Sánchez, Sánchez, Munera, and Cardona: Relación filogenética de ácaros Glyciphagidae, Pyroglyphidae, Chortoglyphidae y Acaridae, según la secuencia de sus alérgenos



Antecedentes

Las alergias conforman un grupo de enfermedades frecuentes que resultan de interacciones entre la constitución genética de cada individuo y la exposición a factores ambientales que intervienen en su desarrollo. Aunque pueden presentarse a cualquier edad, su inicio suele ser en la infancia y su prevalencia parece estar en aumento en los países en desarrollo, especialmente los ubicados en el trópico.1,2

La atopia es un factor de riesgo indispensable para el desarrollo de alergias mediadas por sensibilización a la inmunoglobulina E (IgE)3,4 y está fuertemente asociada con el asma, la rinitis y la conjuntivitis.5,6 Actualmente, la evaluación de atopia se hace utilizando extractos proteicos de las fuentes sospechosas a las que se expone el paciente, para evaluar la presencia de la IgE específica.7,8 En los países del trópico, los ácaros son la principal causa de atopia;9,10 los mayormente reportados son Dermatophagoides pteronyssinus, Dermatophagoides farinae y Blomia tropicalis.11,12,13,14

Los estudios epidemiológicos han mostrado que no todas las poblaciones están expuestas a los diferentes ácaros en la misma proporción,6,7 sin embargo, debido a la reactividad cruzada entre algunas proteínas, las personas que tienen una sensibilización IgE a proteínas que se mantienen conservadas entre diferentes especies, pueden presentar síntomas con fuentes a las que no están expuestos si estas presentan estas proteínas.15 Usualmente esto ocurre entre proteínas filogenéticamente conservadas con alta identidad que reciben el nombre de “panalérgenos” y están presentes en fuentes ancestralmente relacionadas. Estas proteínas explican porque más de 97 % de los pacientes alérgicos a Dermatophagoides pteronyssinus también lo están a Dermatophagoides farinae (y viceversa), ya que ambos pertenecen al mismo género taxonómico y sus proteínas son similares.11,12 Aunque una alta cosensiblización entre los ácaros de una misma familia es lo esperado, esto no siempre ocurre: aunque Blomia tropicalis ha sido clasificado como un ácaro de la familia Glyciphagidae, la frecuencia de sensibilización a otros ácaros de esta familia como Lepidoglyphus destructor o Glycyphagus domesticus es menor de 30 %,16 aun cuando son ácaros de amplia distribución.

El conocimiento de la reactividad cruzada entre los diferentes alérgenos puede tener importante impacto clínico, ya que permitiría definir de forma más exacta cuáles extractos se deben usar en el momento de realizar las pruebas de alergia para determinar la atopia del paciente y definir los alérgenos a utilizar si el paciente tiene indicación de inmunoterapia. Teniendo en cuenta estas observaciones y el impacto clínico que pueden tener una identificación adecuada de las fuentes de sensibilización que inducen la alergia, en el presente artículo nos propusimos evaluar la relación filogenética mediante métodos bioinformáticos entre las principales proteínas alergénicas de ácaros de acuerdo con la identidad y la homología de sus principales alérgenos.

Método

Se trabajó con ocho ácaros de los seleccionados inicialmente, por ser los más frecuentes en el trópico y de mayor importancia en las patologías alérgicas, pertenecientes a las familias Glyciphagidae, Pyroglyphidae, Chortoglyphidae y Acaridae y con base en las características morfológicas(cuadro 1). De la familia Pyroglyphidae se seleccionaron las tres especies más representativas del género Dermatophagoides: Dermatophagoides pteronyssinus, Dermatophagoides microceras y Dermatophagoides farinae. En la familia Glyciphagidae se seleccionaron dos géneros, incluyendo uno de Blomia tropicalis y Glycyphagus domesticus. Para Chortoglyphidae también se incluyeron dos especies de géneros diferentes: Euroglyphus maynei y Chortoglyphus arcuatus. Por último, para la familia Acaridae se escogieron tres especies: Acarus siro, Lepidoglyphus destructor y Tyrophagus putrescentiae.

