LABORATORIO DE URGENCIAS

Depresión Posparto Implica Activación de las Células B y Resistencia a la Insulina.

                                                                                    Karlina Aberg, Shaunna Clark, David Rubonow, Patrick Sullivan,
                                                                                    Samantha Meltzer-Brody and Edwin J. vanden Oord

                                                                                                            Molecular Psychiatry, (2022) ; vol 27; pages 2858- 67

La depresión posparto (DPP), un subtipo diagnóstico del trastorno depresivo mayor (TDM) que se presenta en el posparto, es una complicación común del período perinatal. Afecta a aproximadamente medio millón de mujeres anualmente en Estados Unidos y es una de las principales causas de morbilidad y mortalidad materna. Además, la DPP puede tener consecuencias adversas a largo plazo en el recién nacido. A pesar de su impacto en la salud pública, faltan estudios que investiguen la biología de la DPP. Aunque se desconocen los mecanismos precisos, la DPP es un trastorno complejo que probablemente implica la combinación de factores de riesgo genéticos, la respuesta a fluctuaciones hormonales y factores ambientales.
El embarazo se caracteriza por cambios fisiológicos dinámicos que se espera que regresen a los niveles previos al embarazo durante el posparto. El eje del estrés, el sistema reproductivo, la glucorregulación y la activación inmunitaria son algunos ejemplos de sistemas biológicos que interactúan y se adaptan para apoyar el crecimiento del feto. Las alteraciones en la recuperación de estos sistemas después del parto, además de otros factores de riesgo, podrían provocar síntomas de DPP. La realización de estudios de asociación del transcriptoma completo (TWAS) permite analizar los cambios funcionales asociados con el estado del caso.
Mediante TWAS, podemos identificar los cambios biológicamente relevantes en la PPD resultantes de las alteraciones sistémicas mencionadas, lo que proporciona información crucial sobre las causas específicas del trastorno.
Tradicionalmente, los TWAS se han realizado en tejidos masivos compuestos por múltiples tipos celulares diversos. Esta heterogeneidad celular tiene un impacto negativo en la capacidad de detectar asociaciones con enfermedades. Por lo tanto, en el tejido masivo, las diferencias entre casos y controles se diluyen cuando afectan solo a uno o pocos tipos celulares, pueden anularse si las diferencias son de signos opuestos entre los tipos celulares, o pueden ser completamente indetectables si las diferencias involucran células con baja abundancia. Además, identificar los tipos celulares específicos de los que se originan las señales de asociación es clave para formular hipótesis precisas sobre la patología de la PPD, diseñar experimentos de seguimiento adecuados y desarrollar intervenciones clínicas eficaces. Se han intentado abordar estos problemas con efectos específicos para cada tipo celular utilizando poblaciones celulares purificadas o secuenciación de ARN de células individuales. Sin embargo, estos métodos requieren mucha mano de obra o resultan prohibitivos para la mayoría de las investigaciones transcriptómicas a gran escala. Como alternativa, se han desarrollado métodos estadísticos para deconvolucionar los efectos de tipos celulares individuales utilizando datos generados a partir de tejido a granel.
La información transcriptómica también puede combinarse con otros tipos de datos, lo que permite comprender mejor los mecanismos de regulación de la transcripción. Por ejemplo, se ha demostrado que los polimorfismos de un solo nucleótido (SNP) regulan la expresión de forma específica para cada tipo celular. Además, la metilación del ADN puede regular la transcripción génica. Identificar los reguladores (epi)genómicos de las diferencias transcripcionales es clave para generar nuevas hipótesis sobre la etiología de la PPD. Esto permitiría, por ejemplo, diseñar estudios de seguimiento funcional. La identificación de reguladores (epi)genómicos también tiene valor traslacional, ya que son posibles dianas para corregir la transcripción aberrante. En este trabajo, realizamos el mayor estudio TWAS para la depresión posparto (DPP), mediante secuenciación de ARN de sangre completa, en una cohorte de mujeres seis semanas después del parto. Hasta la fecha, se han realizado tres estudios TWAS con tamaños de muestra que oscilan entre 6 y 15 casos y entre 10 y 122 controles. Además, los análisis presentados aquí se realizan a nivel de tipo celular. Asimismo, se utilizaron SNP, metilación del ADN y niveles hormonales para identificar los reguladores subyacentes a las diferencias transcripcionales observadas entre casos y controles. En conjunto, este estudio representa la investigación más amplia y diversa sobre la biología de la DPP.

