Introducción

En la actualidad, la bronquiolitis obliterante (BO) es la enfermedad más importante que complica la evolución a largo plazo de los pacientes sometidos a trasplante de pulmón. El rechazo crónico mediado por mecanismos inmunológicos y las infecciones respiratorias son los principales factores de riesgo de aparición de la BO. En un estudio anterior, los autores mostraron que en los pacientes con fibrosis quística, la infección crónica de los senos paranasales con gérmenes gramnegativos (por ejemplo, Pseudomonas aeruginosa) representa un factor de riesgo de infección del pulmón trasplantado, por el mismo patógeno. De allí la importancia de la prevención y el tratamiento de las infecciones respiratorias en este contexto.

La Ciprofloxacina es un agente eficaz contra P. aeruginosa, de manera tal que es uno de los antibióticos más utilizados después del trasplante de pulmón. Al igual que otras fluoroquinolonas, la ciprofloxacina ejerce efectos inmunomodulatorios, ya que modifica la síntesis de interleuquinas (IL).

Este grupo de antibióticos inhibe la producción del factor de necrosis tumoral alfa (TNF-alfa) y de IL-1, modifica la expresión de ciertos factores de transcripción, con lo cual se reduce la síntesis de citoquinas proinflamatorias, y ejerce una interacción directa con la topoisomerasa II de los mamíferos, cuya consecuencia final es la activación de los linfocitos. El reconocimiento de estos efectos motivó la teoría de que las fluoroquinolonas podrían ser útiles en la prevención del rechazo del aloinjerto en pacientes sometidos a trasplante de pulmón. Hasta la fecha, la información al respecto no es concluyente; en un trabajo de trasplante renal, el tratamiento con ciprofloxacina se asoció con incremento del índice de rechazo en los 3 primeros meses, mientras que en algunos estudios experimentales en ratas sometidas a trasplante de corazón se observó mayor supervivencia en relación con la administración de ciprofloxacina.

El objetivo del presente estudio fue analizar los posibles efectos inmunomodulatorios de la ciprofloxacina en un modelo experimental de obliteración de la vía aérea posterior al trasplante.

Métodos

Se utilizaron ratas de 200 g a 250 g Brown-Norway como donantes y animales Lewis como receptores, que fueron mantenidas en un ambiente libre de patógenos específicos. Las tráqueas de los animales dadores fueron extraídas y cortadas en mitades que se injertaron en el cuello de los animales receptores, por vía subcutánea.

Todos los aloinjertos se retiraron 21 días después del trasplante y fueron divididos en 3 partes iguales: la porción media se colocó en formalina al 4% para su posterior análisis histológico y las 2 porciones distales fueron congeladas en nitrógeno líquido y se conservaron a -70º C para estudio posterior de ARN.

Cinco animales de cada uno de los 6 grupos recibieron los siguientes esquemas de tratamiento, desde el primer día que siguió al trasplante hasta el momento en el que fueron sacrificados:

1) solución fisiológica

2) 80 mg/kg de ciprofloxacina por vía intraperitoneal

3) 0.25 mg/kg de ciclosporina A por vía subcutánea

4) 0.25 mg/kg de ciclosporina A por vía subcutánea más 80 mg/kg de ciprofloxacina por vía intraperitoneal

5) 0.5 mg/kg de ciclosporina A por vía subcutánea

6) 0.5 mg/kg de ciclosporina A por vía subcutánea más 80 mg/kg de ciprofloxacina por vía intraperitoneal.

Todos los tratamientos se administraron 2 veces por día.

Los animales de los grupos 3 y 4 permitieron conocer el efecto de una dosis insuficiente de ciclosporina A sin ciprofloxacina (grupo 3) o en combinación con ciprofloxacina (grupo 4), mientras que en los 2 últimos grupos se pudo comparar la inmunosupresión aislada con dosis bajas de ciclosporina y la inmunosupresión en combinación con la ciprofloxacina.

Los cortes para el estudio histológico se tiñeron con hematoxilina y eosina; en éstos se calculó la magnitud relativa de la obstrucción de la luz bronquial en 2 áreas específicas y también se determinó la cantidad de epitelio respiratorio y total (epitelio respiratorio y epitelio metaplásico).

En las muestras congeladas se extrajo el ARN y se efectuó reacción en cadena de la polimerasa reversa mediante la que se valoró la expresión de interferón gamma (IFN-gama), TNF-alfa y del factor transformador de crecimiento beta (TGF-beta).

La concentración sérica de ciprofloxacina se conoció con cromatografía líquida de alta resolución con un equipo comercial. Las muestras de sangre se tomaron 45 minutos después de la última dosis. La relación entre el tiempo y la concentración se conoció mediante la determinación de los niveles séricos en varios puntos en muestras obtenidas entre los 15 minutos y las 3 horas que siguieron a la aplicación del antibiótico. La concentración de ciclosporina A se evaluó en las muestras de sangre obtenidas 12 horas después de la última administración, mediante inmunoensayo.

Resultados

La concentración plasmática de ciprofloxacina se elevó entre los 45 y los 120 minutos; los valores fueron los esperados según los resultados de los estudios farmacocinéticos previos. Los niveles promedio del antibiótico fueron de 18.1 mg/l, 45 minutos después de su administración.

La obliteración de la vía aérea en el modelo animal utilizado en esta ocasión se produce en 3 fases: la primera, “isquémica”, es máxima a los 3 días del trasplante; la segunda fase –“infiltrativa linfocítica”– alcanza la mayor magnitud al séptimo día, mientras que la fase final –“obliterativa”– culmina con la obstrucción completa de la vía aérea por tejido fibroso y se observa aproximadamente 21 días después del trasplante. En este estudio, se utilizaron los preparados del día 21 para comparar los efectos de los diversos esquemas de tratamiento.

