Medicina Traslacional

Actualmente, los tratamientos existentes para la alergia respiratoria grave no son eficaces en todos los casos. Se desconocen los mecanismos inmunitarios que subyacen a la progresión y el mantenimiento de los fenotipos alérgicos graves. En estudios anteriores, las PBMC de pacientes alérgicos estratificados por gravedad se analizaron mediante transcriptómica, revelando alteraciones en las funciones plaquetarias. El análisis del plasma de estos pacientes mediante metabolómica reveló alteraciones en el metabolismo energético que podrían estar relacionadas con funciones alteradas de las células T. En esta Tesis, el objetivo es comprender los mecanismos biológicos relacionados con las plaquetas y las células T de pacientes alérgicos estratificados por gravedad. Mediante plaquetoféresis, el fenotipado plaquetario de pacientes alérgicos estratificados se realizó mediante lipidómica, transcriptómica y cuantificación de proteínas. Las plaquetas de pacientes alérgicos graves mostraron niveles elevados de ceramidas, fosfoinositoles, fosfocolinas y esfingomielinas. Por el contrario, mostraron niveles reducidos de precursores de eicosanoides. RNAseq confirmó la sobreexpresión de ARNm de genes relacionados con la activación plaquetaria y el metabolismo del ácido araquidónico en los fenotipos graves. El análisis de rutas biológicas indicó la alteración de las vías NOD, MAPK, TLR, TNF e IL-17 en el fenotipo grave. Las proteínas P-Selectina e IL-17AF aumentaron en el fenotipo grave. Los resultados mostraron que las plaquetas de pacientes alérgicos graves son una fuente de lípidos proinflamatorios y presentan marcadores de transcripción y proteínas relacionados con una alta activación plaquetaria. Además, las células T de los mismos pacientes fueron fenotipadas mediante transcriptómica. Los pacientes alérgicos graves presentaron una regulación negativa de los genes relacionados con la fosforilación oxidativa, la oxidación de ácidos grasos y la glucólisis junto con una mayor expresión de genes que codifican citoquinas inflamatorias. Además, la regulación negativa de los genes implicados en la vía del TGFβ junto con una tendencia disminuida en el porcentaje de células T reguladoras, sugiere una función reguladora comprometida en pacientes asmáticos alérgicos graves. En conjunto, los resultados obtenidos muestran que los pacientes alérgicos graves presentan alteraciones plaquetarias y de células T, lo que ofrece nuevas vías para la exploración de biomarcadores para identificar a los pacientes alérgicos graves y allana el camino para el desarrollo de tratamientos personalizados para estos pacientes que actualmente carecen de terapias eficaces

Las alergias alimentarias son cada vez más prevalentes y de mayor gravedad, y la alergia a las proteínas de la leche de vaca (APLV) es una de las más importantes en lactantes. Varios estudios han sugerido que desequilibrios en la microbiota intestinal, posiblemente influenciados por la microbiota materna, juegan un papel importante en el desarrollo de APLV. La metabolómica ofrece un enfoque prometedor, ya que examina los cambios metabólicos en patologías como las alergias alimentarias. La metabolómica fecal, en concreto, es ideal para estudiar la microbiota intestinal en la APLV. Con este objetivo, se recogieron muestras fecales de lactantes con APLV, sus madres y sus abuelas, y se compararon con los respectivos grupos control. Se recogieron cuestionarios detallados para recabar información sobre variables como la dieta, el modo de nacimiento, el uso de antibióticos y los antecedentes alérgicos. El análisis metabolómico se llevó a cabo en la cohorte final de 200 muestras mediante cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas con analizador de cuadrupolo-tiempo de vuelo (GC-QTOF-MS) y electroforesis capilar con inyección multisegmento acoplada a TOF-MS (MSI-CE-TOF-MS). Con todos estos datos, la tesis se dividió en dos capítulos: el Capítulo 1 presenta la integración de los datos de metabolómica fecal y metagenómica (incluyendo secuenciación del gen 16S rRNA y shotgun) en una prueba de concepto donde se compararon los tres grupos de edad, mientras que en el Capítulo 2 se presentan las diferencias en el metaboloma fecal de los lactantes debidas a la APLV, la dieta y el modo de nacimiento. En conjunto, esta tesis aporta información valiosa sobre el desarrollo del microbioma y los metabolitos asociados a lo largo de la vida. Se necesitan más estudios para arrojar más luz sobre la interacción entre la microbiota y el desarrollo de la APLV, especialmente estudios con fenotipos más graves y el seguimiento de varios puntos temporales de recogida de muestras.

El asma puede presentar múltiples fenotipos, como el asma alérgico o no alérgico. Su tratamiento es complejo, existiendo pacientes graves que no responden a las medicaciones actualmente disponibles, sufren exacerbaciones frecuentes y presentan comorbilidades como la poliposis nasosinusal. La estratificación de pacientes mediante el uso de biomarcadores permitiría mejorar el tratamiento y descubrir nuevas dianas terapéuticas. Para identificar biomarcadores de estratificación por gravedad, se estudiaron pacientes asmáticos alérgicos estratificados por gravedad utilizando metabolómica y proteómica. Los pacientes con asma grave no controlado presentaron una activación característica de las rutas del ácido araquidónico, la fosfolipasa A2, y la respuesta Th2. Además, para evaluar la contribución del fenotipo alérgico al asma, se realizó un análisis metabolómico de pacientes graves no controlados con y sin alergia. Los pacientes asmáticos alérgicos mostraron una activación de la ruta de la fosfolipasa A2 y una alteración en el perfil de ácidos biliares. Por último, para conocer el papel sistémico y local de la alergia en la poliposis nasal, se estudiaron pacientes con poliposis con y sin alergia utilizando metabolómica de suero y tejido y análisis histológicos. Los pacientes alérgicos presentaron niveles reducidos de lisofosfolípidos, bilirrubina y cortisol; y un mayor número de eosinófilos en sus pólipos.

La alergia es una enfermedad crónica en la que el sistema inmune reacciona de una manera desmesurada contra una sustancia externa del ambiente. A pesar de que recientemente se han hecho muchos descubrimientos en la fisiopatología alérgica, los mecanismos moleculares que la controlan no son del todo conocidos. Previamente descubrimos que pacientes alérgicos graves presentaban manifestaciones clínicas no descritas con anterioridad incluyendo un extenso remodelado en la mucosa oral y cambios metabólicos a nivel sistémico que implicaban a los linfocitos T. Debido a ello, hipotetizamos que los cambios observado en la mucosa y el metabolismo en pacientes alérgicos graves no solo están asociados con la fisiopatología alérgica si no que dictan la respuesta alérgica. Para comprobarlo, primero analizamos si los cambios en la barrera epitelial respiratoria tienen asociados cambios metabólicos a su vez que puedan ser utilizados potencialmente como biomarcadores de su estado. Además, comprobamos si los cambios metabólicos sistémicos observados previamente tienen algún efecto sobre la función de los linfocitos T y el desarrollo de la enfermedad. En esta tesis se concluyó que los cambios metabólicos en mucosa respiratoria y células T puedan están estrechamente relacionados en la patofisiología alérgica.