INTRODUCCIÓN

El factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α) es una hormona polipeptídica producida por monocitos/macrófagos activados. Esta citocina modula una serie de procesos biológicos, como la mediación de la defensa del huésped contra el crecimiento de células neoplásicas (de donde se origina su nombre)1,2 y el incremento en la expresión de los antígenos del complejo mayor de histocompatibilidad de clase I3. También se le ha implicado en el desarrollo de caquexia4 en estados de choque por vasodilatación marcada, sostenida y resistente a vasopresores (debido al aumento en la producción de óxido nítrico, al estimular el incremento en la expresión de la forma inducible de la sintetasa de óxido nítrico)5 y es, además, una molécula efectora en varios procesos inflamatorios.

Es creciente la evidencia que implica al TNF-α con la patogenia de la insuficiencia cardíaca. Sabemos que el corazón sano no produce TNF-α, pero sí el miocardio insuficiente. Experimentalmente, se ha demostrado que los ratones transgénicos que sobrexpresan de manera crónica TNF-α miocárdico desarrollan hipertrofia cardíaca, fibrosis, posteriormente cardiomiopatía dilatada y mueren de forma prematura6.

Demostramos, en un subestudio del estudio SOLVD, que existe una correlación directa entre las concentraciones circulantes de TNF-α y la clase funcional, de acuerdo con la New York Heart Association (NYHA)7, encontrada en los pacientes del estudio.

En el presente artículo analizaremos la evidencia experimental y humana que apoya el papel causal del TNF-α en la patogenia de la insuficiencia cardíaca.

EL CORAZÓN: FUENTE DE TNF-α

Estudios experimentales realizados in vivo han corroborado la producción de TNF-α por parte de miocitos adultos altamente purificados bajo la estimulación por lipopolisacáridos, mientras que los miocitos estimulados con vehículo no presentaron esta producción8. Este hallazgo dio paso a estudios que trataban de explicar el origen de la producción de TNF-α por el miocardio enfermo. Para ello se diseñó un modelo de sobrecarga de presión y/o volumen de corazones en preparado de Langendorff, demostrando la expresión de ARNm para el TNF-α9. Ante este resultado fue posible especular con la producción de TNF-α por el miocardio de pacientes con insuficiencia cardíaca. Demostramos, como se aprecia en la figura 1, que el miocardio humano insuficiente, y no el normal, expresa TNF-α10. El siguiente paso fue demostrar que la presencia de TNF-α miocárdico no correspondía con la transferencia pasiva de dicha citocina circulante, sino que era en sí producida en el mismo ventrículo disfuncionante. Existen comunicaciones que demuestran la discordancia entre los valores circulantes de TNF-α y la expresión del mismo en el miocardio de pacientes con insuficiencia cardíaca en estadio terminal, por lo que argumentamos que la expresión miocárdica de TNF-α está compartamentalizada y no es el resultado de la transferencia pasiva de éste en la circulación11.

Fig. 1. Corazón humano normal (A) y miocardio insuficiente (B) teñidos con un anticuerpo policlonal anti-TNF-α. Como se aprecia, no existe expresión de TNF-α en el miocardio normal, pero ésta es abundante en el miocardio insuficiente.

RECEPTORES MIOCÁRDICOS DE TNF-α

Debido a que los efectos biológicos del TNF-α son mediados gracias a la unión con un receptor, para implicar esta citocina en la patogenia de la insuficiencia cardíaca resultó indispensable evidenciar la presencia de receptores miocárdicos para el TNF-α. Existen 2 receptores miocárdicos de TNF-α: el receptor 1 de TNF-α (R1-TNF-α) y el receptor 2 de TNF-α (R2-TNF-α). A pesar de que ambos se expresan en la misma proporción en el miocardio sano y de que presentan el mismo grado de afinidad para la fijación de TNF-α, demostramos que el efecto inotrópico negativo del TNF-α está regulado por el R1-TNF-α, efecto que se encuentra mediado por la prevención en el incremento en la concentración de calcio intracelular durante la sístole y gracias a su conocida interacción con la vía del óxido nítrico.