RESULTADOS

Reclutamos una cohorte de casos y controles de 1551 mujeres (579 casos de DPP, 972 controles) a las seis semanas posparto, estableciendo el estado de caso-control de DPP mediante entrevistas clínicas. Las participantes eran racialmente (66,5 % negras, 32,9 % blancas y 0,6 % asiáticas) y étnicamente (15,9 % hispanas) diversas. Generamos datos de transcripción derivados de sangre completa mediante secuenciación de ARN (RNA-seq), lo que resultó en 134 302 transcripciones conocidas de 51 079 genes (88,2 % de todos los genes anotados por Ensembl). Además, para estudiar los reguladores de las diferencias en la expresión de DPP, generamos datos de metilación de ADN basados ​​en matrices (Illumina 450k), analizando 373 635 CpG, y datos de SNP de todo el genoma que, con imputación, analizaron aproximadamente 12,5 millones de variantes. Las proporciones de tipos celulares se estimaron a partir de datos de metilación del ADN utilizando métodos estándar. Las proporciones promedio estimadas de tipos celulares fueron: 9,7 % de linfocitos T CD8+, 16,3 % de linfocitos T CD4+, 5,6 % de linfocitos B, 4,7 % de monocitos, 59,4 % de granulocitos y 3,0 % de linfocitos citolíticos naturales (NK). La validez de las proporciones estimadas se estableció mediante altas correlaciones con los hemogramas completos disponibles para un subconjunto de participantes (Resultados Suplementarios). Se observaron diferencias en las proporciones celulares entre casos y controles para linfocitos T CD4+ (β = −0,06; p = 0,03) y granulocitos (β = 0,06; p = 0,02), pero no para los demás tipos celulares. Todos los análisis posteriores controlan las proporciones de tipo celular.

Células T CD4±
En las células T CD4+, 36 transcripciones de 35 genes obtuvieron significancia a nivel de transcriptoma. Estas transcripciones significativas incluyeron 21 transcripciones codificantes de proteínas, transcripciones procesadas, tres pseudogenes y un gen IG. IGKV1D-13 fue la transcripción principal (valor p = 2,94 × 10−4). Las transcripciones codificantes de proteínas principales del TWAS de células T CD4+ se enriquecieron en 19 vías, que se dividen en tres grupos relacionados con el desarrollo neuronal, la transducción de señales y la señalización de receptores celulares.

Células B
El TWAS en células B arrojó 891 transcripciones que representan 789 genes con significancia a nivel de transcriptoma. Las transcripciones alteradas comprenden 534 codificantes de proteínas, 242 transcripciones procesadas, 56 desintegraciones mediadas por sinsentido, 46 ​​pseudogenes, 12 genes IG y un gen del receptor de células T (TR). El más significativo (valor p = 1,76 × 10−120) es el único transcrito codificante de proteínas para el gen FMOD. Los análisis de las vías de codificación de proteínas muestran un enriquecimiento en 98 vías. La agrupación de vías da como resultado diez grupos, incluyendo aquellos relacionados con la activación de células B, las vías apoptóticas, la inanición celular, el metabolismo celular, el metabolismo de los ácidos nucleicos, la morfología neuronal, el desarrollo de órganos, el metabolismo de la glucosa, la adhesión celular y la organización del citoesqueleto.
En general, cada tipo de célula presenta perfiles únicos de transcripciones que se expresan de forma diferencial entre casos y controles. Sin embargo, se observa una superposición de 20 transcripciones significativas entre los linfocitos T CD4+, los linfocitos T CD8+ y los linfocitos B, todos ellos linfocitos. Estas transcripciones superpuestas, expresadas de forma diferente, podrían reflejar funciones comunes asociadas a la PPD, compartidas por los diferentes tipos de linfocitos. Entre las transcripciones superpuestas se encuentran tres grupos de vías que involucran el desarrollo del sistema nervioso, la regulación de la transducción de señales y la regulación del metabolismo de macromoléculas.

