Vasculopatía digital en pacientes con esclerosis sistémica

La vasculopatía digital en pacientes con EcS causa impacto negativo en la calidad de vida y se manifiesta por dolor y limitación de la función². El FR, que es la forma de presentación más común de la vasculopatía digital, se caracteriza por disfunción y vasoconstricción de la vasculatura distal y se manifiesta con cambios de coloración en la piel como palidez o cianosis, que suele ser transitoria y precedida por frío u otros estímulos simpaticomiméticos. El FR se ha clasificado en primario y secundario; el último es causado por enfermedades como vasculopatías generalizadas, enfermedades autoinmunes y reacciones adversas a fármacos, y los pacientes suelen presentar (en los estudios complementarios) hallazgos compatibles con la enfermedad subyacente⁷. Las úlceras digitales son una forma de presentación grave de la vasculopatía digital, pueden ser únicas o múltiples, y afectan especialmente a las yemas y regiones extensores de los dedos⁸. Se han reportado complicaciones como infecciones, osteomielitis, gangrena y amputación en pacientes con úlceras digitales.

Se ha encontrado FR en cerca del 95% de pacientes con EcS y úlceras digitales hasta en el 50% de ellos⁹. El Grupo Europeo para la Investigación y Ensayos de Escleroderma (EUSTAR por sus siglas en inglés) en 2015 hizo un seguimiento de 695 pacientes con EcS durante 10 años y encontró que la media de presentación de la úlcera digital era de 0.7 años desde el momento del diagnóstico y el riesgo de presentarla en el primer año era del 33.7%¹⁰. En 2020, la misma cohorte identificó cuáles eran los factores relacionados con el desarrollo de gangrena en pacientes con úlceras digitales, y los principales fueron: periodo corto desde el primer evento de FR hasta el establecimiento de la enfermedad, presencia de EcSD y úlceras digitales al momento del diagnóstico¹¹.

Fisiopatología de la vasculopatía digital en pacientes con esclerosis sistémica

La fisiopatología de la vasculopatía digital en EcS es compleja e involucra los factores que a continuación se mencionan y que se representan en la figura 1.

Figura 1 Mecanismos fisiopatológicos implicados en la vasculopatía digital en pacientes con esclerosis sistémica. Activación no controlada del sistema inmunitario que no permite controlar los cambios profibróticos, predominio de fenómenos de vasoconstricción sobre los de vasodilatación, modificación de la citoarquitectura vascular, angiogénesis ineficaz, disminución de la cantidad de progenitores de células endoteliales, liberación de moléculas inhibitorias de la relación neurovascular, aumento de moléculas de adhesión que promueven la fibrosis y la aparición de úlceras digitales y estimulación de un proceso complejo de transición endotelio mesenquimal. Estos mecanismos pueden amplificar el daño establecido por el creciente estrés oxidativo y los autoanticuerpos. IL-33: interleucina 33; ST2: supresor de la tumorogénesis 2; IL-17: interleucina 17; CXCL4: quimiocina (motivo C-X-C) ligando 4; CX3CL1: quimiocina (motivo C-X3-C) ligando 1; CXCL5: quimiocina (motivo C-X-C) ligando 5; α-Klotho: proteína alfa Klotho; VEFG: factor de crecimiento endotelial vascular; TGF-β: factor de crecimiento transformante beta; CTGF: factor de crecimiento de tejido conectivo; IL-1β: interleucina 1 beta; IL-6: interleucina 6; TNF-α: factor de necrosis tumoral alfa; INF-γ: interferón gamma; LTB4: leucotrieno B4. 

Daño endotelial

El endotelio es un tejido metabólicamente activo, regula el flujo sanguíneo, participa en la asimilación de nutrientes, la coagulación y la migración de leucocitos. El daño inicial al endotelio es crucial para el desarrollo de vasculopatías. En la EcS se desconoce el mecanismo exacto por el que ocurre pero se han propuesto algunos como la senescencia celular, el estrés oxidativo, los autoanticuerpos, las alteraciones en la estructura celular y cambios epigenéticos. De forma temprana en respuesta al daño, las células endoteliales (CE) responden con la expresión de moléculas de adhesión que ocasionan agregación plaquetaria y adhesión de neutrófilos, lo que contribuye al desarrollo de la inflamación, edema y daño tisular. Sin embargo, se han observado estos cambios también en etapas avanzadas de la enfermedad, lo que sugiere que existen otros mecanismos implicados⁶,¹².

