Biomarcadores plasmáticos en la enfermedad vascular cerebral isquémica

Resumen

La utilización de biomarcadores plasmáticos está siendo cada vez más aceptada en la práctica clínica. En el caso del ictus isquémico, la determinación de diferentes moléculas que participan en la cascada isquémica o en los eventos moleculares subsiguientes, podría ser de gran utilidad diagnóstica, pronóstica y terapéutica. La respuesta inflamatoria desencadenada por la isquemia desempeña un papel destacado, asociándose las citocinas proinflamatorias (interleucina [IL]-1, IL-6 o factor de necrosis tumoral alfa) a un mayor daño cerebral y las anti-inflamatorias (IL-10) a un efecto neuroprotector. Las quimiocinas (IL-8, proteína quimiotáctica de monocitos 1 [MCP-1]) y las moléculas de adhesión (molécula de adhesión intercelular, molécula de adhesión a la célula vascular, molécula de adhesión leucocitaria endotelial, Antígeno asociado a función de linfocitos 1 [LFA-1]) responsables del reclutamiento y adhesión de leucocitos, que liberan diversas proteasas en la zona afectada, también juegan un papel en el ictus isquémico.

La identificación de predictores de transformación hemorrágica tras el tratamiento trombolítico es de gran relevancia, puesto que el riesgo de hemorragia todavía limita la aplicación de activador tisular del plasminógeno (t-PA) en la práctica. En este sentido, las MMP (matrix metalloproteinases ‘metaloproteinasas de la matriz’) son moléculas clave, puesto que participan en la degradación de la lámina basal, y se ha demostrado que el t-PA es capaz de activar la MMP-9 «in vivo» en modelos animales y se ha encontrado sobreexpresión de la MMP-9 en zonas de transformación hemorrágica en cerebros humanos. Otras moléculas, como la fibronectina y los inhibidores endógenos de la fibrinolisis (inhibidor de la fibrinolisis activable por trombina, inhibidor del activador del plasminógeno tipo 1) podrían servir también para predecir la transformación hemorrágica.

El empleo de varias de estas moléculas como biomarcadores plasmáticos en el ictus isquémico está cada vez más cerca de la aplicación clínica y aportará una valiosa información diagnóstica y pronóstica, pudiendo además ayudar en la toma de decisiones terapéuticas en el futuro.

Summary

Use of plasma biomarkers is gathering increasing more acceptance in the clinical practice. In the case of ischemic stroke, measurement of some molecules involved in the ischemic cascade or in the subsequent molecular events could prove to have great diagnostic, prognostic and therapeutic utility. The ischemia-related inflammatory response plays an important main role, since pro-inflammatory cytokines (IL-1, IL-6 or TNF-α) are associated with brain damage and anti-inflammatory cytokines (IL-10) seem to be associated to a neuroprotective effect. In addition, chemokines (IL-8, MCP-1) and cell adhesion molecules (ICAM-1, VCAM-1, ELAM-1, LFA-1), which are involved in leukocyte recruitment, that may release proteases in the injured area, also play a role in ischemic stroke.

Identifying predictors of hemorrhagic transformation after thrombolytic therapy is also very important in the field, since risk of brain hemorrhaging still limits the use of t-PA treatments. In this sense, matrix metalloproteinases (MMPs) are key molecules involved in basal lamina degradation that are activated by t-PA “in vivo” in animal models and are over-expressed in human brain hemorrhagic areas. Moreover, other markers such as fibronectin and endogenous fibrinolysis inhibitors (TAFI, PAI-1) might be useful hemorrhagic predictors as well.

Use of several of these potential plasmatic biomarkers might be incorporated into daily clinical practice in the near future in order to improve diagnosis, prognosis and therapeutic decisions in ischemic stroke.

Introducción

El empleo de biomarcadores plasmáticos es ya una práctica clínica habitual en algunas áreas de la Medicina. La toma de decisiones basada en los resultados de dichos biomarcadores está ampliamente aceptada en diversas situaciones como, por ejemplo, la decisión de iniciar tratamientos hipolipemiantes en función del nivel plasmático de lipoproteínas de baja densidad (LDL), el diagnóstico de un infarto de miocardio (troponinas) o la exclusión de un tromboembolismo pulmonar (dímero D). Afortunadamente, estas aproximaciones se están empezando a plantear también en el campo de la patología neurovascular y existen biomarcadores que se podrían emplear para identificar el riesgo de aparición y recurrencia de enfermedad neurovascular, así como para predecir el pronóstico clínico individual durante la fase aguda del ictus (fig. 1).