DISCUSIÓN

Para generar nuevas hipótesis sobre la patología de la DPP, estudiamos las bases biológicas de la DPP en una gran cohorte de mujeres seis semanas después del parto. Los resultados mostraron diferencias transcripcionales específicas del tipo celular asociadas con la DPP, observándose la mayoría de los cambios en las células B. Además, estas asociaciones estaban significativamente sobrerrepresentadas en múltiples conjuntos de vías. Estas vías reflejaban los efectos significativos de los SNP que regulan los cambios transcripcionales asociados a la DPP. Esto constituye una convergencia de evidencia con datos de dos mecanismos biológicos diferentes.
El embarazo se caracteriza por cambios sustanciales en múltiples sistemas fisiológicos. La falta de retorno a los niveles previos al embarazo durante el período posparto puede contribuir a los síntomas de la DPP, lo que convierte a estos sistemas en posibles mecanismos para la DPP. Nuestros resultados sobre la asociación y las vías implican dos mecanismos potencialmente coexistentes: la activación de las células B y la resistencia a la insulina (RI). Además de mostrar cambios relacionados con el embarazo, ambos mecanismos se han relacionado previamente con la depresión.
Nuestros resultados implican específicamente la activación de las células B, que desempeña un papel fundamental en el sistema inmunitario. Las células B se activan cuando su receptor reconoce un antígeno y se une a él. Las células B activadas producen anticuerpos, además de secretar factores proinflamatorios y antiinflamatorios. Durante el embarazo, las células B experimentan cambios dinámicos, ya que el sistema inmunitario materno debe equilibrar la tolerancia al feto en crecimiento con la vigilancia contra patógenos. Por lo tanto, las concentraciones de células B son significativamente menores durante el tercer trimestre e inmediatamente después del parto en comparación con las mujeres no embarazadas, pero los niveles suelen volver a los observados en mujeres no embarazadas a las seis semanas posparto.
Cada vez hay más evidencia que sugiere que los procesos inflamatorios pueden desempeñar un papel importante en la depresión posparto. Sin embargo, el papel específico de las células B aún no se ha dilucidado. Estudios recientes han demostrado un aumento en la densidad de células B en el cerebro de personas con trastornos del estado de ánimo en comparación con los controles. Además, en sangre completa, se observó una alteración de la homeostasis de las células B en personas con TDM en comparación con los controles. Un posible mecanismo que contribuye al aumento de la activación de las células B podría estar relacionado con la autoinmunidad. La depresión suele ser comórbida con enfermedades autoinmunes; el riesgo de depresión es entre 1,25 y 3,56 veces mayor en personas con enfermedades autoinmunes que en personas sin ellas. Además, una característica de muchos trastornos autoinmunes es la pérdida de tolerancia de las células B, que coincide con la producción inadecuada de autoanticuerpos. Por lo tanto, una respuesta autoinmune aberrante podría contribuir a la depresión posparto.
Asimismo, no observamos diferencias significativas en la proporción de células B entre casos y controles (valor p = 0,78). Dado que existen múltiples subtipos de células B, es posible que no hayamos observado diferencias en la proporción general de células B, pero sí en subgrupos más específicos.
No solo observamos un grupo de vías, compuesto por 12 vías, directamente relacionado con la activación de las células B, sino que también observamos múltiples grupos de vías asociados con el metabolismo celular, lo que respalda nuestra hipótesis de activación de las células B. La activación inicia la reprogramación celular de las células B ingenuas quiescentes para impulsar la reentrada en el ciclo celular. Esta rápida expansión requiere la producción de biomoléculas (lípidos, proteínas, nucleótidos en los grupos 2, 5, 6 y 9) a un ritmo mayor. Además, el trabajo en ratones ha demostrado que la activación de las células B resulta en un aumento de la captación de glucosa y la remodelación mitocondrial.
Tras la activación de las células B, no solo hay una serie de cambios metabólicos, sino que también hay cambios en la estructura celular. La unión del antígeno desencadena una remodelación sustancial del citoesqueleto celular, que induce la propagación celular, la formación de la sinapsis inmunitaria y la recolección de antígeno para la endocitosis. Además, la apoptosis es un proceso cuidadosamente regulado a lo largo del ciclo de vida de las células B. Las interrupciones en las vías apoptóticas afectan a múltiples procesos, incluyendo la homeostasis, el control de calidad de la respuesta de anticuerpos y la tolerancia.