RECEPTORES PERIFÉRICOS DE TNF-α

Existen dos proteínas solubles fijadoras de TNF-α: el receptor soluble 1 de TNF-α (sR1-TNF-α) y el receptor soluble 2 de TNF-α (sR2-TNF-α). Ambas son fragmentos de las regiones extracelulares de los receptores para el TNF-α 1 y 2, respectivamente, de la membrana celular12,13 y conservan su capacidad para fijarse al TNF-α. Dicha unión permite anular o contrarrestar los efectos biológicos del TNF-α en los cardiomiocitos, y se ha demostrado que dicha capacidad neutralizadora es superior para el sR1-TNF-α14.

Hemos sugerido la presencia de un eje de TNF-α-receptor de TNF-α que apoya la teoría de la relación entre esta citocina y la insuficiencia cardíaca, debido a la evidencia del incremento en las concentraciones circulantes de sR1-TNF-α y sR2-TNF-α, en pacientes con insuficiencia cardíaca entre moderada y severa15. Al igual que los receptores betaadrenérgicos, la expresión miocárdica de receptores para TNF-α se encuentra reducida de manera importante en pacientes con insuficiencia cardíaca. La conjunción de 3 hechos ­la elevación de las concentraciones circulantes y miocárdicas (aunque no en las mismas proporciones) de TNF-α, el incremento periférico de las proteínas fijadoras para el mismo y la disminución de la expresión de sus receptores miocárdicos­ sugiere el intento del organismo para atenuar los efectos deletéreos del TNF-α, al incrementar el grado de anulación periférica y la reducción del campo de actuación en el órgano blanco (miocardio). Esta conjunción de sucesos fortalece la implicación del TNF-α en la patogenia de la insuficiencia cardíaca.

EVIDENCIA CLÍNICA

La hipótesis de que el TNF-α desempeña un papel en la patogenia de la insuficiencia cardíaca ya ha sido clínicamente probada. Como hemos mencionado con anterioridad, nuestro grupo demostró una relación directamente proporcional entre la clase funcional (I-III de la NYHA) en la que se encuentre el paciente y las concentraciones circulantes del TNF-α. Recientemente, se ha comunicado un análisis de citocinas realizado a 1.200 pacientes aleatorizados en el estudio VEST, del cual se desglosan algunos puntos importantes: el primero es que la concentración de TNF-α circulante es similar en pacientes en clase funcional III y IV, pero los valores de sR1- TNF-α y de sR2- TNF-α sí presentan correlación directa con la clase funcional III y IV, y la última y más importante es que tanto el TNF-α, como el sR1- TNF-α y el sR2- TNF-α fueron significativos como predictores independientes de mortalidad16.

Para demostrar la relación existente entre TNF-α y la hipertrofia ventricular analizamos biopsias endomiocárdicas del septo interventricular en pacientes con diagnóstico de cardiomiopatía hipertrófica obstructiva familiar y encontramos una sobrexpresión miocárdica de TNF-α; asimismo, como se aprecia en la figura 2, demostramos la reducción significativa (p < 0,005) del 36% (comparado con la determinación basal) en la expresión miocárdica del mismo a las 6 semanas de la realización de ablación septal con etanol a estos pacientes17. Estos cambios se acompañaron de disminución en la hipertrofia ventricular izquierda y aumento en los volúmenes ventriculares izquierdos medidos por ecocardiografía. Esta evidencia permite sugerir que el TNF-α puede desempeñar un papel en la patogenia de la hipertrofia ventricular secundaria a estados de sobrecarga de presión.

Fig. 2. Expresión de factor de necrosis tumoral alfa en miocardio sano y en miocardio de pacientes con cardiomiopatía hipertrófica obstructiva (CMHO). A: valores en píxels (unidad arbitraria) en tejido miocárdico de controles normales (10) y de pacientes con CMHO teñidos con anticuerpos específicos antifactor de necrosis tumoral alfa. Como se demuestra, el miocardio normal no expresa factor de necrosis tumoral alfa mientras que todas las muestras de CMHO contienen valores elevados de factor de necrosis tumoral alfa. B: muestras miocárdicas de pacientes con CMHO basales y 6 semanas después de la terapia de reducción no quirúrgica del septo interventricular. Las muestras fueron teñidas para factor de necrosis tumoral alfa. Los datos de 2 experimentos por separado demuestran una reducción del 35 y 36%, respectivamente, en la expresión miocárdica de factor de necrosis tumoral alfa.