Figura 1.

Aplicaciones de los biomarcadores en la enfermedad vascular cerebral. Los biomarcadores plasmáticos podrían ser útiles en el manejo de distintas fases de la enfermedad vascular cerebral; así, por ejemplo, en una primera fase en ausencia de enfermedad o ante enfermedad silente (A) nos podrían ayudar a predecir la aparición de un ictus; en la fase aguda (B) serían de utilidad en el diagnóstico bioquímico del ictus, para identificar subtipos etiológicos y como marcadores pronósticos; y finalmente, pasada la fase aguda (C), los biomarcadores podrían ayudar a predecir la aparición de recurrencias o de resistencia a tratamientos antiagregantes.

Actualmente, en las unidades de ictus trabajamos con varios modelos de enfermedad neurovascular (i.e. reperfusión de infartos silvianos mediante activador tisular del plasminógeno (t-PA) con control de recanalización de la arteria cerebral media mediante Doppler transcraneal, y de lesión cerebral, mediante resonancia), en los que el análisis de líquidos biológicos permitirá unir el trabajo de laboratorio y el clínico para intentar dar respuesta a múltiples preguntas que los exámenes físicos, la anamnesis y otros métodos diagnósticos convencionales no han sabido responder. Para descubrir biomarcadores que nos ayuden a tomar decisiones en la práctica clínica frente a un paciente que acaba de sufrir un ictus es imprescindible conocer los procesos bioquímicos y fisiopatológicos que se desencadenan tras la isquemia cerebral.

Eventos moleculares en la cascada isquémica

Los eventos moleculares iniciados tras la isquemia cerebral pueden ser resumidos como una cascada tiempo-dependiente que conduce a la depleción de energía (pérdida de adenosintrifosfato) a niveles tan bajos que altera la homeostasis iónica celular. Esta disrupción de los gradientes iónicos a través de las membranas celulares (salida de potasio, entrada de sodio, cloro y calcio) favorece la producción de edema citotóxico. Además, la liberación de neurotransmisores, como el glutamato, incrementa aún más el calcio citosólico libre que mediante la activación de diferentes enzimas conduce a procesos de destrucción celular. Diferentes productos contribuyen a incrementar este daño isquémico, como el acúmulo de peróxidos lipídicos tóxicos y de radicales libres. Finalmente, si la obstrucción del flujo no se resuelve, se terminará produciendo un centro de tejido necrótico (core del infarto) rodeado de otro hipóxico y potencialmente salvable (penumbra).

Por otro lado, la respuesta inflamatoria juega un papel fundamental en la isquemia cerebral. La expresión local de citocinas inflamatorias (TNF-α [tumor necrosis factor- alpha ‘factor de necrosis tumoral alfa’], interleucina [IL]-1β, IL-6) y quimiotácticas (IL-8, MCP-1 [monocyte chemoattractant protein-1 ‘proteína quimiotáctica de monocitos 1’]) promueven el reclutamiento y la migración de neutrófilos y macrófagos a la zona de lesión tisular¹, incrementando el daño por los efectos reológicos de los leucocitos atrapados en la microcirculación (el plugging leucocitario) y por la liberación de productos citotóxicos de los leucocitos activados (generación y liberación de radicales libres)². Uno de los efectos finales deletéreos es el aumento de la permeabilidad endotelial, en el que juegan un papel fundamental las metaloproteinasas de la matriz (MMP), una familia de enzimas proteolíticas (Zn-dependientes) que fisiológicamente se encargan del remodelado de la matriz extracelular. Entre las MMP, la gelatinasa A (MMP-2) y la gelatinasa B (MMP-9) son capaces de digerir la lámina basal endotelial, el constituyente principal de la barrera hematoencefálica (BHE). Recientemente la MMP-2 y/o MMP-9 han sido implicadas por diversos autores en isquemia cerebral^3,4. Los neutrófilos que se acumulan en la zona isquémica emplean la producción de algunas de estas MMP para migrar a través del endotelio⁵ y mediante este mecanismo desestructuran la BHE, lo que contribuye a la producción de edema y facilita la transformación hemorrágica del infarto.

