Estado actual del estudio de las células NK en pacientes infertiles
Assisted reproduction techniques (ART) have become an important hope to many couples not able to have progeny. Though increasingly successful and technical advances, a signiï¬Âcant proportion of couples fail to conceive or lose their pregnancies. There is a growing evidence of the role of several immunological disorders that may be involved in the pathophysiology of infertility. Most of the information available in this respect is based on studies in patients with recurrent reproductive failure (RRF), a broad term that includes recurrent miscarriages (RM) and repeated implantation failures (RIF) after in vitro fertilization (IVF). Several authors report alterations in certain immune parameters in these patients as compared with healthy fertile controls. More frequently changes described in various immune related infertility factors such as autoimmune pathology, Th1 / Th2 imbalance, expansion of natural killer cells (NK) and killer Ig-like receptors (KIRs) and HLA embryo matching have been described. Expanded counts, percentages and activity of NK cells represents a risk factor, highlighting the role of these cells in the maternal tolerance to the fetus. Various immunomodulatory therapies have been proposal in patients with RRF of immunological cause with different clinical evidence. Intravenous Immunoglobulin (IVIg) preparations have been used for a long time in the prevention of miscarriages of immunological cause, either alone or in combination with other immunomodulatory agents. Selection criteria of the patients by the immune alteration is critical in order to test the effectiveness of IVIg therapy although there are some studies in patients without any immune selection criteria. Immunological as well as hematological or hormonal factors play a relevant role in gestation. There is an urgent need of consolidating these data with clinical trials and of standardizing both the evaluation and interpretation of immunological tests.
Aurea García Segovia1, Silvia Sanchez-Ramón2 1Unidad de Reproducción Asistida Sanitas. Centro Médico Milenium Alcobendas. 2Departamento de Inmunología Clínica. Hospital Clínico San Carlos.
Palabras clave
Keywords
INTRODUCCION
El descenso de la tasa reproductiva constituye, hoy en día, un problema real en los países desarrollados y por tanto, una prioridad las medidas encaminadas a su correcto diagnóstico y tratamiento. La inserción de la mujer en el mundo laboral y su desarrollo profesional han provocado un retraso en la edad de inicio de búsqueda de descendencia en la población general. Este retraso se acompaña de un incremento en la dificultad para conseguir embarazo, requiriendo hasta el 15 % de las parejas ayuda médica según la Sociedad Española de Fertilidad (SEF).
Estas circunstancias han favorecido y alentado el desarrollo de las técnicas de reproducción asistida (TRA), cuya aplicación es responsable de alrededor del 3 % de los nacimientos en España (1).
Desde la aparición de las primeras técnicas hasta la actualidad se han incrementado el número de pruebas diagnósticas y técnicas de laboratorio que nos permiten, por ejemplo, transferir aquellos embriones libres de alteraciones genéticas mediante diagnóstico genético preimplantacional (DGP), métodos de cultivo embrionario “time lapse” que nos ofrecen nuevas herramientas de decisión para la selección del mejor embrión basándonos no sólo en la morfología de forma puntual en el tiempo sino, en el desarrollo morfocinético, etc… En general, hemos incrementado el conocimiento de aquello que podemos controlar de forma exógena (gametos y embriones). En esta línea, conseguimos mejorar mucho los resultados de las TRA, aunque todavía siguen siendo poco eficientes desde el punto de vista de las tasas de embarazo (40 %).
Para que se produzca la implantación embrionaria y, el consiguiente embarazo, es necesaria la participación del embrión y del endometrio y, no cabe duda que el diálogo que se establece entre la madre y el embrión va a determinar el éxito o fracaso de las TRA.
El estudio y aplicación de diversas técnicas resulta mucho más sencillo sobre el componente embrionario. El abordaje del componente materno se ha iniciado de forma más tardía dada su complejidad y provocado probablemente, porque a pesar de que somos capaces de generar y seleccionar los mejores embriones, en ocasiones, ni el mejor embrión nos garantiza un embarazo con niño recién nacido sano.