La sobrexpresión de TNF-α miocárdico no sólo se observa en estados que cursan con sobrecarga de presión, sino también en pacientes con estados de sobrecarga volumétrica con corazones dilatados a pesar del tratamiento médico óptimo. Precisamente, nuestro grupo ha comunicado el hallazgo de concentraciones elevadas de TNF-α miocárdico en pacientes con diagnóstico de cardiomiopatía terminal de etiología no isquémica que, por su estado de gravedad, fueron sometidos a asistencia ventricular izquierda tipo Novacor o Heart Mate. Nuestro análisis de TNF-α consistió en la determinación cuantitativa de éste en el miocardio, en el tejido del ápex del ventrículo izquierdo tomado en el momento de la colocación de la cánula ventricular. Dicho análisis basal fue comparado con la determinación de TNF-α en tejido miocárdico del ventrículo izquierdo tomado en el momento del trasplante cardíaco (TC) o en el remanente de tejido que quedó adherido a la cánula apical cuando ésta fue retirada de pacientes que pudieron ser destetados con éxito de la asistencia ventricular izquierda y continuar con una buena clase funcional, sin necesidad de la asistencia ventricular ni el TC. Comunicamos, por primera vez en la bibliografía médica, la disminución significativa (con respecto a la determinación basal, en el momento de la colocación de la asistencia ventricular) de la expresión miocárdica de TNF-α consecutivo (sin relación con el tiempo de asistencia) de la asistencia ventricular izquierda, que funciona haciendo desaparecer la sobrecarga volumétrica impuesta al ventrículo asistido y permitiendo que dicho ventrículo pase a una etapa de «reposo obligado». Un hallazgo adicional fue que aquellos pacientes que fueron destetados de la asistencia ventricular y no requirieron de TC (tras haber mejorado su función ventricular tras un período variable de asistencia) demostraron las reducciones más importantes en la expresión miocárdica de TNF-α18. Estos hallazgos nos llevan a 3 consideraciones importantes:

1. Si el ventrículo disfuncionante puede recuperarse tras un período variable de asistencia, los sistemas de asistencia ventricular podrían ser utilizados de una manera más libre como puente a la recuperación y ya no sólo como puente al TC.

2. Si la disminución en la expresión miocárdica de TNF-α se asocia a la recuperación de la función ventricular, se genera un campo para explorar el uso de agentes que bloqueen los efectos biológicos del TNF-α para mejorar las condiciones de pacientes con insuficiencia cardíaca.

3. La realización de biopsias endomiocárdicas del ventrículo derecho para la determinación seriada de TNF-α miocárdico a pacientes sometidos a asistencia ventricular podría generar información útil para predecir aquellos que pueden ser contemplados para destete de la asistencia ventricular en vez de efectuárseles un TC.

ANTAGONISMO DEL TNF-α EN PACIENTES CON INSUFICIENCIA CARDÍACA

Hasta el momento sólo 2 fármacos que bloquean los efectos biológicos del TNF-α han sido utilizados en pacientes con insuficiencia cardíaca, la pentoxifilina y el etanercept.

La pentoxifilina (supresor de la producción de TNF-α) fue utilizada en un reducido grupo de pacientes con insuficiencia cardíaca y demostró, en un estudio doble ciego, una disminución en la expresión de TNF-α y un incremento en la fracción de eyección del ventrículo izquierdo, comparado con el placebo19. Desafortunadamente, por el reducido número de pacientes (n = 28) y la inespecificidad del fármaco, es difícil sustentar que la mejoría se deba en realidad al efecto de la pentoxifilina sobre el TNF-α.

El etanercept recombinante humano es un antagonista específico de los efectos biológicos del TNF-α y un dímero compuesto por dos moléculas de la porción extracelular del R2-TNF-α, fusionados a la porción Fc de una IgG1 humana. Este fármaco se fija al TNF-α biológicamente activo y previene su interacción con los receptores de TNF-α fijos a la membrana. Su papel en la insuficiencia cardíaca ha sido analizado en 2 estudios controlados con placebo. En el primero de ellos, un estudio de seguridad en pacientes en clase funcional III y IV con concentraciones circulantes de TNF-α > 3 pg/ml, no se presentaron efectos colaterales cardíacos, algunos pacientes obtuvieron una mejoría sintomática y en la caminata de 6 min se asociaron a una reducción del 85% de las concentraciones biológicamente activas de TNF-α20. El segundo fue un estudio doble ciego, controlado con placebo, donde se valoraron 2 dosis de etanercept (5 y 12 mg/m2) con un corto seguimiento de 3 meses21. El estudio demostró una tendencia a la mejoría de la clase funcional y calidad de vida; los resultados más consistentes se dieron en el grupo de 12 mg/m2. Ambas investigaciones han servido como sustento para la puesta en marcha de 3 estudios: RENAISSANCE, RECOVER y RENEWAL, todos ellos multicéntricos y que valoran el papel de etanercept en la insuficiencia cardíaca en un mayor número de pacientes y con un seguimiento más prolongado.

