Es importante recordar una vez más que la EF pertenece al grupo de enfermedades de Depósito Lisosomal, en las cuales se produce la acumulación de un sustrato específico como consecuencia de la deficiencia parcial o total en la actividad de una enzima hidrolasa ácida y que los lisosomas son definidos por un medio ácido, proteínas y lípidos de membrana característicos, y la presencia de muchas hidrolasas ácidas que catalizan la degradación de material que alcanzan el compartimiento a través de endocitosis de fase fluída, fagocitosis o autofagia.⁽²¹⁾

Según la revisión llevada a cabo por Biancini G y col, en las que se esbozan las cascadas activadas en las enfermedades de depósito lisosomal, dichas cascadas incluyen eventos tales como: autofagia, alteración en el transporte de lípidos, estrés del retículo endoplásmico, respuestas autoinmunes, alteración en la homeostasia del calcio, inflamación y estrés oxidativo.⁽²⁰⁾

La autofagia o macroautofagia es una de las principales funciones de los lisosomas, ya que es un proceso de degradación catabólica filogeneticamente conservado⁽²²⁾ y en situaciones de estrés, es un evento que impide a las células acceder a los nutrientes⁽²³⁾. Bajo estas condiciones el material intracelular es degradado por mecanismos dependientes de los lisosomas, y por consiguiente el mecanismo de autofagia se considera como un sistema de reciclaje.

El proceso de autofagia comienza con el secuestro de material citoplasmático, tales como proteínas mal plegadas y/u organelas dañadas, dentro del fagoporo seguido por la elongación y cierre del autofagosoma, una vesícula con doble membrana⁽²²⁾ que contiene la isoforma LC3-II de la proteína autofágica LC3.⁽²³⁾

Entonces el autofagosoma maduro se une con el lisosoma para crear un autolisosoma dentro del cual la membrana interna del autofagosoma y su contenido luminal son degradados por las enzimas lisosomales con el subsecuente reciclaje de macromoléculas. La autofagia incluso puede ser inducida por una variedad de estresores, tales como el ayuno, las infecciones, la edad, la supervivencia de la célula, y se habla de disfunción lisosomal en enfermedades como el cáncer, las enfermedades neurodegenerativas, la diabetes y el infarto miocárdico.^(22,23)

La inducción de la autofagia está controlada por los complejos ULK1 y ULK2, y la formación del autofagosoma requiere de los complejos clase III 3-fosfatidilinositol kinasa. El regulador clave de la autofagia es la mTOR Ser/Thr kinasa, quien regula negativamente la autofagia mediante la inhibición del complejo ULK1/2. Otro paso clave para la inducción de la autofagia es la generación de fosfatidilinositol 3 fosfato y su posterior conjugación a LC3 controlada por el sistema de proteasas Atg. La lipidoagregación de LC3 convierte la LC3 citosólica (LC3-I) a la forma asociada a la vesícula autofágica (LC3-II). De manera notable, LC3-II se usa comúnmente como un marcador de la autofagia debido a su patrón de tinción y tiene mayor movilidad electroforética comparada con la LC3-I. Además de mTOR, otras vías de señalización, como JNK, Ras, y Ca2, pueden modular la autofagia.⁽²²⁾

De manera similar a la fagocitosis, la autofagia responde a la señalización de especies reactivas de oxígeno (ROS); inicialmente se pensó que debido a las consecuencias de la acumulación de ROS en las organelas y de la integridad genómica, la autofagia servía para disminuir el estrés oxidativo. Aun cuando esto parece ser cierto, y tiene drásticas implicaciones en muchos estados patológicos tales como el cáncer y las enfermedades neurodegenerativas, cuando se altera la integridad de la vía de la autofagia, existen evidencias crecientes de la regulación directa de este proceso por las moléculas ROS que modulan a proteínas específicas de la autofagia. Las ROS regulan la vía de transducción de la señal que induce la autofagia como el mTOR. Se sabe que la autofagia está inducida por el estrés oxidativo y la misma puede servir como su propio regulador negativo removiendo fuentes de ROS tales como mitocondrias (mitofagia) y depurando proteínas oxidativas del citosol. Sin embargo, en algunas condiciones, la autofagia puede contribuir a la acumulación anormal de ROS promoviendo selectivamente la degradación de la catalasa que es la principal enzima depuradora de ROS.⁽²⁴⁾

A nivel celular, la sobreproducción de ROS daña el ADN, lípidos y proteínas a través de la oxidación y lleva a la disfunción celular. Experimentalmente se demostró que un incremento intracelular de GL3 produce un aumento significativo de ROS de una manera dosis dependiente; sin embargo, no está claro el mecanismo por el que el GL3 induce la producción de ROS. Es posible que el GL3 active enzimas oxidativas tales como NADPH oxidasa, que es la mayor fuente de ROS.⁽²⁵⁾