La senescencia celular se ha propuesto como un mecanismo de daño endotelial en la EcS. Los autoanticuerpos característicos de la enfermedad, como anticentrómero y anti-topoisomerasa 1, pueden inducir senescencia en condiciones in vitro y clínicamente se relacionan con el desarrollo de FR¹³. Otros autoanticuerpos descritos en pacientes con FR son los dirigidos contra las CE y pueden desencadenar destrucción celular, liberación de citocinas inflamatorias y quimiocinas, exacerbando la respuesta inmunitaria¹⁴.

El estrés oxidativo también puede contribuir al daño endotelial observado en la vasculopatía por EcS. Un estudio observó que los fibroblastos de la piel de pacientes con EcS tenían menor expresión de hemooxigenasa 1 (HO-1), una enzima antioxidante que además regula el tono vascular, la angiogénesis, la proliferación celular y la apoptosis. Curiosamente, el factor de crecimiento transformante beta (TGF-β), crucial en la fisiopatología de la EcS, puede inhibir la expresión de la HO-1¹⁵.

Algunos agentes infecciosos, particularmente virus, se han sugerido como posible causa del daño endotelial en pacientes con EcS. Por ejemplo, se ha observado un mayor número de anticuerpos anticitomegalovirus en pacientes con EcS en comparación con individuos sanos y se plantea que estos anticuerpos podrían contribuir al daño celular. Otro agente es el virus del herpes humano tipo 6 (VHH-6), cuyo ADN se ha encontrado en concentraciones elevadas en pacientes con EcS, no así en controles sanos. También se mencionan como posibles candidatos virales al parvovirus y el virus de Epstein-Barr¹⁶.

Recientemente, la molécula alfa-Klotho, una proteína antienvejecimiento, ha despertado interés, ya que su disminución se asocia con disfunción endotelial, microangiopatía, calcinosis y fibrosis en pacientes con EcS. Esta proteína además tiene funciones antiinflamatorias y antagónica para las vías de señalización Wingless e Int-1 (WNT) y TGF-β¹⁷. Otro mecanismo recién descubierto de daño endotelial, es el aumento en la expresión de la molécula citotóxica granzima A en el suero de pacientes con EcS, cuando se compara con controles sanos¹⁸.

Respecto a la motilidad celular, se ha observado una interacción inadecuada del receptor del activador del plasminógeno tipo urocinasa con su ligando (uPA/uPAR) en pacientes con EcS, dificultando las interacciones con integrinas y culminando en disfunción endotelial¹⁸.

Las alteraciones, las funciones y el fenotipo de las CE en pacientes con EcS, persisten cuando se mantienen en cultivo, sugiriendo que los cambios son a nivel genético o epigenético. La expresión disminuida del factor de transcripción FLI1, tanto a nivel genético como epigenético, se ha asociado con el desarrollo de úlceras digitales y con una disminución en la expresión del gen CCN1. La disminución de FLI1 también suprime la expresión de CD31, cadherina VE, esfingosina fosfato 1 y el factor de crecimiento derivado de plaquetas β, mientras que estimula la expresión de la metaloproteinasa de matriz 9 (MMP-9) y CCR6, alterando la función endotelial y la angiogénesis. La quimiocina CXCL4, elevada en pacientes con EcS, regula la expresión de factor FLI1¹⁶. La histona desacetilasa 5 se ha encontrado también elevada en las CE de pacientes con EcS y causa supresión epigenética de genes proangiogénicos como CCN1/CYR61, FSLT1 y PVRL2¹⁸. Algunos otros cambios epigenéticos como la elevación del microARN miR-155 se han asociado con alteraciones tempranas en la capilaroscopia¹⁸.

