecto a la edad ligeramente superior a la del grupo control. Este dato podrı´a explicar las diferencias encontradas en la ratio CTx/P1NP entre controles y pacientes, al tratarse de para´metros muy influenciados por la edad. Por otra parte, las diferencias estadı´sticamente significativas entre los valores de CATK y las ratios de las que el marcador participa (CATK/P1NP y CATK/B-ALP) son mucho ma´s significativas y de mayor magnitud (3,29 veces y p = 0,019; 2,78 veces y p < 0,01; 4,31 veces y p = 0,026 respectivamente), lo que manifiesta una evidencia ma´s so´lida de relacio´n entre el marcador o´seo y la presencia de EG.
Esta relacio´n no parece ser lo suficientemente fuerte, ni tener fundamentos fisiopatolo´gicos relacionados con la propia EG, si no se considerara la afectacio´n o´sea especı´fica presente en estos enfermos. Por ello, la segunda parte del estudio se centro´ exclusivamente en el grupo de enfermos considerando la existencia o no de manifestaciones o´seas. De acuerdo con estudios anteriores, no aparecı´an diferencias estadı´sticamente significativas entre los distintos biomarcadores analizados y la presencia de signos o´seos salvo en el caso de la CATK y la ratio CATK/P1NP. En el caso de la ratio CATK/B-ALP, la falta de correlacio´n podrı´a explicarse por la baja especificidad propia de la B-ALP. Se observa un solapamiento entre los valores de ma´ximos y mı´nimos para CATK, CATK/P1NP y CATK/B-ALP que puede constatarse tambie´n en la representacio´n gra´fica usando diagrama de cajas. Sin embargo, esta misma representacio´n permite observar co´mo en los valores mayores y menores que no llegan a ser atı´picos
[(Figura_3)TD$IG]
J. Bobillo Lobato et al. / Med Clin (Barc). 2015;145(7):281–287
286
1,0
1,0
Procedencia de la curva P1NP_media BAP_media CTx_media CAT_media Línea de referencia
0,6
0,4
Procedencia de la curva
0,8
Sensibilidad
Sensibilidad
0,8
REL_CTxP1NP_media REL_CTxBAP_media REL_CATP1NP_media REL_CATBAP_media Línea de referencia
0,6
0,4
0,2
0,2
0,0
0,0 0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
0,0
0,2
1 - especificidad Biomarcadores independientes
Área bajo la curva
P1NP B-ALP CTx CATK
0,47 0,44 0,53 0,93
0,4
0,6
0,8
1,0
1 - especificidad Significación asintótica 0,79 0,68 0,85 < 0,01
Relación entre biomarcadores
Área bajo la curva
Significación asintótica
CTx/P1NP CTx/B-ALP CATK/P1NP CATK/B-ALP
0,54 0,52 0,96 0,84
0,79 0,91 < 0,01 0,01
Figura 3. Estudio de curvas ROC en los pacientes con EG tipo 1 con y sin afectacio´n o´sea.
el solapamiento es mı´nimo (caso de CATK/P1NP) o incluso desaparece (para CATK y CATK/B-ALP). Por u´ltimo, el estudio de curvas ROC (fig. 3) pone de manifiesto la capacidad del biomarcador CATK para diferenciar entre pacientes con presencia/ausencia de afectacio´n o´sea, tanto por sı´ solo como en combinacio´n con los marcadores de formacio´n P1NP y B-ALP, principalmente la ratio que incluye a P1NP, posiblemente por su mayor especificidad y sensibilidad individual. Adema´s, el ana´lisis de coordenadas de la curva nos permitirı´a, con la combinacio´n de los valores de sensibilidad y especificidad ma´s adecuados, establecer posibles puntos de corte para ambas ratios. Por nuestra parte, seleccionamos los puntos de CATK/P1NP = 0,3 y CATK/B-ALP = 0,545 ambos con una sensibilidad del 88,9% y una especificidad del 90,9%. Como limitaciones en nuestro estudio podemos citar la ausencia de informacio´n relativa a la densidad mineral o´sea mediante densitometrı´a o´sea de los pacientes con EG tipo 1, debido al alto coste de la prueba y a no encontrarse disponible en todos los servicios clı´nicos de los que dependen los pacientes. Queda por tanto limitada la descripcio´n de los signos o´seos a los reportados en la figura 1. De este modo podemos concluir que, aunque los estudios radiolo´gicos no dejan de constituir el gold-standard para el seguimiento de la enfermedad o´sea en los pacientes con EG tipo 1, a la vista de los resultados obtenidos debe considerarse la utilidad de la CATK se´rica como indicador del desequilibrio osteocla´stico/osteobla´stico presente en estos pacientes. Asimismo, este para´metro resulta u´til en la monitorizacio´n del tratamiento de la enfermedad o´sea, uno de los principales factores de la morbilidad de la enfermedad. Conflicto de intereses Los autores declaran no tener ningu´n conflicto de intereses. Bibliografı´a 1. Grabowski GA. Phenotype, diagnosis and treatment of Gaucher’s disease. Lancet. 2008;372:1263–71.
