Estudio del efecto del glicomacropéptido sobre la respuesta inmune y los signos clínicos y patológicos de la dermatitis atópica en un modelo en rata

Abstract

La piel es el primer mecanismo de barrera del individuo. La dermatitis atópica (DA) es una de las enfermedades cutáneas más comunes, de origen alérgico y cuya incidencia está en aumento en países industrializados. Con una causa multietiológica y sin la existencia de un tratamiento que cambie la evolución de la enfermedad, la investigación de tratamientos alternativos para la DA es necesaria. Uno de los primeros acercamientos en el desarrollo de nuevos tratamientos es analizar el efecto benéfico del mismo en modelos experimentales de DA, entre los que destaca el desarrollo de lesiones tipo-DA mediante la aplicación epicutánea repetida de un hapteno, tal como el 2,4-dinitroclorobenceno (DNCB). El glicomacropéptido (GMP) es un péptido bioactivo lácteo derivado de la hidrólisis de la κ-caseína por acción de la quimosina o pepsina. Al GMP se le han descrito efectos antiinflamatorios, prebióticos e inmunomoduladores. Trabajos recientes demuestran que el GMP disminuye la respuesta inmune asociada a la sensibilización alérgica y la intensidad de la respuesta inflamatoria relacionada con la anafilaxia, urticaria y asma alérgicas. El objetivo del presente estudio fue investigar el efecto del tratamiento profiláctico y terapéutico con GMP sobre la DA inducida por DNCB en ratas. Para ello se evaluó la intensidad del proceso inflamatorio, el prurito, la expresión de citocinas inflamatorias y reguladoras, así como de péptidos antimicrobianos y proteínas estructurales de la epidermis en la piel lesionada de ratas a las que se les aplicó DNCB. Además se evaluaron las características histopatológicas relacionadas con la enfermedad y el contenido total de inmunoglobulina E (IgE) en suero de los animales. Los resultados muestran que el GMP administrado previo a la inducción de la DA redujo la intensidad del proceso inflamatorio en la piel lesionada en un 85.89% y del edema en un 97.03%; mientras que cuando se administró una vez establecida la patología la disminución de la inflamación cutánea fue del 34.06% y del edema del 39.87%. El tratamiento profiláctico con GMP disminuyó un 46.47% el grosor de la epidermis, un 94.47% el reclutamiento de eosinófilos y un 61.51% la hiperplasia de los mastocitos en dermis; mientras que el tratamiento terapéutico redujo un 28.93%, 78.71% y 39.59%, respectivamente, estas variables histopatológicas características de las lesiones de DA. Además, el tratamiento con GMP previo al desarrollo de la DA suprimió en un 86.53% los niveles séricos de IgE total en los animales; cuando el tratamiento se administró una vez establecida la patología la reducción en los niveles de IgE fue del 63.68%. Por otra parte, el suministro de GMP antes de la inducción de la DA disminuyó entre un 83 y 96% la expresión de interleucina (IL)-4, IL-5, IL-13 e interferón (IFN)-γ en la piel lesionada de los animales, incrementando 4.68 y 1.19 veces los niveles de IL-10 y factor transformante de crecimiento (TGF)-β. Cuando el tratamiento con el GMP se realizó posterior al desarrollo de la enfermedad también reguló negativamente la expresión de las citocinas inflamatorias y positivamente las reguladoras, aunque de una manera menos intensa. Así, la disminución en los niveles de IL-4, IL-5, IL- 13 e IFN-γ fue en el rango del 57 al 68%, con un incremento de 2.44 y 1.32 veces en la expresión de IL-10 y TGF-β. Además, el GMP reguló positivamente los bajos niveles de expresión de filagrina, β-defensina 2 y péptido antimicrobiano relacionado con la catelicidina en la piel lesionada de los animales, aumentando su expresión 3.34, 2.28 y 2.77 veces al administrarse como tratamiento profiláctico y 1.84, 2.03 y 2.49 veces cuando se administró terapéuticamente. Finalmente, la administración profiláctica del GMP abolió casi en su totalidad el prurito en las ratas con DA. Estos resultados indican que el GMP tienen un efecto inmunomodulador sobre la DA al disminuir la respuesta dominante inflamatoria Th2 y con ello los signos clínicos e histopatológicos asociados a la enfermedad. Se propone que el GMP es una terapia alternativa potencialmente eficaz para la prevención y tratamiento de la DA.

The skin is the first barrier mechanism of the subject. Atopic dermatitis (AD) is one of the most common skin diseases of allergic origin and increasing incidence. With a multiethiological cause and without the existence of a treatment that changes the evolution of the disease, the investigation of alternative treatments is necessary. One of the first approaches in the development of new treatments is to analyze their beneficial effect in AD experimental models. Among the most used is the development of AD-like lesions by the repeated epicutaneous application of a hapten, such as 2,4- dinitrochlorobenzene (DNCB). The glycomacropeptide (GMP) is a dairy bioactive peptide derived from the hydrolysis of κ-casein by the action of chymosin or pepsin. GMP has shown anti-inflammatory, prebiotic and immunomodulatory effects. Recent studies show that GMP decreases the immune response associated with allergic sensitization and the intensity of the inflammatory response related to allergic anaphylaxis, urticaria and asthma. The aim of the present study was to investigate the effect of prophylactic and therapeutic treatment with GMP on DNCB-induced AD in rats. The intensity of inflammatory process, pruritus, inflammatory and regulatory cytokines expression, as well as of antimicrobial peptides and epidermal structural proteins in DNCB-induced lesions were evaluated. In addition, histopathological characteristics related to the disease and total immunoglobulin E (IgE) level in sera were evaluated. The results show that GMP administered prior AD induction reduced 85.89% the intensity of the inflammatory process and 97.03% the edema. When GMP was administered once the pathology was established skin inflammation was decreased 34.06% and edema 39.87%. Prophylactic treatment with GMP reduced 46.47% epidermis thickness, 94.47% eosinophil recruitment and 61.51% mast cell hyperplasia; while the therapeutic treatment reduced AD histopathological variables by 28.93%, 78.71% and 39.59%, respectively. In addition, GMP treatment prior AD development suppressed total IgE levels in animal sera by 86.53%; when treatment was given once the pathology was established the reduction in IgE levels was 63.68%. On the other hand, GMP supply before AD induction decreased between 83 and 96% the expression of IL-4, IL-5, IL-13 and IFN-γ in injured skin, increasing 4.68 and 1.19-fold IL-10 and TGF-β levels. When GMP treatment was performed after AD development, the expression of inflammatory cytokines was also negatively regulated and regulatory cytokines were also increased, but in a less intense way. Thus, the decrease of IL-4, IL-5, IL-13 and IFN-γ was in the range of 57-68%, and IL-10 and TGF -β expression increase 2.44 and 1.32 fold. In addition, GMP positively regulated low expression levels of filaggrin, β-defensin 2 and catelicidin-related antimicrobial peptide in injured skin of AD animals, increasing its expression 3.34, 2.28 and 2.77 times when GMP was administered as a prophylactic treatment, and 1.84, 2.03 and 2.49 times when it was given therapeutically. Finally, prophylactic GMP administration almost abolished pruritus in rats with AD. These results indicate that GMP has an immunomodulatory effect on AD by decreasing the dominant Th2 response andas a consequence the clinical and histopathological signs associated with the disease. It is proposed that GMP is a potentially effective alternative therapy for the prevention and treatment of AD.