El estudio de la receptividad endometrial, mutaciones en los factores de coagulación y trombofilias adquiridas, defectos en la fase lútea, etc…, son algunas de las determinaciones que se aplican actualmente con mayor o menor frecuencia en las unidades de reproducción asistida.
Los estudios de factores inmunológicos relacionados con infertilidad se conocen desde hace años, pero ha sido recientemente cuando han resurgido y son muchas las pacientes infértiles que solicitan este tipo de abordaje cuando inician TRA.
Existen controversias con respecto a estas determinaciones y a los tratamientos empleados en las pacientes. Hay dos posibles factores claves generadores de éstas:
- Habitualmente se describen alteraciones en marcadores inmunológicos en pacientes infértiles, por ejemplo, la presencia de un determinado autoanticuerpo o expansión/alteración de una determinada población de células linfoides. En la mayoría de los casos no somos capaces de relacionar directamente dicho hallazgo con el mecanismo responsable de la patogenia.
El sistema inmunitario presenta una enorme diversidad en componentes efectores y localizaciones y los mecanismos o rutas empleadas por estos resultan complejos. Deberíamos pues considerar estas alteraciones como determinaciones de laboratorio útiles como marcadores para diagnosticar y evaluar el efecto de posibles terapias y no tratar de buscar el mecanismo patogénico que, en cualquier caso, desconocemos en la actualidad.
- En los múltiples estudios realizados en pacientes infértiles con alteraciones del sistema inmunitario, tanto la selección como los tratamientos empleados resulta altamente heterogénea. No existen, hoy en día, ensayos clínicos que permitan relacionar con grado de evidencia, estas alteraciones con la infertilidad ni el tratamiento con la resolución de la misma. Si hay, múltiples meta-análisis así como estudios observacionales en poblaciones importantes de pacientes en algunos casos, que arrojan claros mensajes a favor de una más que probable causa inmunológica asociada a los abortos de repetición y fallos de implantación recurrentes.
ALTERACIONES INMUNOLÓGICAS IMPLICADAS EN INFERTILIDAD
El embarazo “per se” resulta un acontecimiento fascinante desde el punto de vista inmunológico. El feto, en el mejor de los casos se comportaría como un semialoinjerto frente al cual se generarían anticuerpos frente a los antígenos paternos que podrían a priori atravesar la placenta e inducir el fallo reproductivo. Sabemos, por estudios en sueros de mujeres multíparas, que estos anticuerpos están presentes pero que, en la mayoría de los casos no suponen amenaza alguna para el feto (2).
Sir Peter Medawar en los años 50 estableció una hipótesis según la cual el útero resultaría ser un lugar inmunoprivilegiado libre de la sentencia “discernir lo propio de lo extraño y atacar esto último” definitoria del sistema inmunitario. Determinaba el lecho materno como algo inerte desde el punto de vista del reconocimiento inmunológico. Hoy en día sabemos que esto no es así y que, de hecho la interfase materno-fetal es un lugar inmunológicamente muy activo. Además, esa actividad parece ser esencial para el correcto desarrollo de la gestación.
Existen estudios en los que se generan ratones deplecionados de células NK y células T reguladoras y se comprueba que son incapaces de reproducirse, generándose aborto tras aborto. Cuando se trasplantan estás células en médula ósea de estos ratones se recupera la capacidad reproductiva (3).
El grueso de la información de los factores inmunológicos relacionados con infertilidad que conocemos hoy en día se basa, sobre todo, en estudios realizados en pacientes con fallo reproductivo recurrente en las que se encontraban alteraciones en parámetros con respecto a controles fértiles (4-6).
Se define fallo reproductivo recurrente como la suma de dos entidades aparentemente distintas pero con una probable etiología común que permite englobar a estas pacientes bajo la misma etiqueta (7).