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287
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www.elsevier.es/medicinaclinica
Original
Catepsina K como biomarcador de afectacio´n o´sea en la enfermedad de Gaucher tipo 1 ˜ ez Va´zquez b y Luis M. Jime´nez Jime´nez a,* Joaquı´n Bobillo Lobato a, Pilar Dura´n Parejo a, Ramiro J. Nu´n a b
Servicio de Bioquı´mica Clı´nica, Hospital Universitario Virgen del Rocı´o, Sevilla, Espan˜a Servicio de Hematologı´a, Hospital Universitario Virgen del Rocı´o, Sevilla, Espan˜a
´ N D E L A R T I´ C U L O INFORMACIO
R E S U M E N
Historia del artı´culo: Recibido el 27 de agosto de 2014 Aceptado el 20 de noviembre de 2014 On-line el 4 de febrero de 2015
Fundamento y objetivo: La enfermedad de Gaucher es un trastorno hereditario, que se origina como consecuencia del de´ficit de la actividad b-glucocerebrosidasa a´cida, responsable de la degradacio´n de glucosilceramida hasta ceramida y glucosa. Aunque el trastorno de base es fundamentalmente hematolo´gico, el hueso es la segunda estructura ma´s frecuentemente afectada. La catepsina K (CATK) es una enzima implicada en el proceso de remodelado o´seo, habie´ndose propuesto que la determinacio´n de sus concentraciones se´ricas podrı´a aportar informacio´n complementaria a la de otros biomarcadores. Pacientes y me´todos: Se realizo´ un estudio en 20 controles sanos y 20 pacientes con enfermedad de Gaucher tipo 1, de las comunidades auto´nomas de Andalucı´a y Extremadura. Se determinaron como biomarcadores de remodelado o´seo la bone alkaline phosphatase (B-ALP, «fosfatasa alcalina o´sea»), el amino-terminal propeptide of procollagen type 1 (P1NP, «prope´ptido aminoterminal del procola´geno 1»), la b-Cross Laps, carboxy-terminal telopeptide of collagen type 1 (CTx, «fraccio´n b del cola´geno tipo 1») y CATK por te´cnicas de electroquimioluminiscencia y enzimoinmunoana´lisis. Resultados: Existe un incremento en los niveles de CATK y las ratios CATK/P1NP y CATK/B-ALP en los pacientes con Gaucher tipo 1 respecto a la media obtenida en el grupo control. Por otro lado, considerando la existencia o no de manifestaciones o´seas en el grupo de pacientes, la CATK y la ratio CATK/P1NP muestran ˜ o o´seo respecto a los que no lo presentan. niveles medios superiores en aquellos pacientes con dan Conclusiones: Aunque los estudios radiolo´gicos constituyen el gold-standard para el seguimiento de enfermedad o´sea en pacientes con enfermedad de Gaucher tipo 1, debe considerarse la utilidad de la ˜ o o´seo en estos pacientes. Asimismo, este para´metro puede CATK como posible indicador de dan utilizarse en la monitorizacio´n del tratamiento de la enfermedad o´sea. ˜ a, S.L.U. Todos los derechos reservados. ß 2015 Elsevier Espan
Palabras clave: Enfermedad de Gaucher Remodelado o´seo ˜ o o´seo Dan Biomarcador Catepsina K
Cathepsin K as a biomarker of bone involvement in type 1 Gaucher disease A B S T R A C T
Keywords: Gaucher disease Bone remodelling Bone damage Biomarkers Cathepsin K
Background and objective: Gaucher disease is an inherited disorder caused by deficit of acid bglucocerebrosidase, responsible for the degradation of glucosylceramide to ceramide and glucose. Although the disorder is primarily hematologic, bone is the second most commonly affected structure. Cathepsin K (CATK) is an enzyme involved in bone remodelling process. It has been proposed that determination of its serum concentrations may provide additional information to other biomarkers. Patients and methods: The study included 20 control subjects and 20 Gaucher type 1 patients from Andalusia and Extremadura regions. We analyzed the biomarkers of bone remodelling: the bone alkaline phosphatase (B-ALP), the N-terminal propeptide of type 1 procollagen (P1NP), the b carboxyterminal telopeptide of type 1 collagen (CTx) and the CATK through electrochemiluminescence and immunoassay techniques.