Además, es interesante resaltar que no todo el daño se produce de forma precoz tras el ictus. Recientemente se ha demostrado que los mecanismos de apoptosis o muerte celular programada participan activamente en el daño neuronal tardío tras la isquemia cerebral. En los procesos de apoptosis tiene gran importancia la familia de las caspasas, y en especial dos miembros de esta familia: caspasas 3 y 7 (caspasas ejecutoras), que se ponen en marcha tras estímulos isquémicos moderados, lo que las hace relevantes en la zona de penumbra. Entre los inhibidores de la apoptosis que se activan en la isquemia están Bcl-2 y la proteína inhibidora de apoptosis⁶.

Biomarcadores e inflamación tras el ictus isquémico en el ser humano

Desde el punto de vista clínico, algunos de los fenómenos inflamatorios que hemos comentado han podido ser estudiados tras el ictus isquémico en el ser humano y podrían empezar a ser aplicados con fines diagnósticos y pronósticos.

Citocinas

En general, podemos decir que las citocinas proinflamatorias, IL-1 y TNF-α, parecen exacerbar el daño cerebral isquémico, y que las moléculas antiinflamatorias como la IL-10 y el antagonista del receptor de la IL-1 (IL-1ra) parecen tener un efecto neuroprotector.

La expresión del ARN mensajero de IL-1β en células periféricas mononucleares mostró un incremento entre los días 1 a 3 tras el inicio de los síntomas, normalizándose entre los días 20 a 31, y se correlacionó con el grado de alteración neurológica⁷. También las concentraciones plasmáticas de IL-1ra están elevadas en pacientes dentro de la primera semana tras el ictus, en comparación con los controles⁸.

La producción de IL-6 tras el ictus se ha relacionado con el tamaño del infarto⁹. La IL-6 estimula la síntesis de fibrinógeno por los hepatocitos, por lo que los valores de fibrinógeno o el recuento de leucocitos son algunos de los reactantes de fase aguda que están aumentados tras el ictus. La IL-6 en plasma y en líquido cefalorraquídeo (LCR) fueron factores independientes de progresión para todos los subtipos de ictus¹⁰. En ese estudio, el nivel de IL-6 en plasma se relacionó con componentes de la reacción de fase aguda como temperatura, glucosa y fibrinógeno, que también se han relacionado con la progresión del infarto. Recientemente se ha descrito que el nivel de IL-6 en plasma en las primeras 12 h tras el ictus isquémico es un potente predictor independiente de mortalidad precoz¹¹.

El TNF-α se encuentra sobreexpresado en tejido cerebral de pacientes con ictus y aparece primero en el core del infarto y después en áreas periinfarto¹². Las concentraciones de TNF-α se encuentran elevadas en la fase aguda del ictus isquémico, tanto en LCR como en suero¹³. En pacientes con infartos lacunares, niveles elevados de TNF-α se asociaron a deterioro neurológico precoz y mal pronóstico funcional¹⁴.

El ARN mensajero del TGF-β-1 (transforming growth factor beta 1 ‘factor de crecimiento tisular beta 1’) y sus niveles de proteína se encuentran elevados en tejido cerebral tras el ictus, especialmente en los márgenes del infarto¹⁵. Este hallazgo podría explicar el papel neuroprotector de TGF-β-1 en la penumbra isquémica. Aunque se reportó un descenso sérico de las concentraciones de TGF-β-1¹⁶, otro estudio reciente no ha demostrado diferencias en los niveles de TGF-β-1 respecto a un grupo control¹⁷.

La citocina antiinflamatoria IL-10 es neuroprotectora en isquemia cerebral focal experimental y tras el ictus un elevado número de células mononucleares secretan IL-10¹⁸. También se han detectado concentraciones elevadas de IL-10 en el LCR tras la fase aguda del ictus¹⁹. Otro dato a favor del efecto protector de IL-10 es el hecho de que sujetos con baja producción de esta citocina, tienen un mayor riesgo de padecer un ictus²⁰.

Aunque otras citocinas (interferones [IFN], IL-2, IL-4, IL-16, IL-17, etc.) podrían tener un papel destacado en la regulación del proceso inflamatorio tras la isquemia cerebral, apenas disponemos de estudios clínicos que las hayan valorado.