Por una parte, los abortos de repetición, es decir, pérdidas gestacionales espontáneas en al menos 3 embarazos por debajo de la semana 20 o los 400 g de peso; y por otra, el fallo de implantación recurrente, definido con variabilidad según criterios como el número de embriones transferidos y el origen de esos embriones, pero en general entendido como el fracaso en la obtención de un embarazo exitoso tras realizar al menos 3 transferencias de 2 embriones de buena calidad en cada una de ellas (8, 9).
En la mayoría de los casos la causa radica en la genética del embrión, existen causas endocrinas, anatómicas, infecciosas, etc… En un 40-50 % de los casos la causa es de origen incierto. Se estima que el factor inmunológico es responsable de la etiología de la pérdida gestacional recurrente en el 70-80 % de estos casos (10-12).
Las alteraciones inmunitarias más frecuentemente relacionadas con infertilidad son:
AUTOINMUNIDAD
Cada vez es más común encontrar pruebas para el despistaje de patología autoinmune dentro del perfil de estudio básico de infertilidad que se solicita a la paciente que consulta por deseo reproductivo. Las enfermedades autoinmunes son mucho más frecuentes en la mujer que en el varón y, sobre todo durante la edad fértil. Además, estas patologías suelen ser concominantes y se presentan con mayor frecuencia en mujeres infértiles que en controles sanos (13,14).
Las alteraciones autoinmunes más ampliamente estudiadas son los anticuerpos anti fosfolípidicos.
El síndrome antifosfolipídico es aceptado por las sociedades médicas como primer causante de abortos recurrentes (hasta 15 %-25 % según las series) y de fallo de implantación recurrente (hasta un 45 %) (15).
Se estima que alrededor de un 10-20 % de las mujeres con abortos de repetición presentan anticuerpos antifosfolípidos positivos y que si no se trata el 90 % de ellas abortará de nuevo. No se conoce cuál es el mecanismo patogénico exacto de estos anticuerpos pero se sabe que provocan la formación de coágulos, afectando a la placentación precoz y a la invasión de trofoblasto, induciendo activación del complemento (16-18).
También se han descrito otros autoanticuerpos relacionados con infertilidad:
- ANA: Se han encontrado hasta en el 7 % de las pacientes con abortos de repetición sin otra causa (19, 20). Se desconoce el mecanismo responsable.
- Ac anti-tiroideos: Presentes en hasta el 25 % de las mujeres con abortos de repetición. Pueden encontrarse incluso en pacientes eutiroideas y su presencia se correlaciona directamente con un incremento en el riesgo de aborto (OR 5.4, 95 % CI) (21, 22).
- Anticuerpos asociados a enfermedad Celíaca. Esta patología autoinmune puede ocurrir de forma silente y se ha asociado la enfermedad celíaca no diagnosticada con un incremento en el riesgo de infertilidad. La instauración de una dieta libre de gluten podría, en estas pacientes, mejorar su pronóstico reproductivo (23).
DISBALANCE RESPUESTA TH1/TH2
Clásicamente se ha descrito que para que el embarazo sea posible, desde el punto de vista inmunológico, debe existir una tolerancia inmunológica característica de una respuesta de citoquinas de tipo Th2 (IL-4, IL-5, IL-10 e IL-13). Por el contrario, en pacientes con abortos de repetición se encuentra un perfil de respuesta pro-inflamatorio de tipo Th1 y Th17 (IL-2, IFN-factor de necrosis tumoral (TNF), IL-17) (24, 25).
No obstante, parece que ambos tipos de respuesta son importantes en las distintas fases del embarazo de forma que en el momento de la implantación, es necesaria una cierta actividad pro-inflamatoria al igual que en el desencadenamiento del parto, mientras que las fases intermedias del embarazo son, características de respuesta tolerante Th2. Estos cambios en los perfiles de citoquinas en cada fase son controlados por las células T reguladoras (Treg) que se incrementan durante el embarazo reclutándose en la interfase materno-fetal (26).