* Autor para correspondencia. Correo electro´nico: [email protected] (L.M. Jime´nez Jime´nez). http://dx.doi.org/10.1016/j.medcli.2014.11.018 ˜ a, S.L.U. Todos los derechos reservados. 0025-7753/ß 2015 Elsevier Espan
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J. Bobillo Lobato et al. / Med Clin (Barc). 2015;145(7):281–287
Results: There is an increase in levels of CATK, CATK/P1NP and CATK/B-ALP ratios in type 1 Gaucher patients compared to the control group. Considering the existence of skeletal manifestations in the patient group, the CATK and CATK/P1NP ratio showed higher levels in patients with bone damage compared to those without it. Conclusions: Although imaging studies are the gold standard for monitoring bone disease in type 1 Gaucher patients, the utility of CATK should be considered as a possible indicator of bone damage in these patients. Furthermore, this parameter can be used in the monitoring of the treatment of bone pathology. ˜ a, S.L.U. All rights reserved. ß 2015 Elsevier Espan
Introduccio´n La enfermedad de Gaucher (EG) es un trastorno hereditario de cara´cter autoso´mico recesivo, siendo la ma´s comu´n de las enfermedades de depo´sito lisosomal, con una prevalencia global de 1/50.000 individuos1. Se produce por el de´ficit de la actividad enzima´tica lisosomal b-glucocerebrosidasa a´cida (EC 3.2.1.45), que cataliza la degradacio´n de la glucosilceramida hasta ceramida y glucosa2. El depo´sito de la glucosilceramida no metabolizada en los macro´fagos (denominados ası´ ce´lulas de Gaucher), origina alteraciones en diferentes o´rganos, fundamentalmente hı´gado, bazo, ganglios linfa´ticos y me´dula o´sea3. La enfermedad tiene 3 formas de presentacio´n de las que el Gaucher tipo 1 es la ma´s comu´n. Segu´n los u´ltimos datos del Registro Internacional de Pacientes Gaucher (www. gaucherregistry.com) ma´s del 90% de los pacientes se incluyen dentro de este tipo, con una proporcio´n similar entre sexos y una ˜ os, con una edad al diagno´stico que oscila entre los 4 y los 30 an ˜ os. Existe una amplia variabilidad tanto media en torno a los 19 an en la edad de manifestacio´n como en la evolucio´n, gravedad de los sı´ntomas y nu´mero de o´rganos afectados. La mayorı´a de los enfermos tienen fatiga, esplenomegalia, anemia, trombocitopenia, hepatomegalia y trastornos esquele´ticos. Esta enfermedad no presenta alteraciones en el sistema nervioso central4, por lo que se la denomina forma no neuronopa´tica en contraposicio´n con la EG tipo 2 (neuronopa´tica aguda) y EG tipo 3 (neuronopa´tica cro´nica), formas menos prevalentes y con mayor morbimortalidad5. Aunque el trastorno de base de la EG tipo 1 es fundamentalmente hematolo´gico, el hueso es la segunda estructura ma´s frecuentemente afectada. Ma´s del 80% de los pacientes presentan alteraciones o´seas (infiltraciones, dolores atı´picos, osteomielitis ase´pticas, necrosis avascular, remodelacio´n inadecuada con deformaciones o´seas, fracturas patolo´gicas, etc.) responsables de la elevada morbilidad existente6. La enfermedad o´sea de la EG tipo 1 se origina directa o indirectamente por la infiltracio´n de las ce´lulas de Gaucher en la me´dula o´sea, hecho documentado en casi todos los pacientes mediante biopsia o resonancia magne´tica, realizada fundamentalmente en ve´rtebras lumbares y/o fe´mur7. La variabilidad observada en las alteraciones del metabolismo o´seo en los pacientes con EG hace pensar que hay factores individuales que ˜ ar un importante papel en las mismas5. pueden desempen Las ce´lulas de Gaucher, que son macro´fagos activados, secretan ˜ o tisular diversos factores responsables directamente del dan local8. Adicionalmente, mediante la seleccio´n y la activacio´n de macro´fagos proinflamatorios cla´sicos y, posiblemente otras ce´lulas, se origina en el microambiente de la me´dula o´sea la secrecio´n de mu´ltiples citocinas que alteran la homeostasis del tejido o´seo9–11. La infiltracio´n de la me´dula es heteroge´nea y sus efectos sobre la estructura o´sea multicompartimental, afectando a las zonas corticales y trabeculares, a la vascularizacio´n del hueso, y a la composicio´n y organizacio´n de la propia me´dula o´sea12. La catepsina K (CATK) es una cisteı´n-proteasa13 que se expresa de forma abundante y selectiva en los lisosomas de los osteoclastos, en el borde rugoso del osteoclasto maduro y en la