La presencia de purinas como la adenosina o el trifosfato de adenosina (ATP) en el espacio extracelular, puede desencadenar o agravar procesos fisiopatológicos en la EcS. Esto incluye la exacerbación de la vasculopatía, la disfunción plaquetaria, la activación del sistema inmunitario y la activación de fibroblastos. Los receptores P2, como P2Y2 y P2Y6, normalmente inducen la relajación de los vasos sanguíneos en condiciones homeostásicas.

Sin embargo, durante la inflamación, estos receptores junto con P2Y12 y P2Y13 pueden promover la quimiotaxis de neutrófilos, la activación plaquetaria y la formación de microtrombos. La disfunción vascular durante estos procesos conduce a la hipoxia tisular, lo que aumenta la liberación de ATP al espacio extracelular y de especies reactivas de oxígeno (ROS por sus siglas en inglés) y empeorar la vasculopatía¹⁹.

En un estudio en 2023, que exploró las vías implicadas en el daño endotelial, se investigaron las asociaciones entre niveles de aminoácidos, marcadores del metabolismo endotelial y de daño endotelial en pacientes con EcSL. Se observó que los niveles de glicina, histidina y serina se relacionaban con marcadores de rigidez arterial y reactivada vascular disminuidos, lo que indica que podrían tener un papel protector, ya que estos resultados son indicadores de un adecuado funcionamiento del endotelio. Por otro lado, los niveles de leucina fueron de 102.2 mmo/l como media, y mostraron correlación con marcadores de daño endotelial y alteraciones en la capilaroscopia²⁰. La elevación de los niveles del factor de von Willebrand se considera como un marcador de daño endotelial, y en pacientes con EcS se ha reportado un aumento en estos niveles, mientras que los niveles de ADAMST-13 están disminuidos²¹.

Disfunción del calibre vascular. Predominio de la vasoconstricción

El endotelio regula el calibre de los vasos sanguíneos mediante la producción de diversos factores. La endotelina 1, el factor activador de plaquetas y moléculas de adhesión como selectinas e integrinas inducen vasoconstricción, mientras que el óxido nítrico (NO por sus siglas en inglés) y las prostaciclinas son moléculas vasodilatadoras. En pacientes con EcS se observa un desequilibrio en la producción de estos factores con predominio de la vasoconstricción en tejidos como la piel y los pulmones, este fenómeno se atribuye a una mayor producción de endotelina 1 y a la activación plaquetaria⁶. En condiciones patológicas, la endotelina 1 es también producida por diversas células como fibroblastos, células del sistema inmunitario, células de músculo liso y CE²². Esta molécula está implicada en la inflamación, la fibrosis vascular y la proliferación de células musculares lisas¹². Por ejemplo, tiene la capacidad de inducir activación de miofibroblastos que a su vez producen y sintetizan TGF-β, molécula que ocasiona la activación de células residentes de tejido y otras células del sistema inmunitario que terminan alimentando la fibrosis⁶.

Angiogénesis ineficaz: desequilibrio en las moléculas vasoactivas

El daño endotelial y la vasoconstricción pueden resultar en isquemia e hipoxia de los tejidos, estimulando así la angiogénesis. Este proceso implica la generación de capilares a partir de los vasos sanguíneos existentes, pero en pacientes con EcS este proceso no se logra llevar a cabo de manera adecuada¹². Varios factores, como el desequilibrio en la producción de moléculas vasoactivas, contribuyen a dificultar la angiogénesis en estos pacientes.

