Contra los ataques de asma: genética, epigenética y microbioma al servicio de los pacientes

El asma es uno de los trastornos crónicos más comunes y constituye un desafío para los sistemas de salud a nivel mundial. Se trata de una enfermedad que se manifiesta con dificultad respiratoria, dolor en el pecho, tos o sonidos a modo de silbidos durante la respiración, lo que se conoce como sibilancias.

Existen distintos tratamientos farmacológicos para tratar el asma, dirigidos a prevenir o tratar los ataques asmáticos, situaciones en las que los síntomas se agudizan. En estos casos en los que está en riesgo la vida de los pacientes, se requieren intervenciones médicas no programadas consistentes en la toma de medicación de rescate, consultas en urgencias e ingresos hospitalarios. Los ataques de asma suponen una clara disminución de la calidad de vida de los individuos que las sufren y de sus familiares; provocan absentismo escolar y laboral y reducen la productividad laboral, con los consiguientes costes socioeconómicos. 

Se ha observado que individuos de poblaciones diferentes muestran tendencias distintas a sufrir ataques de asma y que, incluso dentro de un mismo grupo poblacional, algunos individuos son más propensos que otros a sufrirlos a pesar de estar tratados farmacológicamente. Es por esto por lo que se ha sugerido la existencia de un componente genético que predispone a ciertos individuos asmáticos a no responder adecuadamente a los tratamientos disponibles y a sufrir ataques. Este componente genético estaría afectado a su vez por la exposición ambiental a las que puedan estar expuestos los individuos tales como el contacto con microbios, las infecciones víricas, la contaminación ambiental o el humo del tabaco. Sin embargo, hasta el momento no se conoce ningún biomarcador que permita predecir qué pacientes asmáticos van a desarrollar estas crisis asmáticas; lo que permitiría prevenirlas eficazmente.

«Al comparar la secuencia del ADN de dos individuos de la especie humana, se ha observado que el 99,9% de las letras de ese mensaje son compartidas entre individuos distintos»

La información genética que es transmitida de un individuo a sus descendientes está contenida en la molécula de ácido desoxirribonucleico (ADN). Esta contiene todas las instrucciones necesarias para construir y configurar cada una de las partes de nuestro cuerpo de manera que sean funcionales. Al comparar la secuencia del ADN de dos individuos de la especie humana, se ha observado que el 99,9% de las letras de ese mensaje son compartidas entre individuos distintos. Es en el 0,1% restante donde reside la diferencia genética entre ellos; diferencia o variación que es responsable de las características que distinguen a las personas. Entre estas están los rasgos físicos, pero también su predisposición a padecer una enfermedad o a responder o no a un tratamiento. 

En el caso de las exacerbaciones asmáticas, los estudios realizados hasta el momento indican que las variantes genéticas implicadas en el riesgo a sufrir ataques de asma están involucradas principalmente en el funcionamiento del sistema inmune, en la respuesta a las infecciones virales, en la migración celular y en la integridad del epitelio de las vías respiratorias.

Además de la variación genética, la epigenética del individuo podría influir en las exacerbaciones asmáticas. La epigenética se refiere a todos los factores que, sin alterar la secuencia del ADN, modifican el uso de la información contenida en el ADN. Uno de los mecanismos epigenéticos más conocidos es la metilación del ADN, es decir, la incorporación de un grupo químico (-CH3) en algún punto de su estructura. La metilación actúa como un interruptor, permitiendo que se expresen o no determinados genes. El grado de metilación del ADN viene determinado por la genética de cada persona y por las exposiciones ambientales a las que ha estado sometida durante su vida, desde el momento de su gestación. De esta manera, la epigenética podría mediar el efecto que tienen los factores ambientales en la susceptibilidad a presentar ataques de asma. Los estudios que estamos realizando en el grupo de investigación Genómica y Salud, del Departamento de Bioquímica, Microbiología, Biología Celular y Genética, Universidad de La Laguna, están centrados en descubrir regiones del genoma donde la metilación del ADN esté implicada en las exacerbaciones del asma.

Otro de los factores que influyen en el riesgo de sufrir ataques asmáticos son las bacterias y otros microorganismos que habitan nuestro cuerpo; lo que se conoce como la microbiota humana. En nuestro organismo habitan más células bacterianas que humanas; tanta es su importancia cuantitativa y cualitativa, que se refieren a ellas como si fuesen un órgano adicional de nuestro cuerpo. Estas bacterias están presentes en nuestros pulmones, algo que hasta hace tan solo unas décadas se consideraba que no era así. Ha sido a partir de la secuenciación masiva de ADN que hemos podido caracterizar la microbiota humana a partir de su material genético, lo que se conoce como microbioma. El papel del microbioma en las exacerbaciones del asma apenas ha sido estudiado. En los estudios realizados se ha observado una mayor presencia de bacterias patógenas en muestras de las vías respiratorias de pacientes asmáticos con mayor riesgo a sufrir exacerbaciones. Por el contrario, los individuos con un menor riesgo de presentar exacerbaciones, muestran una microbiota más diversa, en la que predominan bacterias propias de las vías respiratorias (comensales). Estos mismos resultados los estamos encontrando en muestras de la saliva, de las fosas nasales y de la faringe en individuos asmáticos de la población española. 

¿Qué aplicaciones podría tener la identificación de los factores genéticos, epigenéticos o de los cambios en el microbioma en relación con los ataques de asma? En primer lugar, la identificación de los factores de riesgo permitiría diseñar estrategias para prevenir los ataques en pacientes con mayor número de factores de riesgo y realizar un seguimiento más continuado de la evolución de la enfermedad. En segundo lugar, la identificación de los procesos biológicos que están alterados en los individuos más propensos a sufrir las exacerbaciones podría facilitar la identificación de nuevas dianas terapéuticas sobre las que diseñar fármacos. En este sentido, se ha demostrado que aquellos fármacos que han sido diseñados en base a información genética tienen más probabilidad de que sean aprobados tras la realización de ensayos clínicos. En tercer lugar, en el caso del microbioma, dado que su composición es modulable, se podrían diseñar intervenciones alternativas para prevenir las exacerbaciones mediante cambios en la dieta, el uso de probióticos y/o antibióticos. 

En definitiva, el conocimiento generado por estas áreas de investigación basadas en herramientas genómicas muestra un enorme potencial para poder avanzar hacia una medicina personalizada en el asma

AUTORES María Pino-Yanes y Javier Pérez-García

ILUSTRACIÓN CARLA GARRIDO