Quimiocinas

Existe un incremento sistémico de ARN mensajero de IL-8 en células mononucleares de sangre periférica y en las concentraciones plasmáticas de IL-8 en pacientes con ictus. También se piensa que esta quimiocina juega un papel fundamental en el reclutamiento de neutrófilos a la zona de isquemia cerebral. Además, las concentraciones de IL-8 son mayores en LCR que en plasma, lo que sugiere que una parte importante de su producción proviene del sistema nervioso central (SNC)⁷. Las concentraciones de IL-8 en LCR difieren entre pacientes con grandes infartos afectando sustancia gris y pequeños infartos de la sustancia blanca. Parece que en los primeros podría tener un papel deletéreo y en los segundos, neuroprotector¹⁹.

La MCP-1 es una potente proteína quimiotáctica para monocitos, tiene un papel destacado en la infiltración del tejido isquémico por monocitos/macrófagos y se ha descrito un incremento de MCP-1 en LCR durante la fase aguda del ictus²¹.

Moléculas de adhesión

Varios estudios han valorado la sobreexpresión de estas moléculas en muestras de sangre periférica tomadas de 12 a 72 h tras el inicio del ictus. Algunos de estos estudios encontraron concentraciones elevadas de ICAM-1(intercellular adhesion molecule 1 ‘molécula de adhesión intercelular’), VCAM-1 (vascular cell adhesion molecule-1 ‘molécula de adhesión a la célula vascular’), E-selectina y P-selectina o de la expresión de CD18 o CD11a sobre los leucocitos.

Cabe destacar que los resultados de estos estudios no han ido siempre en la misma dirección, quizás por no ser éstos del todo comparables (diferentes subtipos de ictus, distintos tiempos de obtención de muestras, distintos métodos de ELISA [Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay], falta de corrección por tratamientos antiagregantes o antiinflamatorios, etc.).

Las concentraciones de ICAM-1 soluble (sICAM-1) están elevadas y alcanzan los niveles más altos dentro de las primeras 24 h del ictus²² y en la fase hiperaguda los niveles altos se relacionan con deterioro neurológico en la primera semana tras el ictus²³. Las concentraciones de sVCAM-1 se elevan entre los días 1 y 5²⁴ con un pico máximo al quinto día²². Una elevación transitoria de las concentraciones circulantes de la sELAM-1 (soluble endothelial leucocyte adhesion molecule-1 ‘molécula de adhesión leucocitaria-endotelial soluble 1’) también ha sido descrita²⁵. El descenso en los niveles de ICAM-1, VCAM-1 y E-selectina en los 4 primeros días tras el ictus se ha asociado a una mejor evolución del estado neurológico²⁶.

Pocos estudios han confirmado estos aspectos histopatológicamente en el ser humano. En uno de esos estudios se han encontrado células inflamatorias positivas para ICAM-1 y antígeno asociado a función de linfocitos 1 (LFA-1) (CD11a) en infartos recientes²⁷.

Metaloproteinasas

Recientemente hemos demostrado que los niveles plasmáticos de algunas MMP permiten predecir la evolución del infarto cerebral. Existen diferencias significativas entre los pacientes con niveles altos de MMP-9 correspondientes al grupo de empeoramiento clínico y los pacientes con niveles bajos de MMP-9 en el grupo de mejoría clínica²⁸. Existe una correlación positiva entre los valores medios de MMP-9 y el volumen del infarto cerebral medido en la tomografía computarizada (TC) craneal realizada a las 48 h del inicio de la clínica.

También hemos encontrado relaciones estrechas entre la expresión de MMP y la duración y extensión de la oclusión arterial. Así, los niveles más altos de MMP-9 y de MMP-2 se observan en aquellos pacientes con una oclusión proximal del tronco de la arteria cerebral media (ACM) que persiste ocluida durante todo el período del estudio. El hecho de que la expresión de MMP dependa del tiempo que la arteria permanece ocluida, permite plantear la hipótesis de que a mayor duración de la oclusión de la ACM se produce un mayor infarto cerebral mediado, al menos en parte, por la acción proteolítica de las MMP.

De hecho, diversos estudios experimentales demuestran de forma elegante esta secuencia de acontecimientos, ya que se observan reducciones importantes del tamaño del infarto tras la administración de inhibidores de MMP²⁹, tras el tratamiento con anticuerpos monoclonales contra la MMP-9³⁰ y en ratones deficientes para MMP-9³¹.