El factor de crecimiento endotelial vascular tipo A (VEFG-A) es una molécula clave en la regulación de la angiogénesis. Aunque normalmente tiene efectos proangiogénicos, en pacientes con EcS se ve comprometido este proceso; una posible explicación a este efecto es que la elevación sea de la isoforma antiangiogénica VEFG(165)-b o que se debe a una señalización inadecuada a través de receptores como el VEFGR2¹²,¹⁶. Otra teoría sugiere que el incremento de las moléculas que antagonizan los efectos del VEFG, por ejemplo el 8-isoprostano, ocasiona una hiperactivación del receptor del tromboxano A2 e impide una adecuada angiogénesis y se ha relacionado clínicamente con una capilaroscopia anormal, lo que sugiere que puede contribuir en el establecimiento de daño vascular en distintos órganos⁶. El papel exacto del VEFG en la fisiopatología de la vasculopatía digital es desconocido. Se ha reportado que se encuentra elevado en etapas tempranas y disminuye en pacientes con úlceras digitales, por lo que se le ha atribuido un probable papel protector en etapas avanzadas de la enfermedad²¹. Recientemente se ha descubierto que las plaquetas y las células mononucleares de sangre periférica de pacientes con EcS producen mayores cantidades de VEFG en comparación con individuos sanos²².

Las angiopoyetinas son moléculas que interactúan estrechamente con el VEFG. La angiopoyetina 1 (Ang1), producida por los pericitos, tiene efectos protectores para el endotelio, mientras que la angiopoyetina 2 (Ang2), producida por las CE, participa en procesos como el remodelamiento vascular²³. Cuando predomina la Ang2 sobre la Ang1 se observa una pérdida de CE con alteración subsiguiente de la arquitectura microvascular, vasodilatación y fuga capilar. En un estudio que comparó los niveles de Ang1 y Ang2 en pacientes con EcS, se encontró que estos tenían niveles significativamente más altos de Ang2 y niveles más bajos de Ang1, en comparación con controles sanos. Además, al correlacionar estos niveles con los patrones de la videocapilaroscopia, se observó que los niveles más altos de Ang2 estaban presentes en pacientes con un patrón «tardío» y en aquellos que mostraban pérdida de la arquitectura capilar²².

La endostatina tiene un efecto antiangiogénico al bloquear los efectos del VEFG²². Se ha observado que los niveles de esta molécula están elevados en pacientes con EcS en comparación con controles sanos²¹. Respecto a la correlación de esta con las manifestaciones clínicas de vasculopatía, los resultados son contradictorios. Algunos estudios han relacionado sus niveles con la presencia de cambios isquémicos y con zonas avasculares en la capilaroscopia, mientras que otros no han encontrado tales asociaciones.

La endostatina también se ha vinculado con hallazgos en el ultrasonido Doppler y en estudios de perfusión tisular, sugiriendo que podría convertirse en un marcador sérico que indique progresión del daño capilar en pacientes con EcS²².

Otra molécula antiangiogénica es la angiostatina, que antagoniza a factores de crecimiento y al VEFG. Se ha documentado que los niveles de angiostatina son más altos en pacientes con EcS en comparación con individuos sanos. Además, se ha vinculado con patrones «activo» y «tardío» en la capilaroscopia, sugiriendo que es una molécula que se asocia con etapas avanzadas de la enfermedad²².

La endoglina (CD105) tiene funciones proangiogénicas, al actuar como receptor para la superfamilia del TGF-β y funciones antiangiogénicas cuando se encuentra en su forma soluble²². En un estudio se observó que los pacientes con EcS tenían niveles elevados de la forma soluble de esta endoglina, y este hallazgo se asoció con la presencia de úlceras cutáneas. Los niveles de esta molécula fueron más altos en pacientes con EcSL, en comparación con aquellos que padecían EcSD²¹.

El metabolismo glucolítico de los fibroblastos de la piel en pacientes con EcS induce una acidificación del medio, lo que obstaculiza la neoformación capilar y la viabilidad celular.

Este fenómeno se ha asociado con la sobreexpresión de la MMP-12 en pacientes con EcS¹⁶.

El papel de las MMP y sus inhibidores en la fisiopatología de la EcS no está completamente claro. La MMP-9 se ha vinculado con manifestaciones que afectan a la microcirculación, como en la HAP. La MMP-12 se relaciona con manifestaciones de vasculopatía digital, como la gravedad de los hallazgos en la capilaroscopia y las úlceras digitales²². En cuanto a los inhibidores tisulares de las metaloproteinasas (TIMP por sus siglas en inglés), su papel exacto también es desconocido, pero en el caso del TIMP-4, por ejemplo, se han encontrado niveles más elevados en pacientes con EcS que en individuos sanos y además su elevación se relaciona con alteraciones en la vasculatura cardiopulmonar como la elevación de la presión sistólica de la arteria pulmonar²².