laguna de resorcio´n sobre la superficie o´sea14. Actu´a tanto con pH a´cido como neutro y tiene capacidad para degradar la mayorı´a de proteı´nas constituyentes de la matriz15. Siendo esta enzima protagonista en el proceso de remodelado, se ha propuesto que la determinacio´n de las concentraciones se´ricas de CATK podrı´a aportar informacio´n complementaria a la de otros biomarcadores. En un estudio realizado por Moran et al.16 se muestra que, en extractos de bazo de pacientes con EG, la regulacio´n del gen que codifica para CATK se encuentra activada, lo que origina un incremento en sus niveles de expresio´n. Se han llevado a cabo diversos estudios mediante la determinacio´n de biomarcadores de remodelado o´seo en pacientes con EG con resultados no concluyentes17–19. El propo´sito de este trabajo ha sido analizar diversos marcadores del metabolismo o´seo, tanto de sı´ntesis (bone alkaline phosphatase [B-ALP, «fosfatasa alcalina o´sea»] y amino-terminal propeptide of procollagen type 1 [P1NP, «prope´ptido aminoterminal del procola´geno 1»]) como de degradacio´n (b-Cross Laps, carboxy-terminal telopeptide of collagen type 1 [CTx, «fraccio´n b del cola´geno tipo 1»] y CATK), y comparar sus niveles con las diferentes manifestaciones o´seas existentes en un grupo de 20 pacientes con EG tipo 1. La novedad del presente trabajo estriba en introducir la determinacio´n de la CATK, no incluida en estudios previos. Material y me´todos Obtencio´n de muestras y descripcio´n de los sujetos del estudio El estudio tuvo una duracio´n de 15 meses e incluı´a a un total de 40 pacientes procedentes de Andalucı´a y Extremadura. Por un lado, un grupo control (n = 20) constituido por sujetos sanos con edades ˜ os (9 mujeres y 11 hombres). Por comprendidas entre los 12 y 51 an otra parte, un grupo de pacientes con EG tipo 1 (n = 20) constituido por 9 pacientes con signos o´seos y 11 con ausencia de ellos, con ˜ os. igual proporcio´n entre sexos y un rango de edad entre 7 y 56 an Todos los pacientes con EG tipo 1 recibı´an tratamiento de reemplazamiento enzima´tico (Cerezyme1) instaurado desde ˜ o. y las muestras se tomaron, tras hacı´a al menos un an consentimiento informado, durante las consultas de monitorizacio´n clı´nica, extraye´ndose 10 mL de sangre perife´rica para la obtencio´n de suero y plasma (EDTA como anticoagulante) que, tras centrifugacio´n a 3.500 rpm durante 5 min a 4 8C, se conservaron a 80 8C hasta la realizacio´n del ana´lisis. El estudio diagno´stico previo de los pacientes se realizo´ mediante cuantificacio´n de la actividad enzima´tica b-glucocerebrosidasa en leucocitos aislados de sangre perife´rica, usando como sustrato 4-metil-umbeliferil-beta-D-glucopiranosido20. La actividad quitotriosidasa plasma´tica, indicativa del control metabo´lico, se analizo´ segu´n la te´cnica descrita por Hollack et al.21 usando 4-metilumbeliferil-beta-D-triacetilquitotriosido como sustrato. El estudio molecular de las mutaciones del gen GBA que completa el estudio de los pacientes se realizo´ mediante bu´squeda de las mutaciones ma´s frecuentes N370S, L444P y 84GG por PCR a tiempo real y/o posterior secuenciacio´n del gen (tabla 1)22.
J. Bobillo Lobato et al. / Med Clin (Barc). 2015;145(7):281–287 Tabla 1 Poblacio´n de pacientes con enfermedad de Gaucher tipo 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 a
Ana´lisis de resultados
Edad
Sexo
Afectacio´n o´sea
Actividad quitotriosidasa (4-76 nmol/mL/h)a
Mutaciones
7 12 18 19 23 24 29 30 31 35 37 39 40 40 44 46 47 48 50 56
H M M H H M H M H H M M H M M M M H H H
No Sı´ No No Sı´ No No No Sı´ Sı´ Sı´ No Sı´ No No No Sı´ No Sı´ Sı´
2445 3025 291 772 640 1018 2486 999 818 288 1145 988 2820 8476 689 895 1850 256 181 857
N370S/desc N370S/L444P N370S/D409H N370S/R463C G195W/N370S N370S/R463C N370S/L444P G195W/N370S N370S/84GG N370S/84GG N370S/L444P G377S/D409H N370S/L444P G377S/D409H N370S/L444P N370S/N370S N370S/L444P N370S/84GG N370S/84GG N370S/L444P
Valores de referencia en sujetos sanos.