Cuadro 1

Clasificación taxonómica clásica de los ácaros y frecuencia de sensibilización encontrada en población colombiana

Orden Suborden Familia Género Especie
Acari Astigmata Acaridae Acarus Aca s (61 %)
Tyrophagus Tyr p (59 %)
Glycyphagidae Lepidoglyphus Lep d (67 %)
Glycyphagus Gly d (49 %)
Blomia Blo t (46 %)
Pyroglyphidae Dermatophagoides Der p (73 %) Der f (76 %) Der m (67 %)
Chortoglyphidae Euroglyphus Eur m (69 %)
Chortoglyphus Cho a (55 %)

De estos ácaros se seleccionaron los alérgenos pertenecientes a los grupos 1, 2 y 5. En el grupo 1 se encuentran varios alérgenos mayores de los ácaros con una prevalencia de sensibilización entre los pacientes atópicos a los ácaros de 70 a 100 %; estos alérgenos son glicoproteínas con una masa molecular de aproximadamente 25 kDa, pertenecientes a la familia de las cisteín-proteasas, aunque se ha descrito que algunas pertenecen a las proteasas de serina. En el grupo 2 se incluyen alérgenos mayores con una prevalencia de sensibilización de 80 a 100 %, pertenecientes a la familia NPC2 (proteínas secretadas por la epidermis de unión a lípidos), con un peso molecular variable entre 14 y 26 kDa. El grupo 5 son proteínas estructurales, con un peso molecular de 15 kDa y una frecuencia de sensibilización de 20 a 50 %, aunque su función en los ácaros aún no está claramente descrita, sin embargo, en especies como Blomia tropicalis es uno de los principales alérgenos con un alto porcentaje de sensibilización.

Análisis bioinformáticos

Para los alineamientos de los alérgenos de los grupos 1, 2 y 5 de los ácaros se utilizaron secuencias de ARN y aminoácidos. Para comparar la similitud molecular con la prevalencia de sensibilización encontrada por Sánchez et al.16 se parearon todos los alérgenos encontrados en cada grupo. Se utilizaron las secuencias obtenidas a través del programa BLAST, en la base de datos del National Center for Biotechnology Information (NCBI), validadas hasta el 14 de septiembre de 2016. Solo se incluyeron las secuencias que se encontraban reportadas en la WHO/IUIS Allergen Nomenclature Sub-Committee (http://www.allergen.org) y que presentaran una secuencia completa. En las secuencias peptídicas de alineamiento pareado se utilizó el programa CRUSTAL Omega versión 1.2.3, disponible en http://www.uniprot.org, el cual implementa el algoritmo Feng y Doolittle modificado por Des Higgins. La base de datos se describe en el cuadro 2.

Cuadro 2

Base de los diferentes ácaros y sus alérgenos utilizados en los alineamientos

Ácaros/alérgenos Entrada Uniprot Código Base de ARNm (GeneBank) Base de aminoácidos EMBL Numero de aminoácidos
Pyroglyphagidae
Dermatophagoides pteronyssinus
Der p 1 P08176 PEPT1_DERPT U11695 AAB60215.1 320
Der p 2 P49278 ALL2_DERPT AF276239 AAF86462.1 146
Der p 5 P14004 ALL5_DERPT S76337 AAB32841.1 132
Dermatophagoides farinae
Der f 1 P16311 PEPT1_DERFA X65196 CAA46316.1 321
Der f 2 Q00855 ALL2_DERFA D10447 BAA01239.1 146
Der f 5 Q3LHF8 Q3LHF8_DERFA AB195581 BAE45865.1 132
Glycyphagidae
Blomia tropicalis
Blo t 1 A1KXI0 A1KXI0_BLOTA AY291322 AAQ24541.1 333
Blo t 2 A6XEN8 A6XEN8_BLOTA DQ677253 ABG76185.1 142
Blo t 5 O96870 ALL5_BLOTA U59102 AAD10850.1 134
Glycyphagus domesticus
Gly d 1 N.P. N.P. N.P. N.P. N.P.
Gly d 2 Q9U5P7 ALL21_GLYDO AJ249864 CAB59976.1 128
Gly d 5 Q1M2M7 Q1M2M7_GLYDO AY288675 AAQ54605.1 255
Acaridae
Acarus siro
Aca s 1 A7UNU3 A7UNU3_ACASI EU092651 ABU50820.1 331
Aca s 2 A7XZH1 A7XZH1_ACASI EU106609 ABU97460.1 143
Aca s 5 N.P. N.P. N.P. N.P. N.P.
Lepidoglyphus destructor
Lep d 1 N.P. N.P. N.P. N.P. N.P.
Lep d 2 P80384 ALL2_LEPDS X83875  CAA58755.1 141
Lep d 5 Q9U5P2. ALL5_LEPDS AJ250278 CAB62212.1 110
Tyrophagus putrescentiae
Tyr p 1 B0KZL4 B0KZL4_TYRPU DQ983317 ABM53753.1 336
Tyr p 2 O02380 ALL2_TYRPU Y12690 CAA73221.1 141
Tyr p 5 B2GM93 B2GM93_TYRPU AY800358 AAX34057.1 135
Chortoglyphidae
Euroglyphus maynei
Eur m 1 P25780 PEPT1_EURMA AF047610 AAC82351.1 321
Eur m 2 Q9TZZ2 ALL2_EURMA AF047613 AAC82349.1 145
Eur m 5 N.P. N.P. N.P. N.P. N.P.