EXPANSIÓN DE CÉLULAS NATURAL KILLER
Las células NK se han situado en el centro del foco de la Inmunología Reproductiva en los últimos años. Existen numerosos estudios que describen incrementos tanto en el porcentaje como en la actividad de estas células en mujeres con abortos y fallos de implantación con respecto a los controles fértiles (27-32).
También se han descrito distintas terapias en dichas pacientes cuya finalidad es inmunomodular las situaciones pro-inflamatorias generadas por estas células. No obstante, a día de hoy no existe un consenso a este respecto (33-36).
Parte de la confusión en este tema radica en la heterogeneidad de los ensayos de los distintos tratamientos disponibles y, sobre todo en la inadecuada selección de las pacientes candidatas a estas terapias en muchos de los casos.
SUBPOBLACIONES NK RELEVANTES EN INFERTILIDAD
Las células NK por definición pertenecen a la inmunidad innata. Presentan un marcador de superficie característico que es CD56 y, a diferencia de las células T carecen de CD3 en su membrana. El 90 % de las células NK de sangre periférica expresan CD56 de media intensidad (CD 56dim) y tienen alta expresión de CD 16 (receptor para Fc de IgG), están cargadas de gránulos que contienen proteínas implicadas en la actividad lítica de estas células y también una porción discreta de citoquinas. Estas células suponen alrededor de un 10 % del los linfocitos totales en sangre periférica (37). Su función es la defensa frente a células tumorales e infectadas bien por citotoxicidad directa o mediante mecanismos pro-apopotóticos. Incrementos en el porcentaje o actividad citotóxica de estas células se han correlacionado con fallo gestacional recurrente (27-32).
En el endometrio las células NK son la población linfoide mayoritaria y suponen hasta un 70 % de los leucocitos en decidua. Estas células NK poseen un inmunofenotipo diferente a las NK mayoritarias de sangre periférica y también difieren en sus habilidades (38, 39).
Expresan CD56 con alta intensidad (CD56 Bright) y carecen de CD16 en su membrana. Tienen mucha menor actividad citotóxica y, sin embargo, son grandes productoras de citoquinas. Es por esto que se entiende que estas células están más implicadas en regulación del ambiente inmunológico circundante, si bien es cierto que bajo los estímulos necesarios son capaces de ejercer su función citotóxica como células NK in vitro. Se sabe que estas células se expanden durante el ciclo menstrual, alcanzando un máximo en el período implantacional (40-42).
No está claro cuál es el origen de estas células NK uterinas, si se trata de una subpoblación especial y única de células NK que se genera en médula ósea y viaja al útero donde se localizan o si se trata de células NK sanguíneas que una vez trasladadas al endometrio serían capaces de cambiar su fenotipo y función.
Parece que estarían implicadas en el control de la invasión del trofoblasto y en el proceso de angiogénesis necesario para estimular el crecimiento del mismo (43-46).
Existe una población de células NK denominadas NK-T ya que comparten el antígeno CD3 con las células T que también han demostrado ser relevantes desde el punto de vista reproductivo.
CELULAS NK EN FALLO REPRODUCTIVO
Compatibilidad KIR-HLA
La intefase materno-fetal es un sitio de reconocimiento inmunológico especial. Las células del trofoblasto no producen moléculas de HLA clásico (I y II), como ocurre en todas las células nucleadas del organismo, sino que expresan HLA-C, G y E. Estas moléculas poseen sus receptores en las células inmunes maternas y, la interacción entre el antígeno y el receptor generará una respuesta por parte de la células inmunes maternas que, en el peor de los casos, podría ser fatal para la supervivencia del embrión.
Los receptores de las células NK que van a reconocer el HLA-C son los denominados KIRs. Estos receptores pueden ser activadores o inhibidores. La función celular vendrá determinada por el equilibrio que se produzca entre las distintas señales que reciba la célula por parte de los receptores activadores e inhibidores. Por regla general, suele predominar la respuesta inhibidora pero se sabe que existen ciertas combinaciones de KIR-HLA que pueden llegar a ser altamente activadoras. Estas combinaciones se han encontrado en parejas de pacientes con fallos reproductivos (47-49).