TNF-α MIOCÁRDICO Y TRASPLANTE CARDÍACO

Al igual que otros grupos, demostramos un incremento en la expresión de TNF-α miocárdico en el injerto cardíaco22,23, que es persistente y no presenta correlación con el grado histológico de rechazo celular ni con alteraciones en la función sistólica del injerto. Sabemos que, a nivel experimental, la sobrexpresión crónica de TNF-α miocárdico desencadena hipertrofia ventricular como primer acontecimiento, así como fibrosis, crecimiento cardíaco y, posteriormente, la muerte. Con estos antecedentes postulamos que la sobrexpresión miocárdica de esta citocina en injertos cardíacos de pacientes sometidos a TC se asocia al desarrollo temprano de hipertrofia ventricular en el injerto. Para confirmar esta hipótesis diseñamos el análisis de biopsias endomiocárdicas seriadas de 9 pacientes en su primer año posterior a un TC y comparamos la masa ventricular izquierda por ecocardiograma en pacientes que desarrollaron hipertensión arterial después de un trasplante pulmonar y un TC. El estudio proporcionó resultados interesantes: primero, el incremento en la masa ventricular izquierda fue significativamente superior en los pacientes del grupo de TC, a pesar de que ambos grupos presentaban cifras tensionales similares; segundo, encontramos un incremento significativo en el contenido total de colágena, colágena tipo I y colágena tipo III en el miocardio; tercero, detectamos un incremento significativo (del 47%) en el tamaño de los miocitos, y, por último, demostramos una sobreexpresión miocárdica de TNF-α desde etapas tempranas del TC y dicha expresión, aunque discretamente menor a partir del segundo mes, fue siempre alta24. Al igual que en estudios previos, no encontramos relación alguna entre la sobreexpresión de TNF-α y el grado de rechazo celular ni con la aparición de disfunción ventricular sistólica. Las conclusiones más importantes que obtenemos de este estudio son las siguientes:

1. La hipertrofia ventricular que ocurre en pacientes sometidos a TC es independiente del grado de hipertensión arterial. Dicha hipertrofia ventricular aparece de manera paralela a la sobreexpresión de TNF-α miocárdico, citocina que por sí misma es capaz de inducir hipertrofia. La aparición tan temprana de hipertrofia ventricular izquierda y la ausencia de la misma en pacientes sometidos a trasplante pulmonar parece orientar a un origen inmunológico como explicación de este acontecimiento. La asociación entre hipertrofia cardíaca y respuestas mediadas por calcineurina podría ser descartada en estos pacientes, ya que todos ellos recibieron ciclosporina A o tacrolimus, ambos conocidos inhibidores de la calcineurina.

2. A pesar de que nuestros resultados demuestran una sobrexpresión miocárdica de TNF-α y una función ventricular preservada, esta información contrasta con lo que hemos descrito con anterioridad con respecto al efecto inotrópico negativo en el pacientes con insuficiencia cardíaca no trasplantados; hay que recordar que experimentalmente ya se ha probado que ratones transgénicos que sobreexpresan TNF-α miocárdico presentan hipertrofia ventricular importante con función sistólica preservada como primer acontecimiento antes de desarrollar el fenotipo dilatado.

Con lo anteriormente expuesto podemos especular que el miocardio trasplantado no es «normal» y que la sobreexpresión de TNF-α podría ser el origen de la hipertrofia ventricular temprana encontrada con tanta frecuencia en estos pacientes.

Correspondencia: Dr. G. Torre Amione.

6550 Fannin, MS: SM 1901 Houston TX 77030. EE.UU.

Correo electrónico: gtorre@bcm.tmc-edu