Activación no controlada del sistema inmunitario

La respuesta inmunológica desempeña un papel clave en la instauración y mantenimiento de la vasculopatía en pacientes con EcS. Por ejemplo, en fases iniciales de la enfermedad se observa una expansión significativa de las células T citotóxicas, las cuales se localizan cerca del endotelio. Este fenómeno sugiere que, cuando se produce una pérdida de la tolerancia a los antígenos propios, como ocurre en la EcS y otras enfermedades autoinmunes, estas células tienen la capacidad de reconocer antígenos endoteliales. Este reconocimiento puede desencadenar diversos eventos, incluida la inducción de apoptosis, la formación de autoanticuerpos, la generación de ROS y la activación de otras células del sistema inmunitario¹⁶. Estos eventos inhiben la liberación de sustancias como el NO, la prostaciclina, el activador tisular del plasminógeno, la proteína S y el heparán sulfato¹⁶, empeorando así la vasoconstricción.

La activación del sistema inmunitario conlleva a un incremento en la producción de diversas citocinas. El TGF-β, que desempeña múltiples funciones regulando la respuesta inmunitaria, se ha vinculado con el desarrollo de fibrosis cutánea y visceral en la EcS. A nivel vascular puede tener un papel también en el que desarrollo de la vasculopatía, ya que un estudio en que utilizaron un modelo murino que sobreexpresaba TGF-β1 en las CE, se encontró una relación entre esta molécula y la aparición de fibrosis a nivel perivascular y subendotelial en ratones²⁴. Respecto a otras citocinas, la interleucina 33 (IL-33) puede interactuar con su receptor soluble, el supresor de la tumorogénesis 2 y participar en procesos como proliferación, migración, diferenciación celular, aumento de la permeabilidad vascular y angiogénesis¹⁶. Ambas moléculas se encuentran elevadas en pacientes con EcS y se asocian con manifestaciones vasculares, como úlceras digitales y patrón «tardío» en la capilaroscopia²². La IL-17 tiene la capacidad de inducir la expresión de moléculas de adhesión y quimiocinas en CE. Las cifras de IL-17A, IL-17B, IL-17E e IL-17F están elevadas en pacientes con EcS, en comparación con sujetos sanos. La IL-17F se ha relacionado con la presencia de úlceras digitales²². Las quimiocinas, las cuales son secretadas principalmente por células del sistema inmunitario, median interacciones celulares y actúan como estímulos quimioatrayentes para los leucocitos. La quimiocina CXCL4, por ejemplo, tiene la capacidad de inhibir la proliferación, la migración y la formación de túbulos en CE de cordón umbilical humano en condiciones in vitro, y se ha encontrado elevada en pacientes con EcS¹⁶. Esta quimiocina se asoció de forma positiva con mayor riesgo de desarrollar úlceras digitales en los primeros seis meses y con un patrón «temprano» en la capilaroscopia²². La disminución de la expresión de CXCL5 se ha propuesto como marcador de riesgo para el desarrollo de úlceras digitales e indicador de EcS avanzada, ya que se ha encontrado disminuida en pacientes con EcS, especialmente en aquellos con enfermedad avanzada con úlceras digitales²². La forma soluble de la fractalina (CX3CL1) se ha encontrado elevada en pacientes con EcS que desarrollan úlceras digitales, cifras que disminuyen luego del tratamiento, por lo que podría evaluarse su uso con fines de evaluación de la respuesta al tratamiento²².