El estudio de los haplotipos HLA paternos y los receptores KIR maternos es viable y se utiliza como herramienta diagnóstica en algunos casos en los que la sospecha de causa inmunológica de la infertilidad así lo requiere.
Estudio de la expansión de células NK en pacientes con fallo reproductivo
A priori, podría parecer más directo y relevante el estudio de la población de células NK uterinas pero, aunque en los últimos años se está incrementando el conocimiento sobre estas células, siguen presentándose algunos inconvenientes tanto técnicos como de conceptos que debemos solventar antes de utilizar con garantías su cuantificación para el diagnóstico del fallo reproductivo de origen inmunológico y la aplicación de terapias inmunes para revertir esta situación. Estos inconvenientes son:
- Sabemos que existen variaciones dentro del ciclo menstrual con respecto a las células NK endometriales. También, parece claro que existen diferencias interciclo (50) y, por lo tanto, aunque la mayor parte de los estudios emplean muestras obtenidas en la fase lútea, en la supuesta ventana de implantación, no parece definido hasta el momento el punto clave para realizar la determinación.
- Desde el punto de vista de laboratorio, disponemos de dos técnicas para la cuantificación de estas células y ambas presentan inconvenientes metodológicos a la hora de arrojar resultados objetivos con respecto a este parámetro. Por una parte, el procesamiento del tejido previo a la citometría de flujo puede alterar el propio tejido y parte de las células afectando al resultado. Por otra parte, la inmunohistoquímica no deja de ser un método bastante subjetivo y depende en mucho del observador.
- Resulta mucho más invasivo realizar una biopsia endometrial para el estudio de las células NK y en ningún caso podríamos tener una medición posterior al inicio del ciclo en el que se intentará embarazo ni monitorizar que ocurre con estas células en las fases tempranas de embarazo o después para tener un control sobre la acción de los posibles tratamientos inmunomoduladores.
Como herramienta diagnóstica, la determinación de células NK en sangre periférica resulta mucho más objetiva y reproducible que la cuantificación en endometrio por varias razones:
- Se ha definido una consistencia de los resultados obtenidos en mediciones realizadas en pacientes sanas en varios puntos dentro del ciclo menstrual y no se han encontrado diferencias en la cuantificación de las células NK por lo que la determinación es válida independientemente de la fase del ciclo en la que se encuentre la mujer (51).
- El estudio de la subpoblación de células NK en sangre periférica se realiza mediante citometría de flujo multiparamétrica como estudio rutinario en multitud de laboratorios de inmunología de forma objetiva y absolutamente reproducible.
- Es mucho menos invasivo como método diagnóstico y nos permite monitorizar lo que ocurre en el mismo momento del tratamiento y después durante el embarazo.
Debido a estas ventajas técnicas y operativas existen muchos más estudios publicados sobre esta subpoblación celular y se ha definido el valor normal en pacientes sanas (<12 %) (52).
Recientes investigaciones muestran que la expansión de NK en sangre periférica supone un factor de riesgo independiente de la edad para padecer un nuevo fallo reproductivo. Además se ha elaborado mediante herramientas estadísticas un árbol de decisión (mediante regresión logística multivariante) con respecto a los valores a tener en cuenta en pacientes con pérdida gestacional que nos permite conocer el riesgo para una nueva pérdida según el porcentaje en sangre periférica de estas células NK y la edad de la paciente (51), que resultaron los únicos biomarcadores de riesgo independiente. (Tabla 1).
En la Tabla 1 se muestra que existen distintos nodos con riesgos calculados de tal forma que una paciente con menos de 35 años y un porcentaje de células NK totales en sangre periférica superior al 24 % (o NK CD56+CD16+ >22 %) tendría un 100 % de probabilidad de que se repitiera dicho fallo. Y en el caso de pacientes por encima de los 35 años el porcentaje de células NK disminuye hasta el 18 % (13 %> NK CD56+ CD16+)
TERAPIAS IMNUNOMODULADORAS
Existen múltiples estudios a cerca del empleo de terapias inmunomoduladoras en pacientes con abortos y fallos de implantación recurrentes de causa inmunológica. Gammaglobulinas intravenosas (GGIV), corticoides, anti-TNF (TNF-a), intralipidos intravenosos, GMCS-F (granulocyte-colony stimulating factor), PF (preimplantation factor) y suplementación con vitamina D. No existen ensayos clínicos actualmente para ninguna de estas terapias (60).