El grupo de signos o´seos considerados para el estudio incluı´a: infiltracio´n de ce´lulas de Gaucher en columna vertebral, infiltracio´n en fe´mur y otros signos (discopatı´as, deformaciones o´seas, tibias en matraz de Erlenmeyer. . .) (fig. 1). La osteonecrosis (incluyendo necrosis avascular e infartos o´seos) fue incluida a pesar de no ser un signo especı´fico de actividad de la enfermedad, ya que, en ausencia de otras pruebas, su existencia tambie´n puede ser reflejo de una afectacio´n o´sea presente. Estudio de biomarcadores o´seos Las determinaciones de P1NP y CTx se analizaron mediante electroquimioluminiscencia (Total P1NP Rfa. 031141071, y bCrossLaps/serum Rfa. 11972308 respectivamente, Roche Diagnostics GmbH) en un autoanalizador Cobas e602 (Roche Diagnostics). La B-ALP y la CATK se analizaron mediante enzimoinmunoana´lisis (MicroVueTM BAP EIA, Rfa. 8012 Quidel Corporation en autoanalizador Triturus, Grifols-Quest, Inc. y Cathepsin K Rfa. BI-20403 Biomedica Groupe GmbH semiautoma´tico, con cuantificacio´n final en lector de microplacas Tecan Rainbow). La cuantificacio´n de cada uno de estos marcadores se hizo de modo individual, calcula´ndose asimismo la ratio entre los marcadores de resorcio´n y formacio´n o´sea.
[(Figura_1)TD$IG]
Signos óseos 100%
1 0,9
283
89%
0,8 0,7 0,6
El estudio estadı´stico de los resultados se realizo´ mediante el software estadı´stico IBM1 SPSS1 Statistics 20.0.0 usando como lı´mite de significacio´n estadı´stica p < 0,05. Con e´l se procedio´ a realizar los estudios de comparacio´n de distribucio´n y medias, ası´ como las representaciones gra´ficas en forma de diagramas de cajas y estudio de curvas ROC. Resultados Los resultados obtenidos en ambos grupos de estudio (pacientes con EG tipo 1 vs. grupo control) se expresan en las tabla 2 respectivamente. Previo a la comparacio´n de ambos grupos, se realizo´ el test de Levene para igualdad de varianzas a fin de seguir las metodologı´as pertinentes en los estudios de comparacio´n, considera´ndose dispersiones similares a un nivel de p < 0,05. El estudio comparativo de las medias objetivo´ diferencias estadı´sticamente significativas para los valores de CATK y sus ratios, ası´ como para la ratio CTx/P1NP, entre controles y pacientes (tabla 2). Es de intere´s el destacar la existencia de un incremento en los niveles de CATK en los pacientes con EG tipo 1 del orden de 3,29 veces respecto a la media obtenida en el grupo de controles sanos con una significacio´n estadı´stica de p = 0,019. Por otro lado, las ratios en las que la CATK se encuentra presente frente a los biomarcadores de sı´ntesis o´sea, CATK/P1NP y CATK/B-ALP, tambie´n se encuentran incrementadas 2,78 y 4,31 veces, con significaciones estadı´sticas de p < 0,01 y p = 0,026 respectivamente. Considerando exclusivamente el grupo de enfermos Gaucher tipo 1, encontramos que el 45% de ellos presentaba algu´n signo o´seo, siendo los principales la infiltracio´n de las ce´lulas de Gaucher en fe´mur (todos los pacientes con afectacio´n o´sea presentaban este signo) y columna lumbar (89%) (fig. 1). En el ana´lisis pormenorizado de este grupo, considerando la existencia o no de manifestaciones o´seas, se demuestra la ausencia de diferencias estadı´sticamente significativas en los diferentes biomarcadores analizados a excepcio´n de la CATK, cuyos niveles medios son 3,01 veces superiores en aquellos ˜ o o´seo (p = 0,04), ası´ como la ratio CATK/P1NP pacientes con dan incrementada 2,86 veces, con significacio´n estadı´stica de p = 0,04 (tabla 3). La representacio´n gra´fica de la poblacio´n de pacientes, usando diagrama de cajas, enfrentando cada biomarcador con la presencia o no de signos o´seos, ilustra el grado de separacio´n y escaso solapamiento entre ambas poblaciones con relacio´n a los niveles de CATK, tanto de forma independiente como de sus ratios correspondientes (fig. 2). El estudio de curvas ROC refleja la diferente capacidad que presenta cada uno de los biomarcadores para poner de manifiesto la afectacio´n o´sea. Puede observarse un a´rea bajo la curva para la CATK de 0,93 y de 0,96 y 0,84 para las ratios CATK/P1NP y CATK/BALP respectivamente (fig. 3). Discusio´n
0,5
44%
44%
0,4 0,3 0,2 0,1 0 Infiltración columna
Infiltración fémur
Osteonecrosis
Otros
Figura 1. Signos o´seos presentes en la poblacio´n de pacientes con enfermedad de Gaucher tipo 1.