Como biomarcadores de transformación hemorrágica, estas moléculas también han despertado un gran interés, especialmente en el campo de la trombolisis. Pese al claro beneficio clínico del tratamiento trombolítico con t-PA dentro de las 3 primeras horas tras el inicio de los síntomas de un ictus isquémico, su uso en la práctica clínica no se ha generalizado. El incremento en el riesgo de aparición de hemorragia intracraneal sintomática (HICS) puede ser una de las razones de que menos de un 5% de los ictus isquémicos reciban t-PA en la actualidad. Por tanto, identificar los predictores de HICS podría ayudar a seleccionar a aquellos pacientes que mejor responderán al tratamiento, limitar las complicaciones e incluso ampliar la ventana terapéutica.

En ocasiones, a pesar de conseguir con éxito la recanalización de la arteria ocluida con la administración del fármaco trombolítico, no se produce mejoría clínica. Ante una isquemia cerebral prolongada, aparte del daño celular irreversible inicial, la reperfusión puede contribuir a empeorar la gravedad de la lesión, ya que los mecanismos de reoxigenación postisquémica pueden mediar la destrucción microvascular, la extravasación de componentes sanguíneos al parénquima y la tan temida transformación hemorrágica.

El estrés oxidativo es un proceso metabólico englobado dentro de la respuesta isquémica, y especialmente en el daño por reperfusión, directamente relacionado con la aparición de HICS. Recientemente se ha demostrado que el estrés oxidativo participa en la rotura de BHE ligado a la activación de MMP³². En este mismo sentido, el α-phenyl-N-t-butylnitrone, un agente que reduce la cantidad de radicales libres, ha demostrado ser efectivo en reducción de las hemorragias inducidas por t-PA en modelos animales de isquemia cerebral focal³³. Muy recientemente, se ha demostrado que los F2-isoprostanos, radicales libres producto de la peroxidación del ácido araquidónico neuronal, se encuentran elevados en las 6 primeras horas tras el ictus y su nivel se correlaciona con el de MMP-9³⁴. A pesar de estos sugerentes datos, no hay estudios en humanos que hayan valorado el uso de biomarcadores del estrés oxidativo como predictores de HICS.

Parece claro que precediendo a la transformación hemorrágica, se produce un daño dentro de la llamada «unidad neurovascular», que comprende el conjunto formado por las células endoteliales, astrocitos, neuronas y la matriz extracelular en la que estas células interaccionan. Aunque los efectos secundarios inducidos por t-PA son aún poco conocidos, recientemente se ha demostrado que tras la administración directa intraventricular de t-PA en cerebro de ratón, éste se une a LRP (LDL receptor-related-protein) incrementando la permeabilidad de BHE³⁵. Además, sabemos que la unión LRP-tPA estaría implicada en el mecanismo de activación de MMP-9³⁶.

Las MMP parecen ser moléculas clave en este proceso de degradación perivascular por existir un mecanismo de activación mediado por t-PA que podría contribuir a la rotura de BHE. Respecto a esta relación entre la administración de t-PA y la activación de MMP-9 «in vivo», sabemos que en modelos de isquemia cerebral en roedores, la administración exógena de t-PA incrementa los niveles de MMP-9, que en los animales deficientes para el gen del t-PA estos niveles decrecen de forma significativa y que la administración exógena de t-PA en los ratones deficientes reinstaura la respuesta de MMP-9 que se produce en los animales control³⁷.

Respecto al humano, sabemos que en pacientes tratados con t-PA se produce un pico de MMP-9 en sangre periférica entre 1 y 3 h después del tratamiento y que éste es más acusado en los casos que posteriormente presentaron complicaciones hemorrágicas³⁸.

Por tanto, parece que si somos capaces de controlar estos efectos secundarios de la administración de t-PA podremos mejorar la seguridad y eficacia de este tratamiento. De hecho, la coadministración de inhibidores de las MMP como el batimastat (BB-94) con t-PA reduce la tasa de complicaciones hemorrágicas³⁹. En esta línea de investigación, recientemente se ha descrito un nuevo inhibidor específico para las gelatinasas (SB-3CT) que, administrado en un modelo de isquemia cerebral focal, bloquea MMP-9 y su actividad reduciendo la degradación de laminina y rescatando a las neuronas de la apoptosis⁴⁰.