Por otro lado, podemos encontrar en la literatura varias revisiones en las que descartan del análisis muchos de los estudios con estas terapias por poco consistentes en cuanto al número de casos, la heterogeneidad de las muestras y de los protocolos terapéuticos y el empleo de varios fármacos de forma simultánea.
En el caso concreto del tratamiento con GGIV, se trata de unas infusiones utilizadas desde hace más de 25 años durante el embarazo en el contexto de patologías autoinmunes, inmunodeficiencias o enfermedades inflamatorias (53-57).
Se trata de producto hemoderivado altamente purificado de inmunoglobulina G que cumple con los más estrictos criterios de bioseguridad y que contiene un amplio abanico de anticuerpos que actúan como un inmunoregulador potente suprimiendo las poblaciones celulares más proinflamatorias (células B y NK-T, Th1 y Th17) favoreciendo la acción de las Treg y, por lo tanto, generándose un ambiente inmunológico mucho más tolerante, desviando el equilibrio inmune hacia una respuesta de tipo Th2 (58-63).
Con respecto a la población de células NK, se ha visto que las pacientes tratadas con GGIV disminuyen sus porcentajes de células NK y la actividad citotóxica de las mismas (63).
En un estudio observacional reciente analizamos 428 pacientes con diagnóstico de fallo reproductivo recurrente (217 con abortos de repetición y 211 con fallo de implantación recurrente). En estas pacientes se realizó estudio de subpoblaciones NK identificándose aquellas con expansión de células NK. El tratamiento inmunomodulador empleado fueron infusiones de GGIV a dosis bajas. En el caso del grupo de las abortadoras se obtuvo una tasa de recién nacido vivo del 96,3 % y en el grupo de las pacientes con fallo de implantación la tasa de gestación fue de un 93,8 % en las tratadas con GGIV frente a un 26,2 % en las pacientes no tratadas. Si bien se trata de un estudio observacional con las limitaciones que ello conlleva, la alta tasa de éxito gestacional indica la necesidad de realizar un ensayo clínico en pacientes seleccionadas por el criterio inmunológico.
CONCLUSIONES
Parece más que evidente que existen desregulaciones en el sistema inmunitario materno que pueden asociarse al fallo reproductivo recurrente. Cada día conocemos nuevos parámetros inmunológicos que podemos testar y también disponemos de tratamientos inmunomoduladores para tratar de revertir estas situaciones que interfieren con la normal placentación y con la supervivencia del embrión.
En ocasiones en ciencia, sobre todo en especialidades médicas que evolucionan a pasos agigantados como la reproducción asistida, se emplean tratamientos de forma empírica sin realizar los estudios preliminares necesarios para disponer de la suficiente evidencia científica como para pautarlos sin recelo. La indicación de estos tratamientos sin el criterio adecuado y sin la selección adecuada del paciente convierte a esta herramienta tan poderosa de control del sistema inmunitario en un absoluto fracaso ya que, además de no lograr el fin terapéutico el tratamiento, puede resultar económicamente muy costoso.
Es esencial que las unidades de reproducción asistida como centros multidisciplinares que son aúnen el conocimiento y la experiencia de ginecólogos, embriólogos, hematólogos, inmunólogos y endocrinólogos en mejorar el éxito gestacional de pacientes con fallo reproductivo recurrente y la calidad de vida de estas parejas. Ello redundaría además en la reducción de los costes asociados al fallo reproductivo recurrente.
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Edición Nº 37.JULIO-DICIEMBRE 2020