La afectacio´n o´sea es una complicacio´n relevante en el manejo de los pacientes con EG tipo 1. Su estudio se afronta normalmente a trave´s de pruebas de imagen; especialmente u´tiles son la resonancia magne´tica y los estudios de densitometrı´a o´sea. Sin embargo, presentan como principales inconvenientes su alto coste, las listas de espera y ciertas limitaciones para determinados pacientes (por ejemplo, presencia de implantes con componentes meta´licos). De esta forma, el desarrollo de marcadores bioquı´micos que permiten valorar la afectacio´n o´sea puede ser interesante para
J. Bobillo Lobato et al. / Med Clin (Barc). 2015;145(7):281–287
284
Tabla 2 Estudio comparativo entre el grupo control y la poblacio´n de enfermos Gaucher tipo 1 Media
Desviacio´n esta´ndar
Mı´nimo
Ma´ximo 5
P1NP (15-60 ng/mL)
B-ALP (35-130 U/L)
Control
37,30
8,14
EG 1
45,42
18,16
Control
24,35
7,29
EG 1
22,62
17,70
Significacio´n estadı´stica
Percentiles 95
28
59
28
58,60
22,90
89
23,06
88,46
12
38
12,10
37,75
11,05
79,05
11,07
78,41
p = 0,08
p = 0,69
CTx (200-600 pg/mL)
Control
373,45
118,05
198
612
198
607,85
EG 1
364,41
168,87
198,80
695,40
198,83
694,79
CATK (1,5-10 pmol/L)
Control
4,28
2,46
1,74
9,59
1,74
9,57
EG 1
14,10
16,94
3,90
83
3,92
79,96
CTx/P1NP
Control EG 1 Control EG 1
10,56 8,20 16,29 20,86
4,30 1,99 5,97 11,76
3,88 3,98 7,33 2,54
18,29 12,32 27,82 46,14
3,93 4,08 7,41 2,67
18,25 12,28 27,72 45,91
CATK/P1NP
Control EG 1
0,12 0,33
0,07 0,32
0,04 0,06
0,26 1,59
0,04 0,06
0,26 1,54
p < 0,01**
CATK/B-ALP
Control EG 1
0,20 0,86
0,16 1,27
0,06 0,08
0,69 5,98
0,06 0,09
0,68 5,77
p = 0,03*
CTx/B-ALP
* **
p = 0,85
p = 0,02*
p = 0,03* p = 0,13
con significacio´n p < 0,05. con significacio´n p < 0,01.