Tal como se señaló anteriormente, estos mecanismos pueden condicionar a la apoptosis podocitaria y/o su transformación epitelial-mesenquimal (TEM), por lo que en los pacientes con EF, el podocito pierde sus marcadores epitaliales entrando en un ciclo celular activo y se establece la esclerosis glomerular colapsante. Este efecto puede también ser la consecuencia de la acción del TGF-β, que se incrementa en el podocito por efecto de Lyso-GL3, el cual es un metabolito catiónico biológicamente activo del GL3, constituido por una cadena polar de carbohidrato lo que le confiere hidrosolubilidad.⁽²⁶⁾

De acuerdo a todos los planteamientos anteriores, el caso clínico que se evaluó indica que se está frente a una patología de depósito lisosomal, consecutiva a la falta total o parcial de la enzima α–galactosidasa, la cual genera acumulación del sustrato globotriaosilceramida (GL3) en los lisosomas, principalmente en las células endoteliales; en consecuencia se genera hipertrofia del endotelio, lo que ocasiona obstrucción de los vasos e isquemia tisular. Los riñones son órganos muy vascularizados, que requieren el 25% del gasto cardíaco, del cual el 90% corresponde al flujo sanguíneo que perfunde a la corteza, que es la estructura en la que se produce la filtración glomerular, para dar inicio al proceso de formación de la orina. Por lo tanto, cualquier proceso o mecanismo que afecta este 90% del flujo sanguíneo cortical puede generar disminución de la tasa de filtración glomerular (TFG). Tal como se describió anteriormente, en la EF se produce un compromiso importante del funcionamiento renal producto del daño glomerular, y la evolución hacia la enfermedad renal crónica establecen las bases para una comorbilidad importante en estos pacientes, como consecuencia de la pérdida del control del medio interno (equilibrio hídrico, electrolítico, ácido-base, hormonal, hemodinámico, fósfo-cálcico entre otros).

Los lisosomas son estructuras celulares muy vulnerables al estrés oxidativo, como una consecuencia natural de las condiciones fisiológicas a las que es sometida dicha organela. Chen y col., demostraron que eventualmente, la acumulación de sustratos como GL3 en la enfermedad de Fabry exacerba los procesos patológicos ⁽¹⁶⁾. Ellos encontraron, mediante cultivos celulares, un incremento de las especies reactivas de oxígeno y de las moléculas de adhesión en respuesta a GL3. En los pacientes con enfermedad de Fabry cuando se comparan con pacientes controles, se observa un descenso en los niveles de las defensas antioxidantes (contenido de GSH eritrocitario y actividad GPx). La GSH es el antioxidante no enzimático más importante. La deficiencia de GSH sumado al aumento de la relación SOD/CAT observada en estos pacientes indica que probablemente, en los pacientes Fabry, el peróxido de hidrógeno (H₂O₂), es el más accesible para oxidar las moléculas biológicas. En presencia de Fe⁺⁺, el H₂O₂ proporciona el radical hidroxilo más tóxico, mediante la llamada reacción de Fenton. Este radical ataca a todos los tipos de biomoléculas a su alrededor, siendo extremadamente dañino para las células. Los pacientes Fabry presentan grandes daños lipídicos y oxidativos, descenso de las defensas antioxidantes e incremento de los biomarcadores inflamatorios, todo lo cual está relacionad con los niveles de GL3, sin embargo estos resultados deben ser interpretados cuidadosamente.⁽²⁰⁾

Es posible que GL3 active enzimas oxidativas tales como la NADPH oxidasa, que es la mayor fuente de especies reactivas de oxígeno; además, bajo ciertas condiciones patológicas, se ha observado que la NOSe es otra fuente importante de especies reactivas de oxígeno. La generación de superóxido por este mecanismo juega un papel importante en la disfunción endotelial. En el modelo murino de EF, se observó un aumento de GL3 y el GSL relacionado, en las fracciones de las cavéolas de las células endoteliales.⁽²⁴⁾

La hipertrofia de las células del endotelio glomerular y los cambios funcionales de las mismas producto de los depósitos de GL3 en sus organelas, además de la estrecha relación anatómica y funcional entre el endotelio y el epitelio en la barrera de filtración glomerular, puede ocasionar modificaciones en los otros componentes de esta, alterando el funcionamiento de los podocitos, células que se ven expuestas a una presión de 40 mmHg por parte del filtrado glomerular en condiciones normales.⁽¹²⁾ Tomado en cuenta que, la EF se manifiesta fisiopatológica y clínicamente como una alteración endotelial debido a una enzimopatía congénita, el estudio de dicha enfermedad se ha desarrollado tomando sólo básicamente a las células endoteliales. Sin embargo consideramos que no deben existir elementos que impidan que en los podocitos los depósitos de GL3 en sus lisosomas produzcan cambios como los descritos en las células endoteliales, lo cual debe ser motivo de nuevas investigaciones.