Los estudios en sangre periférica en humanos confirman algunos de los resultados de modelos experimentales. Sabemos, por diversos estudios, que los niveles de MMP-9 son predictores independientes de complicaciones hemorrágicas⁴⁰). Por otro lado, también se ha demostrado una sobreexpresión de MMP-9 en las zonas de parénquima con áreas de transformación hemorrágica respecto a otras zonas infartadas o al hemisferio contralateral en tejido cerebral humano⁴²; además, esas zonas de transformación hemorrágica están densamente pobladas de neutrófilos MMP-9+ (fig. 2). Recientemente, hemos podido demostrar cómo la administración de t-PA produce una rápida liberación de la MMP-9 contenida en los gránulos de dichos neutrófilos⁴³.

Figura 2.

La metaloproteinasa-9 es un biomarcador plasmático predictor de transformación hemorrágica. A) Tipos de transformación hemorrágica tras tratamiento trombolítico. B) La MMP-9 medida a la llegada del paciente a urgencias se halla elevada en aquellos pacientes que van a presentar complicaciones hemorrágicas tras la trombolisis (la línea discontinua indica el límite alto de la normalidad en controles sanos). C) Además de en sangre, también se ha encontrado elevación de MMP-9 en las zonas de TH en parénquima cerebral, en comparación con el core del infarto sin TH (I) y el hemisferio sano contralateral (C). Esas áreas de TH son muy ricas en neutrófilos cargados de MMP-9 en sus vesículas (D), que degradan la lámina basal de la microcirculación y ocasionan el sangrado (figura modificada de las citas^41,42). MMP-9: metaloproteinasa-9; TH: transformación hemorrágica.

También se ha descrito la implicación de otra metaloproteinasa, la MMP-3, en la transformación hemorrágica tras t-PA utilizando un modelo animal con ratones deficientes para la MMP-3⁴⁴.

Por lo tanto, parece que algunas MMP pueden ser prometedores biomarcadores para la mejor selección de los pacientes candidatos a recibir terapia trombolítica. En un estudio experimental reciente, utilizando un cultivo primario de astrocitos corticales de rata, se demuestra que los activadores del plasminógeno son capaces de inducir la expresión de MMP-9, diferentes quimiocinas y citocinas⁴⁵.

La fibronectina (Fn) puede ser otro interesante biomarcador para el diagnóstico. En este sentido, un estudio reciente demuestra que c-Fn plasmática está elevada en pacientes que presentan complicaciones hemorrágicas inducidas por t-PA, sugiriendo su potencial como predictor de hemorragias parenquimatosas sintomáticas⁴⁶.

Coagulación y fibrinolisis

Otro grupo de moléculas interesantes como biomarcadores son los inhibidores endógenos de la fibrinolisis. Después de un evento isquémico se produce una liberación de inhibidores endógenos de la fibrinolisis al torrente sanguíneo, que podría generar importantes diferencias interindividuales en la capacidad fibrinolítica global bloqueando o potenciando la fibrinolisis mediada por t-PA y el desarrollo de HICS. A favor de esta hipótesis, algunos trabajos han mostrado cómo pacientes que sufrieron una HICS presentaban niveles más bajos del inhibidor del activador del plasminógeno tipo 1 (PAI-1) y más elevados del inhibidor de la fibrinolisis activable por trombina (TAFI), y que la combinación de niveles de PAI-1 <21,4 ng/ml y de TAFI >180% predecía la aparición de HICS⁴⁷. También se ha descrito que la actividad de TAFI se incrementa tras la administración de fibrinolítico en pacientes con ictus isquémico⁴⁸.

Otros biomarcadores

Marcadores de inflamación cuyo uso esta más extendido, como la proteína C reactiva (PCR), de la que conocemos su relación con el mal pronóstico funcional a largo plazo cuando se halla elevada en fase aguda, se han valorado recientemente en la fase hiperaguda de pacientes que recibían terapia trombolítica (fig. 3), demostrándose que este marcador es un excelente predictor independiente de mortalidad⁵⁰. Además, en pacientes con isquemia cerebral transitoria, la PCR es un buen predictor de recurrencia de ictus⁵⁰. Por el contrario, niveles elevados de la prostaglandina antiinflamatoria 15-deoxy-PGJ2 se han relacionado con un mejor pronóstico tras el episodio isquémico⁵¹.