[i] Se incluye el código de entrada para las secuencias de nucleótidos y aminoácidos. EMBL = European Molecular Biology Laboratory

Para la construcción de los árboles de cada alérgeno se utilizó el programa molecular Evolutionary Genetic Analysis (MEGA) versión 7, utilizando el método de reconstrucción de neighbor-joining con soporte por bootstrap con 500 replicaciones como medida de fiabilidad y robustez, asumiendo mínima evolución en la topología. Este modelo utiliza una matriz comparativa para encontrar la similitud entre nucleótidos (ARN o ADN) o aminoácidos (péptidos) de dos o más secuencias para establecer la proximidad evolutiva entre las especies. Así, entre más valores positivos de identidad se encuentre entre las secuencias, mayor su relación y más próximas en el árbol. Todos los espacios vacíos fueron eliminados (deleciones completas). A partir de la comparación global y las homologías se obtuvo la suma de longitud de las ramas que determinan la cantidad de nodos y la posición de los mismos, incluyendo los clusters de las secuencias evolutivamente más cercanas. Debido al número de secuencias utilizadas no se realizó subanálisis filogenéticos.

Resultados

Al buscar las secuencias en las diferentes bases de datos, no se encontraron datos para Chortoglyphus arcuatus y Dermatophagoides microceras, por lo que estas especies no se incluyeron en el estudio. Además, no se encontraron secuencias de Gly d 1, Aca s 5 y Eur m 5. La secuencia de Lep d 1 reportada por el NCBI es igual a la secuencia Lep d 2 y no se encuentra registrada en allergome.org, por lo tanto, esta secuencia tampoco fue incluida en el estudio.

Alineamientos de las secuencias del grupo 1

Los porcentajes de identidad del grupo 1 se muestran en el cuadro 3. Existió gran variabilidad en las secuencias (26 a 85 %). El porcentaje de identidad entre Der p 1 y Der f 1 fue de 82.8 % y al compararlas con Eur m1 se observó una identidad un poco mayor (84.4 y 85.9 %, respectivamente). La relación entre las otras familias fue menor a 40 %. Tyr p 1 en general, presentó menor identidad con las demás proteínas pertenecientes al grupo 1 con los valores más bajos entre Der p 1 y Tyr p 1 (26.3 %) y la mayor identidad con Aca s 1 (36.9 %). Blo t 1 presentó baja identidad con las proteínas de la familia Pyroglyphidae, con una identidad promedio de 32.6 %.

Cuadro 3

Alineamiento de alérgenos de ácaros del grupo 1 basado en las secuencias de aminoácidos

Alineamiento Posiciones Identidad
Idénticas Similares (%)
Dermatophagoides pteronyssinus- Dermatophagoides farinae 266 42 82.86
Dermatophagoides pteronyssinus-Blomia tropicalis 108 104 31.85
Dermatophagoides pteronyssinus-Acarus siro 100 101 29.41
Dermatophagoides pteronyssinus-Euroglyphus maynei 271 40 84.42
Dermatophagoides pteronyssinus-Tyrophagus putrescentiae 91 118 26.30

Dermatophagoides farinae-Blomia tropicalis 113 100 33.33
Dermatophagoides farinae-Acarus siro 110 96 31.88
Dermatophagoides farinae-Euroglyphus maynei 276 33 85.98
Dermatophagoides farinae-Tyrophagus putrescentiae 99 103 28.53

Blomia tropicalis-Acarus siro 136 109 39.88
Blomia tropicalis-Euroglyphus maynei 115 92 34.02
Blomia tropicalis-Tyrophagus putrescentiae 127 102 37.13

Acarus siro-Euroglyphus maynei 106 98 31.08
Acarus siro-Tyrophagus putrescentiae 126 117 36.95

Euroglyphus maynei-Tyrophagus putrescentiae 95 116 27.37

Alineamiento de las secuencias del grupo 2

La proporción de identidad del grupo 2 se muestra en el cuadro 4. Los alineamientos del grupo 2 fueron similares a los del grupo 1. La mayor identidad se presentó entre las especies pertenecientes a la familia Pyroglyphidae (Der p 2 y Der f 2), con 86.9 %. El alérgeno Eur m 2 presentó la mayor relación con el género Dermatophagoides spp., al encontrar una identidad bastante alta en los alineamientos de Der p 2 y Eur m 2 (84.2 %) y Der f 2 y Eur m 2 (82.1 %). La identidad de la familia Pyroglyphidae con las demás familias presentó valores que oscilaban entre 36 y 41 %. Los valores más bajos se observaron en el alineamiento entre Der p 2 y Lep d 2 (31.9 %), seguido de Gly d 2 y Eur m 2 (32.1 %). Los alérgenos de las especies de la familia Glycyphagidae, Blo t y Gly d, presentaron una identidad de 36.1 %, mientras que la identidad de Blo t 2 fue más alta con los miembros de la familia Acaridae en los alineamientos Blo t 2 y Tyr p 2 (50.7 %), Blo t 2 y Lep d 2 (51.40 %) y Blo t 2 y Aca s 2 (44 %).