el conocimiento y prediccio´n de cambios metabo´licos en el tejido o´seo. Es necesario destacar que, tradicionalmente, la EG se ha considerado en ciertos aspectos como un trastorno inflamatorio cro´nico donde los macro´fagos activados producen citocinas inflamatorias que promueven la resorcio´n o´sea. Esta hipo´tesis carece de datos objetivos que la confirmen. En este sentido, estudios previos realizados en pacientes con EG tanto tratados (Ciana et al.17, Mikosch et al.23) como no tratados (Ciana et al.18, Drugan et al.19) no consiguieron encontrar una relacio´n clara de los biomarcadores de remodelado o´seo ni con los
niveles de quitotriosidasa (principal biomarcador de seguimiento de la enfermedad) ni con la medida de la densidad mineral o´sea de los pacientes. Se ha propuesto que, para distintas enfermedades con afectacio´n del tejido o´seo, la determinacio´n de CATK puede aportar informacio´n complementaria a otros biomarcadores de remodelado, constituyendo, adema´s, un reflejo del nu´mero de osteoclastos activos y con un posible intere´s como diana farmacolo´gica24. En nuestro estudio, en el grupo de pacientes EG tipo 1 solo se encontro´ como dato significativo un incremento de los valores de
Tabla 3 Estudio comparativo entre los pacientes con enfermedad de Gaucher tipo 1 con y sin afectacio´n o´sea Media
Desviacio´n esta´ndar
Mı´nimo
Ma´ximo
Percentiles 5
P1NP (15-60 ng/mL)
B-ALP (35-130 U/L)
CTx (200-600 pg/mL)
Significacio´n estadı´stica
95
Sin afectacio´n o´sea
48,10
22,67
22,90
89
22,90
89
Con afectacio´n o´sea
42,16
10,89
26,95
54,80
26,95
54,80
Sin afectacio´n o´sea
22,92
19,01
11,05
79,05
11,05
79,05
Con afectacio´n o´sea
22,24
17,11
11,80
66,20
11,80
66,20
Sin afectacio´n o´sea
372,14
192,41
198,80
695,40
198,80
695,40
Con afectacio´n o´sea
354,95
145,84
199,35
637,65
199,35
637,65
7,39
3,50
3,90
16,90
3,90
16,90
0,48
0,94
0,82
0,04*
CATK (1,5-10 pmol/L)
Sin afectacio´n o´sea Con afectacio´n o´sea
22,31
22,99
11,35
CTx/P1NP
Sin afectacio´n o´sea Con afectacio´n o´sea Sin afectacio´n o´sea Con afectacio´n o´sea
7,99 8,46 21,37 20,25
2,14 1,88 12,36 11,68
3,98 6,32 2,54 5,19
11,52 12,32 41,45 46,14
3,98 6,32 2,54 5,19
11,52 12,32 41,45 46,14
CATK/P1NP
Sin afectacio´n o´sea Con afectacio´n o´sea
0,18 0,52
0,09 0,41
0,06 0,27
0,32 1,59
0,06 0,27
0,32 1,59
0,04*
CATK/B-ALP
Sin afectacio´n o´sea Con afectacio´n o´sea
0,42 1,41
0,23 1,77
0,08 0,24
1,03 5,98
0,08 0,24
1,03 5,98
0,08
CTx/B-ALP
*
con significacio´n p < 0,05.
83
11,35
83 0,61 0,84
[(Figura_2)TD$IG]
J. Bobillo Lobato et al. / Med Clin (Barc). 2015;145(7):281–287 80,00
285
700,00
*
80,00 600,00
* 60,00
B-ALP
P1NP
CTx
500,00 60,00
40,00
400,00
40,00 300,00 20,00 n=9 Presentes
Ausentes
Presentes
Signos óseos
Ausentes
n = 11 Presentes
n=9 Ausentes
Signos óseos
Signos óseos
*
80,00
200,00
n=9
n = 11
n = 11
12,00 40,00 10,00
60,00
40,00
CTx / B-ALP
CTx / P1NP
CATK
30,00
8,00
20,00
n=9
6,00 20,00
10,00
* n=9 4,00
n = 11 Presentes
n=9 n = 11 Presentes
Ausentes
Signos óseos
n = 11 Presentes
Ausentes
Signos óseos
Signos óseos 6,00
*
1,50
Ausentes
*
CATK / B-ALP
CATK / P1NP
4,00 1,00
0,50
2,00
*
n=9
0,00
0,00
n = 11 Presentes
Signos óseos
Ausentes
*
n=9
n = 11 Presentes
Ausentes
Signos óseos
Figura 2. Estudio en diagrama de cajas de los marcadores de remodelado o´seo en la poblacio´n de enfermos Gaucher Tipo 1. Las poblaciones con y sin presencia de signos o´seos pueden diferenciarse en funcio´n de los niveles de catepsina K y las ratios en las que el biomarcador participa.
˜ os, posiblemente explicados por P1NP en 2 pacientes de 7 y 12 an los procesos de formacio´n o´sea propios de la edad. A pesar de los esfuerzos por constituir grupos de estudio lo ma´s homoge´neos posibles, y con las limitaciones propias de la enfermedad para la seleccio´n de pacientes con EG tipo 1, el grupo de enfermos presentaba una dispersio´n respecto a la edad ligeramente superior a la del grupo control. Este dato podrı´a explicar las diferencias encontradas en la ratio CTx/P1NP entre controles y pacientes, al tratarse de para´metros muy influenciados por la edad. Por otra parte, las diferencias estadı´sticamente significativas entre los valores de CATK y las ratios de las que el marcador participa (CATK/P1NP y CATK/B-ALP) son mucho ma´s significativas y de mayor magnitud (3,29 veces y p = 0,019; 2,78 veces y p < 0,01; 4,31 veces y p = 0,026 respectivamente), lo que manifiesta una evidencia ma´s so´lida de relacio´n entre el marcador o´seo y la presencia de EG.