Figura 3.

La proteína C reactiva de alta sensibilidad es un biomarcador pronóstico en la fase aguda del ictus. Tasas de mortalidad de los pacientes a los 3 meses tras el ictus según los niveles de PCR (distribuidos en cuartiles). Las tasas de mortalidad se incrementan de forma progresiva para cada cuartil de PCR valorada en la fase hiperaguda (tres primeras horas del inicio de los síntomas) de pacientes con oclusiones de la arteria cerebral media que han recibido tratamiento trombolítico (modificado de la cita⁴⁹). PCR: proteína C reactiva.

En cuanto a otras moléculas no inflamatorias, se ha demostrado que el nivel de la adiponectina, una proteína secretada por los adipocitos con propiedades antiaterogénicas y acción en el metabolismo de la insulina, está disminuido en la enfermedad arteriosclerótica intracraneal con relación al resto de subtipos etiológicos de ictus⁵².

Recientemente, hemos encontrado que los niveles elevados de caspasa 3 medidos a las 24 h tras el ictus se relacionan con el crecimiento de la lesión isquémica en las secuencias de difusión de la resonancia magnética cerebral y con un peor pronóstico neurológico⁵³.

No hemos de olvidar que éstos son sólo algunos de los marcadores que podemos utilizar en la actualidad para monitorizar al paciente vascular y que otros biomarcadores relacionados con trombosis, como el factor tisular, o con daño endotelial, como la homocisteína, están estrechamente relacionados con los procesos inflamatorios. Así, recientemente se ha mostrado cómo el CD40 ligando, un indicador de la activación plaquetaria, es una especie de puente entre estas familias de marcadores⁵⁴.

Posibilidades futuras del empleo de biomarcadores en el manejo del ictus

En los últimos años se está planteando la posibilidad de hacer un diagnóstico bioquímico del ictus, empleando diversos biomarcadores plasmáticos⁵⁵. Uno de los problemas prácticos de los biomarcadores comentados hasta el momento es que no disponemos todavía de técnicas que permitan medirlos de forma rápida. En la European Stroke Conference (Bologna 2005), se presentó el primer kit de determinación rápida de biomarcadores para el diagnóstico analítico del ictus (Stroke Triage Panel). El mecanismo consiste en la medición rápida (unos 15 min) de los niveles plasmáticos de 4 moléculas clave: proteína S100-B, MMP-9, dímero D y BNP (brain natriuretic peptide ‘péptido natriurético cerebral’). Los resultados se incorporan a un complejo algoritmo que permite confirmar o descartar con elevada sensibilidad y especificidad el diagnóstico de ictus. A la espera de su inminente comercialización en Europa y de las publicaciones que nos permitan conocer mejor la especificidad y sensibilidad del test, su aceptación en el manejo clínico diario constituye una interesante incógnita.

En la misma dirección, un grupo suizo, mediante técnicas de proteómica ha identificado varios marcadores plasmáticos específicos de isquemia cerebral (ubiquitin fusion degradation protein [UFD 1], RNA-binding protein regulatory subunit [ARN-BP] y nucleoside diphosphate kinase A [NDKA])⁵⁶. Estas aproximaciones desde la proteómica, aunque complejas desde el punto de vista técnico, nos van a dar en los próximos años soluciones al problema de la determinación individual de biomarcadores, ya que de esa forma podremos identificar masivamente qué biomarcadores están implicados en distintas enfermedades neurovasculares, identificar nuevos marcadores de deterioro neurológico o de transformación hemorrágica. De este modo se ha podido identificar a la H-FABP (proteína ligada a ácidos graso de tipo cardíaco) como un nuevo biomarcador en el ictus isquémico⁵⁷ estudiando el LCR mediante espectrometría de masas. También se ha demostrado que dos moléculas, la apolipoproteína C-I y C-III pueden ayudar a distinguir el ictus isquémico del hemorrágico⁵⁸.

Estos últimos avances parecen indicar que no podemos esperar aproximaciones simplistas y que será necesario combinar varios biomarcadores para responder a las distintas preguntas que nos formulemos en el manejo agudo del ictus. Una solución intermedia es el uso de arrays de proteínas, en que analizamos en una muestra plasmática varios biomarcadores a la vez, mejorando el rendimiento de este tipo de estudios.

