Neutrófilos sin estallido respiratorio: el test de NBT negativo
Niño de 4 años, vecino de Bilbao, con abscesos cutáneos recurrentes por Staphylococcus aureus y una neumonía por Aspergillus. El hemograma muestra neutrófilos en número normal y la fagocitosis observada al microscopio es normal, pero el test de nitroazul de tetrazolio (NBT) es negativo: los neutrófilos no reducen la sal amarilla a formazán azul. Se identifica una mutación en CYBB, gen situado en Xp21 que codifica la subunidad gp91phox de la NADPH oxidasa fagocítica. La madre es asintomática, tiene dos hermanos varones sanos y una hermana con infecciones cutáneas leves de repetición. Los cultivos de las lesiones crecen systematically bacterias y hongos catalasa-positivos.
1. Describa la secuencia de acontecimientos desde el reconocimiento del microorganismo hasta su destrucción dentro del fagolisosoma, indique qué etapas están intactas en este paciente y cuáles fallan, y explique por qué el NBT no vira a azul.
Read the worked answer
Secuencia normal. (1) Opsonización por IgG y C3b. (2) Reconocimiento por receptores FcγR y CR3. (3) Polimerización de actina y emisión de pseudópodos: el microorganismo queda en un fagosoma. (4) Fusión con lisosomas y acidificación por la bomba de protones V-ATPasa (pH ≈ 5), con hidrolasas, lisozima y péptidos antimicrobianos. (5) Estallido respiratorio: la NADPH oxidasa, ensamblada a partir de gp91phox y p22phox en la membrana más las subunidades citosólicas, transfiere electrones del NADPH al O2: 2 O2 + NADPH → 2 O2•− + NADP+ + H+. (6) La superóxido dismutasa convierte el anión en H2O2. (7) La mieloperoxidasa forma hipocloroso: H2O2 + Cl− → HOCl + H2O.
Qué falla aquí. Las etapas 1-4 están intactas; por eso el recuento de neutrófilos y la fagocitosis al microscopio son normales. Lo que no funciona es la etapa 5: sin gp91phox no hay transferencia de electrones, no hay O2•−, y en cascada no hay H2O2 ni HOCl. La muerte intracelular de microorganismos depende sobre todo de ese mecanismo oxidativo, y de ahí la clínica.
Por qué el NBT no vira. El NBT es un aceptor artificial de electrones que se reduce a formazán azul en presencia de O2•−. Si no se genera superóxido, la sal permanece amarilla. El test mide, por tanto, la actividad funcional de la NADPH oxidasa y no la capacidad de fagocitar, lo que explica que un frotis con fagocitosis normal dé un resultado negativo.
2. Explique por qué la madre es asintomática, por qué los dos hermanos varones están sanos y por qué la hermana presenta infecciones leves, relacionando cada caso con la herencia ligada al cromosoma X y con la inactivación aleatoria de uno de los cromosomas X.
Read the worked answer
Herencia. CYBB está en Xp21.1. Los varones son hemicigotos: con un solo cromosoma X, cualquier alelo patológico se expresa y no hay copia sana que compense. Las mujeres tienen dos X, de modo que pueden ser heterocigotas portadoras.
Los hermanos. Cada hijo varón recibe el X materno o el paterno con probabilidad 1/2. Que ambos estén sanos es compatible con haber heredado el X normal; la probabilidad de que los dos hayan escapado del alelo mutado es 1/4, un suceso perfectamente posible en una familia pequeña y que no exige ninguna explicación adicional.
La madre. En cada célula somática femenina se inactiva al azar uno de los dos X (lyonización), y el patrón se mantiene en el clon celular. Si la inactivación es aleatoria, en promedio la mitad de los neutrófilos expresan el alelo normal. Como los neutrófilos son células de vida corta y la capacidad microbicida es una función con umbral, un 50 % de actividad suele bastar para no presentar síntomas: la portadora es asintomática aunque su población de neutrófilos sea funcionalmente mosaico.
La hermana. Presenta infecciones leves porque probablemente sufre inactivación sesgada del X: por azar, o por selección de clones, la mayoría de sus neutrófilos inactiva el X portador del alelo sano y expresa el mutado, con lo que su proporción de células competentes cae muy por debajo del 50 %. El mismo mecanismo explica por qué algunas portadoras de enfermedades ligadas al X tienen manifestaciones clínicas. Un dato útil para confirmarlo sería medir la actividad oxidasa en neutrófilos individuales por citometría.
3. Razone por qué los antibióticos por sí solos no controlan las infecciones de este paciente, por qué predominan los microorganismos catalasa-positivos y qué fundamento biológico tienen el interferón gamma profiláctico o el trasplante de progenitores hematopoyéticos.
Read the worked answer
Por qué fallan los antibióticos solos. El defecto no está en la supervivencia extracelular del microorganismo sino en la eliminación intracelular. Muchos antibióticos no penetran bien en el fagolisosoma o pierden actividad en su pH ácido, de modo que las bacterias que sobreviven dentro de los neutrófilos actúan como reservorio y reinician la infección cuando el fármaco se retira. El tratamiento antimicrobiano es necesario pero insuficiente: sin muerte oxidativa, el control requiere profilaxis continua y, en última instancia, corregir el defecto celular.
Por qué catalasa-positivos. Los microorganismos catalasa-negativos, como los neumococos, producen H2O2 propio; ese peróxido puede ser utilizado por la mieloperoxidasa del fagocito para generar hipocloroso incluso sin NADPH oxidasa, lo que proporciona una vía alternativa de muerte. S. aureus y Aspergillus son catalasa-positivos: destruyen su propio peróxido y privan al fagocito de ese sustrato. El patrón de sensibilidad a catalasa es, por tanto, una consecuencia directa de la bioquímica del defecto.
Fundamento de las terapias. El interferón gamma induce la expresión de los componentes de la NADPH oxidasa y de otros mecanismos antimicrobianos, y reduce la frecuencia de infecciones graves, aunque no corrige la mutación. El trasplante de progenitores hematopoyéticos es potencialmente curativo porque el defecto reside en células derivadas de la médula ósea: al sustituir el compartimento hematopoyético se restaura la población de neutrófilos con oxidase funcional, y con ella el estallido respiratorio.