El mastocito: célula clave en la microinflamación intestinal y en la regulación de la función barrera mediada por el estrés en el síndrome del intestino irritable con predominio de diarrea

Abstract

El Síndrome del Intestino Irritable (SII), clásicamente considerada una enfermedad del colon, es un trastorno altamente prevalente, con gran impacto en la calidad de vida y pocas opciones terapéuticas eficaces. Se desconoce cuál es su etiología, pero el estrés se ha asociado al desarrollo y mantenimiento del SII, en base a que los pacientes afectos padecen más estrés crónico que la población sana. Los mecanismos fisiopatológicos subyacentes no se conocen con exactitud, pero destaca, como hallazgo común relacionado con la sintomatología, la alteración de la función barrera intestinal, junto con la presencia de microinflamación de la mucosa intestinal más pronunciada en los pacientes con el subtipo SII con predominio de diarrea (SII-D). Su diagnóstico se basa en criterios clínicos y en la exclusión de otras patologías gastrointestinales que cursan con síntomas similares, debido a la carencia de biomarcadores diagnósticos útiles. El mastocito a nivel intestinal interviene en la regulación de la motilidad, sensibilidad visceral y la función epitelial intestinal, por lo que cumple los requisitos para ser la célula candidata en modular la fisiopatología del SII. Este trabajo analiza la función del mastocito como regulador de la disfunción intestinal producida por el estrés. Para ello se han desarrollado tres trabajos, dos realizados con pacientes afectos de SII-D y un modelo experimental en ratas Wistar-Kyoto. En el primer trabajo, se realizó una biopsia de yeyuno a 20 pacientes con SII-D y a 14 voluntarios sanos, y se objetivó que en el yeyuno de pacientes con SII-D existe un incremento de linfocitos intraepiteliales, junto con una marcada hiperplasia y activación mastocitaria. Un hallazgo común fue que los pacientes presentaban más estrés basal que los voluntarios, y dado que el estrés se ha asociado al desarrollo y mantenimiento de los síntomas del SII, realizamos un modelo experimental de estrés crónico por aglomeración en ratas para comprobar si este era responsable de los cambios intestinales observados en nuestros pacientes y por ende, en el intestino del SII. Observamos que el estrés crónico psicosocial produce una inflamación intestinal, una hiperplasia y activación de mastocitos, que se acompaña de un aumento de la permeabilidad intestinal. Este último es dependiente del mastocito, ya que se revierte tras el tratamiento con ketotifeno, un estabilizador de la membrana del mastocito. Por lo tanto este modelo de estrés experimental, reproduce características fisiopatológicas del SII y representa un nuevo modelo experimental para el estudio de su fisiopatología. Por último, en el tercer trabajo, para estudiar el papel regulador del mastocito en la alteración de la barrera intestinal en el yeyuno de pacientes con SII-D en respuesta al estrés agudo, realizamos una perfusión yeyunal segmentaria a 21 pacientes y a 11 voluntarios sanos y recogimos los efluentes intestinales de forma basal, tras la administración de placebo y tras la administración periférica de CRF (factor liberador de corticotropina), principal neuromediador del estrés. Observamos que el estrés agudo producía un aumento de la liberación luminal de triptasa, de forma paralela a la secreción de agua y de albúmina a la luz intestinal, indicando un aumento de la actividad secretora y de la permeabilidad de forma mayoritaria en SII-D. Además se acompañaba de la liberación de quimiocinas proinflamatorias. Observamos también que en el yeyuno de pacientes con SII-D existe una sobreexpresión de CRF-R2. En resumen, la activación de los mastocitos secundaria al estrés en el yeyuno de pacientes con SII-D puede ser un factor relevante en la fisiopatología de la recaída del SII y de la inflamación intestinal producida por el estrés.

Irritable Bowel Syndrome (IBS), classically considered a disease of the colon, is a highly prevalent disorder with significant impact on quality of life and few effective therapeutic options. Its etiology is unknown, but stress has been associated with the development and maintenance of IBS, based on the observation that affected patients suffer more chronic stress than the healthy population. Although the underlying pathophysiological mechanisms are not exactly known, a common finding related to symptomatology is the existence of an impaired intestinal barrier function along with the presence of intestinal mucosa microinflammation, especially in patients with subtypes diarrhea-predominant IBS (IBS- D). Diagnosis is based on clinical criteria and exclusion of other gastrointestinal pathologies with similar symptoms, due to the lack of useful diagnostic biomarkers. The mast cell in the intestine is involved in the regulation of motility, visceral sensitivity and intestinal epithelial function, so it meets all the requirements to be a candidate cell in modulating the pathophysiology of IBS. This thesis analyzes the role of the mast cell as a regulator of intestinal dysfunction caused by stress. To examine that, we have developed three different studies, two of them performed with patients with IBS- D and one experimental model in Wistar -Kyoto rats. In the first study, a jejunal biopsy was performed on 20 patients with IBS- D and 14 healthy volunteers and we observed that in the jejunum of patients with IBS- D there is an increase of intraepithelial lymphocytes, along with marked hyperplasia and activation mast cell. A common finding was that patients had more basal stress than healthy volunteers and since stress has been associated with the development and maintenance of IBS symptoms, we conducted an experimental model of chronic crowding stress in rats to test whether this was responsible of the intestinal changes observed in our patients and therefore, in the intestine of IBS. We observed that chronic psychosocial stress produces an intestinal inflammation, hyperplasia and activation of mast cells, which is accompanied by an increase in intestinal permeability. The latter is dependent on mast cells, because was reverted by ketotifen pretreatment. Therefore, this stress experimental model displayed pathophysiological characteristics of IBS and therefore represents a new experimental model for the study of its pathophysiology. Finally, in the third study, we conducted a segmental jejunal perfusion in 21 patients and 11 healthy volunteers to study the regulatory role of mast cells in the alteration of the intestinal barrier in the jejunum of IBS- D patients in response to acute stress. Intestinal effluents were collected at baseline, after the administration of placebo and after peripheral administration of CRF (corticotropin releasing factor), main neuromediator of the stress responses. We observed that acute stress produces increased luminal tryptase release, parallel to the secretion of water and albumin to the lumen, indicating an increase of the secretory activity and permeability predominantly in IBS-D. Addition was accompanied by the release of proinflammatory chemokines. Furthermore, in the jejunum of patients with IBS- D there is also a CRF- R2 overexpression. In summary, the activation of mast cells secondary to stress in the jejunum of patients with IBS- D may be a relevant factor in the pathophysiology and relapse of IBS and stress-induced IBS gut associated inflammation.