El segundo mecanismo implicado, la resistencia a la insulina (RI), se sustenta en varios factores. La insulina promueve la absorción del exceso de glucosa en sangre hacia otros tejidos para el almacenamiento de energía. La RI ocurre cuando las células se vuelven insensibles a los efectos de la insulina, lo que provoca una acumulación de glucosa e insulina en sangre. A partir del segundo trimestre del embarazo, la sensibilidad a la insulina se reduce progresivamente hasta un 60-80%. Esto coincide con aumentos constantes de insulina. Estos cambios sirven como una adaptación fisiológica de la madre para asegurar un suministro adecuado de carbohidratos para el feto en rápido crecimiento. Después del parto, la insulina vuelve a los niveles previos al embarazo.
La RI es un factor de riesgo para la depresión. Estudios en roedores han demostrado que la RI cerebral altera el recambio de dopamina e induce ansiedad y comportamientos similares a la depresión en ratones. En humanos, una mayor variabilidad glucémica se ha asociado con estados de ánimo negativos. La RI suele preceder al desarrollo de la diabetes.
Un metaanálisis de 27 estudios demostró que la depresión se asocia significativamente con la hiperglucemia tanto en la diabetes tipo 1 como en la tipo 2. Estudios sugieren además que los agentes sensibilizadores a la insulina podrían desempeñar un papel importante en el tratamiento de la depresión mayor, particularmente en pacientes con RI documentada. Se sabe que el embarazo aumenta el riesgo de desarrollar diabetes tipo 2 después del parto. La diabetes pregestacional o gestacional se asoció de forma independiente con la depresión perinatal, incluyendo la aparición de DPP.
Analizamos si los genes implicados en nuestros resultados principales estaban significativamente sobrerrepresentados para los genes relacionados con la A1C [74] y la RI en sangre completa. Los niveles de hemoglobina A1C miden los niveles de azúcar en sangre de una persona durante los últimos tres meses y están altamente correlacionados con las mediciones de RI.
Encontramos que el 5% superior de nuestros hallazgos en sangre completa para la DPP se enriqueció para el 5% superior de las asociaciones con A1C (valor p =4,79 ×10−7) y la RI (valor p = 0,04).
Las bases de datos no pueden implicar directamente la RI, ya que dicha vía no existe. La IR es un trastorno que se caracteriza por la alteración de múltiples funciones biológicas. Sin embargo, casi todos los grupos de nuestros análisis de vías de señalización pueden implicar IR. Con la evidencia que vincula la IR con las células B, es razonable observar una firma de IR en las células B. Por ejemplo, las células B contribuyen al desarrollo de la IR. Estas células pueden promover la IR mediante la modulación de las células T y la producción de anticuerpos patógenos.
La señalización de la insulina regula diversas funciones celulares, incluyendo las vías metabólicas, la apoptosis, la mitogénesis y el tráfico de membrana a través de las proteínas quinasas. La insulina afecta directamente los procesos metabólicos de la glucosa. Los niveles circulantes de purinas, aminoácidos y ácidos grasos también se asocian con la IR. La administración de ácidos carboxílicos mejoró el control glucémico, posiblemente al reducir la IR. La IR puede provocar una glucosa intracelular inadecuada, lo que podría provocar apoptosis e inanición intracelular. La señalización de Wnt participa en la regulación de la homeostasis de la glucosa en múltiples órganos, particularmente en tejidos sensibles a la insulina.
Cabe mencionar varias limitaciones del presente estudio. Aunque estudiamos la sangre, los procesos patogénicos de la PPD probablemente se manifiestan en el cerebro. Es probable que, al estudiar la sangre, se hayan pasado por alto otros posibles mecanismos relacionados con la PPD. Sin embargo, existe una comunicación cruzada entre ambos tejidos a través de la barrera hematoencefálica. Esto permitiría que la activación alterada de las células B y la IR afectaran al cerebro y se observaran en nuestro estudio. Además, observamos deQTL que afectan a genes tanto en la sangre como en el cerebro, específicamente en regiones cerebrales implicadas en trastornos del estado de ánimo (p. ej., hipocampo, corteza cingulada, corteza frontal). Estos deQTL pueden estudiarse en sistemas modelo para el seguimiento funcional, con el fin de evaluar la causalidad y sus efectos biológicos posteriores [89]. Asimismo, las hipótesis sobre la activación de las células B y la IR para la PPD requieren una mayor validación mediante mediciones directas en casos de PPD frente a controles.

CONCLUSIÓN

Hemos realizado el estudio biológico más amplio y completo de la PPD hasta la fecha. Nuestros resultados sugieren que la PPD se asocia con un aumento de la activación de las células B, un hallazgo no descrito previamente en la literatura. Si bien desconocemos los mecanismos precisos que subyacen a este aumento en la activación de las células B, nuestra hipótesis es que podría deberse a una desregulación concomitante en la IR. Además, identificamos variantes genéticas (deQTL) que regulan, en parte, las diferencias transcripcionales entre casos y controles.
Nuestros hallazgos requieren mayor validación y estudios de seguimiento. Sin embargo, estas nuevas hipótesis para la PPD ofrecen prometedoras vías de investigación para el futuro.