Los segmentos traqueales injertados en los animales del grupo control (que recibieron sólo solución fisiológica) presentaron obstrucción total con infiltración linfocitaria leve y pérdida completa del epitelio respiratorio. En los animales que sólo recibieron ciprofloxacina (grupo 2) también se registró la pérdida del epitelio traqueal; sin embargo, la obliteración de la luz con tejido conectivo fue sustancialmente inferior en comparación con la obstrucción que se observó en los animales del grupo control. Por lo tanto, señalan los autores, el tratamiento con ciprofloxacina ejerce un efecto favorable sobre la obliteración de la vía aérea.

Se constató mayor expresión tisular de TGF-beta en los animales que recibieron ciprofloxacina en comparación con los no tratados con el antibiótico, en tanto que la expresión del IFN-gama y el TNF-alfa fue igual en ambos grupos.

La utilización de diferentes dosis de ciclosporina (un inhibidor de calcineurina) permitió definir el umbral del inmunosupresor que evita la obliteración sin que encubra el efecto inmunomodulador de la ciprofloxacina. Se comprobó que la aplicación de 0.25 mg/kg 2 veces por día no evita la obstrucción de la vía aérea; en cambio, el tratamiento 2 veces por día con 0.5 mg/kg es eficaz en este sentido. Por ende, el primer esquema se consideró de inmunosupresión insuficiente (rechazo del epitelio y obliteración de la luz), mientras que el segundo fue una inmunosupresión en dosis bajas (rechazo del epitelio pero sin obstrucción de la luz).

Debe destacarse que la administración simultánea de ciprofloxacina y de ciclosporina se acompañó de niveles séricos más bajos del inmunosupresor, por mecanismos que todavía no se conocen, añaden los autores. No obstante, agregan, el fenómeno podría atribuirse a la aplicación intraperitoneal, ya que en los seres humanos no se ha registrado una interacción importante entre los 2 agentes, metabolizados por isoenzimas diferentes del sistema enzimático citocromo P450.

Los animales del grupo 3 (con inmunosupresión insuficiente) presentaron obstrucción completa de la luz y rechazo del epitelio; en cambio, en las ratas del grupo 4 (inmunosupresión insuficiente y tratamiento con ciprofloxacina) se observó atenuación sustancial de la obliteración de la vía aérea.

La administración de ciprofloxacina en los animales del grupo 6 (inmunosupresión en dosis bajas) se asoció con conservación prácticamente completa del epitelio respiratorio en comparación con aquellos del grupo 5, en los que se produjo pérdida casi total del epitelio respiratorio que, además, fue muy metaplásico.

En comparación con los animales del grupo 3 (sólo tratados con ciclosporina), en aquellos del grupo 4 (tratados con ciclosporina y con ciprofloxacina) se registró menor expresión de TGF-beta y TNF-alfa, en tanto que se constató aumento de la expresión del IFN-gama.

En los animales con inmunosupresión en dosis bajas, el tratamiento simultáneo con ciprofloxacina se asoció con mayor descenso de la expresión de TGF-beta y mayor síntesis del IFN-gama en comparación con los animales que sólo recibieron ciclosporina en dosis bajas. La expresión del TNF-alfa (una citoquina relacionada con el rechazo) fue semejante en ambos grupos.

Discusión

Los resultados de este estudio confirman que el tratamiento con ciprofloxacina reduce la obstrucción de la vía aérea en los animales sometidos a aloinjerto de tráquea. El tratamiento exclusivo con el antibiótico se acompañó de reducción considerable de la obliteración con tejido fibroproliferativo. A juzgar por la menor obliteración y la mejor conservación del epitelio respiratorio, la administración concomitante de ciprofloxacina mejoró el efecto inmunosupresor en los 2 grupos con inmunosupresión.

Las diferencias en la expresión de citoquinas pueden obedecer a un efecto directo de los fármacos o, más probablemente, a los cambios celulares en los aloinjertos, asociados con la terapia. De hecho, señalan los autores, cada tipo celular se caracteriza por un patrón propio de expresión basal de interleuquinas. Por este motivo, se prestó especial atención a las diferencias entre los grupos de animales con inmunosupresión en dosis bajas (con ciprofloxacina y sin el antibiótico), porque en ellos la apariencia histológica es muy parecida.

La administración de ciprofloxacina en animales tratados con ciclosporina en dosis bajas disminuyó la expresión del TGF-beta y aumentó la expresión del IFN-gama en los aloinjertos de tráquea, hallazgos que sugieren un papel antifibrótico de la ciprofloxacina (la menor cantidad de TGF-beta en combinación con mayor expresión de IFN-gama induce la diferenciación de los linfocitos colaboradores [Th] hacia el patrón Th1 que se asocia con la inhibición de la síntesis de colágeno y de la fibrosis tisular).

Un estudio reciente reveló que el tratamiento con azitromicina revierte o atenúa de manera considerable la progresión de la BO en los pacientes sometidos a trasplante, por un mecanismo inmunomodulatorio; sin embargo, este efecto no pudo ser confirmado en modelos animales.

En conclusión, los hallazgos del presente trabajo indican que la ciprofloxacina administrada sola o en combinación con la inmunosupresión en dosis bajas atenúa la obstrucción bronquial. El efecto parece obedecer a la modulación del equilibrio Th1/Th2. Según los autores, los estudios futuros en seres humanos serán de gran ayuda para determinar con exactitud el papel protector de la ciprofloxacina en pacientes sometidos a trasplante de pulmón.