Biomarcadores en anafilaxia

Abstract

L'anafilàxia és una reacció al·lèrgica greu i potencialment mortal que es produeix de manera ràpida i afecta múltiples sistemes del cos. Actualment, no existeix una prova diagnòstica definitiva per a l'anafilàxia, sent el diagnòstic principalment clínic i recolzat per biomarcadors com la triptasa, que no és òptima a causa de la seva manca d'elevació fins al 35% de les reaccions intervingudes per IgE i en reaccions anafilàctiques amb baixa implicació de mastòcits. Altres afeccions com la urticària i l'angioedema compliquen el diagnòstic diferencial. La hipòtesi d'aquesta tesi és que hi ha un biomarcador d'anafilàxia que complementa o supera la triptasa i aquest s'hi hagi en la coagulació, la fibrinòlisi o en el sistema de contacte o es tracta d'un perfil de citocines i que pot ser útil per a poder útil per donar suport al diagnòstic de l'anafilàxia. Es va realitzar un estudi observacional longitudinal de casos controls unicèntric amb mostres agudes durant brot d'anafilàxia, urticària i angioedema i mostres basals i es van determinar els nivells de Fibrinogen, TTPA(s), Dimer D, FXII, FXI, anti-Xa, C3, C4, C1INH, ECA, així com es van realitzar proves in vitro en context de recerca amb immunoassaig per determinar del sistema de contacte els valors de complex C1INH-FXI, complex C1INH-FXII, complex C1INH-PK, cHK i un panell de citocines triades per estar relacionades amb grups cel·lulars més enllà de mastòcit i basòfil. El nostre estudi va demostrar que la triptasa sèrica s'eleva en només el 74.5% dels individus amb anafilàxia aguda, i és menys sensible especialment en casos d'al·lèrgia alimentària. La triptasa sèrica va ser més útil per identificar anafilàxies intervingudes per IgE i menys efectiva en les no intervingudes per IgE. En contrast, el Dimer D va mostrar una major freqüència d'elevació (85.9%) i es va relacionar amb la gravetat de l'anafilàxia, suggerint-ne el potencial com a biomarcador complementari. El complex plasmina-alfa-2-antiplasmina (PAP) també es va correlacionar amb la gravetat de l'anafilàxia, destacant-se a l'endotip d'alliberament de citocines. Les citocines IL-6, CCL5/RANTS, IL-10 i PAI-1 es van elevar freqüentment, incloent-hi casos amb triptasa negativa, indicant-ne la utilitat complementària. La IL-10 i el PAI-1 també van mostrar correlacions significatives amb la gravetat de l'anafilàxia. A més, es va observar que l'anafilàxia de causa alimentària té un perfil inflamatori distintiu, suggerint la participació d'altres mecanismes cel·lulars. Els individus amb urticària i angioedema van mostrar un perfil inflamatori menys intens i elevar algunes citocines específiques. Aquest treball demostra la implicació dels tres sistemes en les reaccions anafilàctiques i en destaca potencials biomarcadors per millorar el diagnòstic i l'avaluació de la gravetat de l'anafilàxia.