Esta relacio´n no parece ser lo suficientemente fuerte, ni tener fundamentos fisiopatolo´gicos relacionados con la propia EG, si no se considerara la afectacio´n o´sea especı´fica presente en estos enfermos. Por ello, la segunda parte del estudio se centro´ exclusivamente en el grupo de enfermos considerando la existencia o no de manifestaciones o´seas. De acuerdo con estudios anteriores, no aparecı´an diferencias estadı´sticamente significativas entre los distintos biomarcadores analizados y la presencia de signos o´seos salvo en el caso de la CATK y la ratio CATK/P1NP. En el caso de la ratio CATK/B-ALP, la falta de correlacio´n podrı´a explicarse por la baja especificidad propia de la B-ALP. Se observa un solapamiento entre los valores de ma´ximos y mı´nimos para CATK, CATK/P1NP y CATK/B-ALP que puede constatarse tambie´n en la representacio´n gra´fica usando diagrama de cajas. Sin embargo, esta misma representacio´n permite observar co´mo en los valores mayores y menores que no llegan a ser atı´picos
[(Figura_3)TD$IG]
J. Bobillo Lobato et al. / Med Clin (Barc). 2015;145(7):281–287
286
1,0
1,0
Procedencia de la curva P1NP_media BAP_media CTx_media CAT_media Línea de referencia
0,6
0,4
Procedencia de la curva
0,8
Sensibilidad
Sensibilidad
0,8
REL_CTxP1NP_media REL_CTxBAP_media REL_CATP1NP_media REL_CATBAP_media Línea de referencia
0,6
0,4
0,2
0,2
0,0
0,0 0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
0,0
0,2
1 - especificidad Biomarcadores independientes
Área bajo la curva
P1NP B-ALP CTx CATK
0,47 0,44 0,53 0,93
0,4
0,6
0,8
1,0
1 - especificidad Significación asintótica 0,79 0,68 0,85 < 0,01
Relación entre biomarcadores
Área bajo la curva
Significación asintótica
CTx/P1NP CTx/B-ALP CATK/P1NP CATK/B-ALP
0,54 0,52 0,96 0,84
0,79 0,91 < 0,01 0,01
Figura 3. Estudio de curvas ROC en los pacientes con EG tipo 1 con y sin afectacio´n o´sea.
el solapamiento es mı´nimo (caso de CATK/P1NP) o incluso desaparece (para CATK y CATK/B-ALP). Por u´ltimo, el estudio de curvas ROC (fig. 3) pone de manifiesto la capacidad del biomarcador CATK para diferenciar entre pacientes con presencia/ausencia de afectacio´n o´sea, tanto por sı´ solo como en combinacio´n con los marcadores de formacio´n P1NP y B-ALP, principalmente la ratio que incluye a P1NP, posiblemente por su mayor especificidad y sensibilidad individual. Adema´s, el ana´lisis de coordenadas de la curva nos permitirı´a, con la combinacio´n de los valores de sensibilidad y especificidad ma´s adecuados, establecer posibles puntos de corte para ambas ratios. Por nuestra parte, seleccionamos los puntos de CATK/P1NP = 0,3 y CATK/B-ALP = 0,545 ambos con una sensibilidad del 88,9% y una especificidad del 90,9%. Como limitaciones en nuestro estudio podemos citar la ausencia de informacio´n relativa a la densidad mineral o´sea mediante densitometrı´a o´sea de los pacientes con EG tipo 1, debido al alto coste de la prueba y a no encontrarse disponible en todos los servicios clı´nicos de los que dependen los pacientes. Queda por tanto limitada la descripcio´n de los signos o´seos a los reportados en la figura 1. De este modo podemos concluir que, aunque los estudios radiolo´gicos no dejan de constituir el gold-standard para el seguimiento de la enfermedad o´sea en los pacientes con EG tipo 1, a la vista de los resultados obtenidos debe considerarse la utilidad de la CATK se´rica como indicador del desequilibrio osteocla´stico/osteobla´stico presente en estos pacientes. Asimismo, este para´metro resulta u´til en la monitorizacio´n del tratamiento de la enfermedad o´sea, uno de los principales factores de la morbilidad de la enfermedad. Conflicto de intereses Los autores declaran no tener ningu´n conflicto de intereses. Bibliografı´a 1. Grabowski GA. Phenotype, diagnosis and treatment of Gaucher’s disease. Lancet. 2008;372:1263–71.
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