Desde el punto de vista técnico, se están demostrando las ventajas y la necesidad de testear estos biomarcadores a nivel del SNC para saber que su expresión procede realmente del parénquima cerebral que sufre los fenómenos isquémicos o hemorrágicos.

Para que el diagnóstico del ictus sea realmente posible empleando biomarcadores, necesitaremos la incorporación de biomarcadores más específicos de isquemia y hemorragia cerebral a los kits de determinación rápida comentados, de forma que nos permitan diferenciar mejor las enfermedades cerebrovasculares de entidades que simulan un ictus. Otra alternativa sería identificar biomarcadores propios de cada una de las condiciones que pueden simular un ictus (tumores, crisis epilépticas, etc.); ello permitiría referir de forma urgente a hospitales especializados sólo aquellos casos que se vayan a beneficiar de un posible tratamiento trombolítico.

Aunque la TC craneal se considera la prueba de elección para el diagnóstico de HICS, una combinación de biomarcadores podría ayudar a diferenciar estas entidades y, por tanto, orientar en la planificación terapéutica hiperaguda. Recientemente, se ha publicado que un marcador glial, GFAP (proteína ácida fibrilar glial) se eleva de forma precoz en la hemorragia intracraneal (HIC)⁵⁹. También nuestro grupo observó que el marcador de daño glial S100b y RAGE (receptor de los productos avanzados de la glucosilación) pueden ayudar en el diagnóstico diferencial rápido entre ictus isquémico y hemorrágico, además de aportar información sobre el pronóstico en la HIC⁶⁰.

Sería también de un gran interés para el clínico poder identificar biomarcadores que nos dieran información etiológica y poder hacer así el diagnóstico diferencial ante ictus isquémicos de etiología desconocida o con varias posibilidades etiológicas. En este sentido, hemos identificado que los pacientes con ictus de etiología cardioembólica tienen niveles más elevados de BNP y dímero D que aquéllos con cualquier otro tipo de etiología⁶¹. Este tipo de aproximaciones nos ayudará en el fututro a elegir la terapia de prevención secundaria más adecuada.

Las técnicas actuales de neuroimagen han revolucionado el diagnóstico del paciente neurovascular. De todas formas, hemos de ser conscientes de que las imágenes de resonancia continúan siendo técnicas morfológicas y están carentes de un gran contenido fisiopatológico. Algunos de los biomarcadores comentados en este capítulo predicen la expansión del infarto cerebral^53,62, existiendo una correlación entre los niveles de MMP-9 y de MMP-13 con la expansión de la lesión en difusión en las primeras 24 h tras el ictus⁶³.

Aunque interesantes, este tipo de estudios son meramente de asociación, por lo que actualmente se está intentando desarrollar técnicas que además de mostrarnos lo que ocurre en el tejido cerebral isquémico intentan dar información de los fenómenos moleculares de la cascada inflamatoria que están implicados en el proceso isquémico. El objetivo de estas técnicas de imagen molecular es, por tanto, visualizar los fenómenos que ocurren «in vivo» tras la isquemia cerebral. Para ello, se están empleando citocinas radiomarcadas. La mejor técnica para adquirir la señal de estos radiomarcadores es la gammagrafía cerebral (medicina nuclear molecular).

Finalmente, queda comentar la posibilidad de emplear biomarcadores para guiar el tratamiento del ictus. Actualmente se está planteando que podríamos realizar el control de la eficacia antiagregante, antihipertensiva e hipolipemiante mediante el uso de biomarcadores relacionados con el mecanismo de acción del fármaco empleado. También hay autores que plantean emplear biomarcadores para el control de tratamientos en la fase aguda del ictus (marcadores surrogados). De esta forma, se ha observado que tras la reperfusión efectiva del parénquima cerebral se produce un descenso de los biomarcadores proinflamatorios⁶⁴.

Por tanto, parece que si el avance técnico lo permite, pronto tendremos nuevas herramientas en forma de biomarcadores para mejorar el diagnóstico y el pronóstico del ictus, así como para monitorizar el tratamiento y la prevención secundaria de la enfermedad cerebrovascular.

Declaración de conflicto de intereses

Los autores han declarado no tener ningún conflicto de intereses.