Participación de los Podocitos durante la Terapia de Reemplazo Enzimática de la Enfermedad de Fabry

En las investigaciones realizadas por Tondel y col, se demuestra claramente el efecto que el tratamiento enzimático con enzima recombinante (agalsidasa A o agalsidasa B) ejerce sobre la depuración de GL3 de los podocitos, lo cual reduce sustancialmente el compromiso funcional glomerular y la glomeruloesclerosis ⁽²⁾. La α-Gal A endógena no es detectable en los podocitos humanos normales; sin embargo, experimentos realizados en ratones knockout, después de dos horas luego de la inyección intravenosa de enzima recombinante, dicha enzima se encontró en los lisosomas de los podocitos; resultados similares se reportaron en humanos con enfermedad de Fabry.⁽²⁵⁾

Por otra parte, se han identificado varios elementos tales como: la megalina, la sortilina y el receptor de manosa 6 fosfato (M6PR) en podocitos humanos como receptores endocíticos requeridos para la liberación de la enzima recombinante al lisosoma. Los M6PR que median la vía han sido muy bien caracterizados como la ruta mayor para la liberación en los lisosomas; sin embargo, el mecanismo de liberación de la enzima recombinante al lisosoma en podocitos humanos aún no está clara. La heterogeneidad del sistema de captación de la enzima Gal A ofrece nuevas perspectivas para mejorar la TRE en EF. Recientemente, en el año 2011, en ratones deficientes de Gal A y en pacientes Fabry, se ha demostrado que existe una filtración glomerular limitada, pero significativa de la Gal recombinante.⁽²⁵⁾ La megalina, la sortilina y el M6PR se expresan en podocitos humanos, co-localizados con WT1. Los residuos de M6P en la enzima recombinante activan la señal para la mayor eficiencia en la captación por parte de los M6PR; estos receptores se localizan principalmente (90-95%) en los compartimientos intracelulares, particularmente en la red trans-Golgi y en los endosomas, con entre el 5-10% de los receptores presentes en la superficie celular. La principal función de los M6PR, es participar en la entrega y el transporte de glicoproteínas con M6P desde TGN o la red trans Golgi a endosomas/lisosomas. Por otra parte, los M6PR pueden unir ligandos extracelulares y participar en la endocitosis. En la superficie de los podocitos se localiza una pequeña proporción de los M6PR, y la mayoría de dichos receptores se encuentran localizados en los compartimientos intracelulares.⁽²⁴⁾

La sortilina es un receptor multifuncional que participa en la unión con Gal A, que se expresa en la superficie y participa en la endocitosis. La sortilina pertenece a la familia de receptores del dominio de Vps10p, y es muy parecida a los M6PR. Se localiza principalmente en el compartimiento de Golgi y vesículas, y también se expresa en la superficie celular. Se co-localiza junto con los M6PR intracelulares y en la membrana celular, y se ha demostrado igual distribución en los podocitos. La sortilina puede ser un receptor nuevo de Gal A en podocitos.⁽²⁷⁾

La megalina/gligosidoproteina une a muchos de los mismos ligandos que la sortilina.⁽²⁷⁾ Es un receptor involucrado en la endocitosis mediada por múltiples ligandos; está localizada en un lado del podocito, así como en la microvellosidades de la fóvea cubierta de clatrina y en los túbulos contorneados proximales. Pertenece a la familia de los receptores de LDL y sus ligandos incluyen a la β-VLDL rica en apo E, lipoproteína A, lactoferrina, proteinlipasa, aprotinina, plasminógeno entre otros. En condiciones normales, la megalina podocitaria puede unirse proteínas filtradas por la MBG y degradarlas por vía endocítica ⁽²⁸⁾. La megalina está presente en los podocitos humanos, y participa en la captación de Gal-A. La afinidad de la megalina por Gal-A es menor que la de sortilina.⁽²⁷⁾

Todo lo anteriormente mencionado comprueba la capacidad de endocitosis del podocito y pone de manifiesto las diversas rutas metabólicas en las que participa, siendo en este contexto una ventaja funcional de la célula puesto que permite asegurar el efecto terapéutico de la enzima exógena.

El caso clínico presentado permite destacar que la EF es una de las patologías que debe tomarse en cuenta a la hora de establecer la etiología de la proteinuria en un paciente de sexo masculino, sin factores de riesgo para otras entidades como la diabetes mellitus o la hipertensión arterial sistémica. En esta revisión, se muestra el importante compromiso de la célula podocitaria, que tiene un fenotipo epitelial, y la susceptibilidad que presenta a la TRE, lo cual pudiera cambiar un tanto el paradigma fisiopatológico de la enfermedad y sentaría las bases para investigar sobre el compromiso de este tipo de célula, así como del tejido epitelial renal en la enfermedad de Fabry.