La anafilaxia es una reacción alérgica grave y potencialmente mortal que se produce de manera rápida y afecta a múltiples sistemas del cuerpo. Actualmente, no existe una prueba diagnóstica definitiva para la anafilaxia, siendo el diagnóstico principalmente clínico y apoyado por biomarcadores como la triptasa, que no es óptima debido a su falta de elevación en hasta el 35% de las reacciones mediadas por IgE y en reacciones anafilácticas con baja implicación de mastocitos. Otras afecciones como la urticaria y el angioedema complican el diagnóstico diferencial. La hipótesis de esta tesis es que existe un biomarcador de anafilaxia que complementa o supera a la triptasa y éste se haya en la coagulación, fibrinólisis o en sistema de contacto o se trata de una perfil de citocinas y que puede ser útil para poder útil paras apoyar al diagnóstico de la anafilaxia. Se realizó un estudio observacional longitudinal de casos controles unicéntrico con muestras agudas durante brote de anafilaxia, urticaria y angioedema y muestras basales y se determinaron los niveles de Fibrinógeno, TTPA(s), Dímero D, FXII, FXI, anti-Xa, C3, C4, C1INH, ECA, así como se realizaron pruebas in vitro en contexto de investigación con inmunoensayo para determinar del sistema de contacto los valores de complejo C1INH-FXI, complejo C1INH-FXII, complejo C1INH-PK, cHK y un panel de citocinas elegidas por estar relacionadas con grupos celulares más allá de mastocito y basófilo. Nuestro estudio demostró que la triptasa sérica se eleva en sólo el 74.5% de los individuos con anafilaxia aguda, siendo menos sensible especialmente en casos de alergia alimentaria. La triptasa sérica fue más útil para identificar anafilaxias mediadas por IgE y menos efectiva en las no mediadas por IgE. En contraste, el Dímero D mostró una mayor frecuencia de elevación (85.9%) y se relacionó con la gravedad de la anafilaxia, sugiriendo su potencial como biomarcador complementario. El complejo plasmina-alfa-2-antiplasmina (PAP) también se correlacionó con la gravedad de la anafilaxia, destacándose en el endotipo de liberación de citocinas. Las citocinas IL-6, CCL5/RANTES, IL-10 i PAI-1 se elevaron frecuentemente, incluyendo casos con triptasa negativa, indicando su utilidad complementaria. La IL-10 y PAI-1 también mostraron correlaciones significativas con la gravedad de la anafilaxia. Además, se observó que la anafilaxia de causa alimentaria tiene un perfil inflamatorio distintivo, sugiriendo la participación de otros mecanismos celulares. Los individuos con urticaria y angioedema mostraron un perfil inflamatorio menos intenso y la elevación de algunas citocinas específicas. Este trabajo demuestra la implicación de los tres sistemas en las reacciones anafilácticas y destaca potenciales biomarcadores dentro de ellos para mejorar el diagnóstico y la evaluación de la gravedad de la anafilaxia.

Anaphylaxis is a severe and potentially life-threatening allergic reaction that occurs rapidly and affects multiple body systems. Currently, there is no definitive diagnostic test for anaphylaxis, with diagnosis being primarily clinical and supported by biomarkers such as tryptase, which is suboptimal due to its lack of elevation in up to 35% of IgE-mediated reactions and in anaphylactic reactions with low mast cell involvement. Other conditions such as urticaria and angioedema complicate the differential diagnosis. The hypothesis of this thesis is that there is a biomarker of anaphylaxis that complements or surpasses tryptase and that it is found in coagulation, fibrinolysis or in the contact system or is a cytokine profile and that it may be useful to support the diagnosis of anaphylaxis. A longitudinal, single-center, observational case-control study was conducted with acute samples during anaphylaxis, urticaria and angioedema flares and baseline samples. Fibrinogen, TTPA(s), D-Dimer, FXII, FXI, anti-Xa, C3, C4, C1INH, ACE levels were determined, as well as in vitro tests in a research context with immunoassay to determine the values of the C1INH-FXI complex, C1INH-FXII complex, C1INH-PK complex, cHK and a panel of cytokines chosen for being related to cell groups beyond mast cells and basophils. Our study showed that serum tryptase is elevated in only 74.5% of patients with acute anaphylaxis, being less sensitive especially in cases of food allergy. Serum tryptase was more useful to identify IgE-mediated anaphylaxis and less effective in non-IgE-mediated anaphylaxis. In contrast, D-dimer showed a higher frequency of elevation (85.9%) and was related to the severity of anaphylaxis, suggesting its potential as a complementary biomarker. Plasmin-alpha-2-antiplasmin (PAP) complex also correlated with the severity of anaphylaxis, standing out in the cytokine release endotype. Cytokines IL-6, IL-10, PAI-1 and CCL5/RANTES were frequently elevated, including tryptase-negative cases, indicating their complementary utility. IL-10 and PAI-1 also showed significant correlations with the severity of anaphylaxis. Furthermore, food-induced anaphylaxis was found to have a distinctive inflammatory profile, suggesting the involvement of other cellular mechanisms. Patients with urticaria and angioedema showed a less intense inflammatory profile and elevation of some specific cytokines. This work demonstrates the involvement of the three systems in anaphylactic reactions and highlights potential biomarkers within them to improve the diagnosis and assessment of the severity of anaphylaxis.