Alteración de la arquitectura vascular. Transición endotelio-mesenquimal. Cambios fenotípicos y funcionales

Ha llamado la atención el proceso de transición endotelio-mesenquimal (EMT), que puede explicar parcialmente la alteración observada en la microestructura vascular. En esta transición, las CE expresan marcadores propios de células mesenquimales, como fibras musculares de alfa actina o colágeno tipo 1, adquiriendo funcionalmente característica de miofibroblastos. Este proceso afecta a la arquitectura vascular y puede contribuir a la pérdida de capilares⁶. La EMT puede extenderse a otras células del vaso sanguíneo como pericitos o células musculares, lo que modifica su fenotipo y funciones, contribuyendo a la disfunción vascular y el desarrollo de fibrosis²⁵. Resulta interesante que el TGF-β1 podría promover la EMT, ya que en un experimento con ratones que sobreexpresaban esta citocina, en las CE se observaron cambios microscópicos compatibles con este fenómeno y las células tenían una mayor expresión de factores de transcripción relacionados con la EMT como: Snail1, Snail2, Twist y Mrft en la piel y pulmones de los ratones²⁴. El factor de crecimiento de tejido conectivo (CTGF por sus siglas en inglés) se ha descrito como una molécula que también participa en la migración de fibroblastos y la activación endotelial en pacientes con EcS y puede favorecer la EMT²¹. Otras moléculas que parecen favorecer la transición son: la IL-1β, el factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α), IL-6, el interferón gamma (IFN-γ) y la oncostatina M¹⁸. Recientemente el leucotrieno B4 (LTB4) se ha descrito que también participa en la EMT, al unirse al receptor BLT1, que puede activar de forma independiente a la vía de PI3K/AKT y a su vez a mTOR¹⁶. Un estudio experimental con ratones con fibrosis inducida por bleomicina demostró que los macrófagos M2 pueden desempeñar un papel protector al evitar la EMT²⁶.

Disminución de la cantidad de progenitores de células endoteliales: factor que intensifica la vasculopatía

La disminución en las células progenitoras endoteliales es un aspecto que participa en la fisiopatología de la EcS. Se debe posiblemente a la presencia de fibrosis y disminución en la densidad microvascular en la médula ósea. La elevación en la pentraxina 3, que es una molécula que tiene la capacidad de inhibir la diferenciación de los progenitores de las CE, tiene una relación inversa con el número de progenitores de CE progenitores¹⁶. Esta molécula, que es un receptor soluble de moléculas producidas en ambientes de inflamación, también tiene propiedades antifibróticas al interactuar con el factor de crecimiento fibroblástico tipo 2 (FGF-2 por sus siglas en inglés)²². Clínicamente, la disminución de estos progenitores aumenta el riesgo de desarrollar úlceras digitales y anormalidades en la capilaroscopia compatibles con la EcS¹⁶.

Moléculas neurovasculares

Ciertas moléculas pueden tener efectos activadores como inhibidores en el sistema vascular y nervioso. Por ejemplo, la semaforina 3E, que interactúa con la plexina D1, se ha vinculado con un patrón «temprano» en la capilaroscopia y podría convertirse en un marcador sérico de la EcS en etapas tempranas²². En el caso de las neuropilinas (NRP), que son moléculas que interactúan con la familia de las semaforinas, se ha descrito que la disminución de la NRP1 en las CE se ha asociado con la presencia de patrones activo y tardío en la capilaroscopia, así como con la presencia de úlceras digitales, sugiriendo un posible marcador de EcS avanzada²².

Moléculas de adhesión

Las galectinas son proteínas solubles que se unen a la B-galactosidasa. La galectina 1 se ha encontrado en niveles elevados en pacientes con EcS que presentan menor cantidad de cicatrices y úlceras digitales. A diferencia de la galectina 3, que promueve el desarrollo de fibrosis porque tiene la capacidad de interactuar con el VEFG y el FGF²⁷. Los niveles aumentados de la molécula de adhesión celular tipo 1 se han asociado con la presencia de úlceras digitales en pacientes con EcS; además, se ha encontrado también elevada en conjunto con la selectina E y con la molécula de adhesión celular vascular 1 en pacientes con FR secundario y de forma interesante los niveles séricos de estas moléculas disminuyen luego de la administración de iloprost²¹.