Cuadro 4

Alineamiento de alérgenos de ácaros del grupo 2 basado en secuencias de aminoácidos*

Alineamiento Posiciones Identidad
Idénticas Similares (%)
Dermatophagoides pteronyssinus-Dermatophagoides farinae 127 14 86.98
Dermatophagoides pteronyssinus-Blomia tropicalis 57 59 39.04
Dermatophagoides pteronyssinus-Acarus siro 58 44 39.72
Dermatophagoides pteronyssinus-Lepidoglyphus destructor 52 53 35.61
Dermatophagoides pteronyssinus-Glycyphagus domesticus 47 46 31.97
Dermatophagoides pteronyssinus-Euroglyphus maynei 123 18 84.24
Dermatophagoides pteronyssinus-Tyrophagus putrescentiae 57 53 39.04

Dermatophagoides farinae-Blomia tropicalis 58 61 39.72
Dermatophagoides farinae-Acarus siro 60 44 41.09
Dermatophagoides farinae-Lepidoglyphus destructor 61 51 41.78
Dermatophagoides farinae-Glycyphagus domesticus 53 44 36.05
Dermatophagoides farinae-Euroglyphus maynei 120 20 82.19
Dermatophagoides farinae-Tyrophagus putrescentiae 60 52 41.09

Blomia tropicalis-Acarus siro 63 51 44.05
Blomia tropicalis-Lepidoglyphus destructor 73 45 51.40
Blomia tropicalis-Glycyphagus domesticus 52 50 36.11
Blomia tropicalis-Euroglyphus maynei 59 59 40.69
Blomia tropicalis-Tyrophagus putrescentiae 72 44 50.70

Acarus siro-Lepidoglyphus destructor 65 46 45.45
Acarus siro-Glycyphagus domesticus 53 44 36.55
Acarus siro-Euroglyphus maynei 55 49 37.93
Acarus siro-Tyrophagus putrescentiae 58 51 40.55

Lepidoglyphus destructor-Glycyphagus domesticus 70 38 48.61
Lepidoglyphus destructor-Euroglyphus maynei 56 50 38.62
Lepidoglyphus destructor-Tyrophagus putrescentiae 66 48 46.47

Glycyphagus domesticus-Euroglyphus maynei 47 47 32.19
Glycyphagus domesticus-Tyrophagus putrescentiae 56 46 39.16

Euroglyphus maynei-Tyrophagus putrescentiae 54 53 37.24

[i] *Se describen posiciones idénticas, similares y porcentaje de identidad

Alineamientos de las secuencias del grupo 5

Los porcentajes de identidad de los alérgenos del grupo 5 se muestran en el cuadro 5. Para este grupo de proteínas se presentaron valores mucho más bajos en comparación con los otros dos alérgenos, oscilando entre 17 y 76 %. El alineamiento entre las especies del género Dermatophagoides fue nuevamente el que presentó identidad más alta, con 76.51 %. Los datos más bajos se presentaron en el alineamiento de esta familia con Gly d 5, donde los valores fueron de 17.89 % entre Der f 5 y Gly d 5 y de 18.43 % entre Der p 5 y Gly d 5. El otro miembro de la familia Glycyphagidae, Blomia tropicalis, presentó un valor alto al parearlo con Tyrophagus putrescentiae (51.11 %) y con las especies de la familia Pyroglyphidae (Der f 5 y Blo t 5 [44.03 %], Der p 5 y Blo t 5 [41.04 %]). Los demás apareamientos no sobrepasaron 40 % de identidad.

Cuadro 5

Alineamiento de Alérgenos de ácaros del grupo 5 basados en secuencias de aminoácidos

Alineamiento Posiciones Identidad
Idénticas Similares (%)
Dermatophagoides pteronyssinus-Dermatophagoides farinae 101 23 76.51
Dermatophagoides pteronyssinus-Blomia tropicalis 55 58 41.04
Dermatophagoides pteronyssinus-Lepidoglyphus destructor 40 45 30.07
Dermatophagoides pteronyssinus-Glycyphagus domesticus 47 49 18.43
Dermatophagoides pteronyssinus-Tyrophagus putrescentiae 49 48 36.29

Dermatophagoides farinae-Blomia tropicalis 59 53 44.03
Dermatophagoides farinae-Lepidoglyphus destructor 45 39 33.83
Dermatophagoides farinae-Glycyphagus domesticus 46 51 17.89
Dermatophagoides farinae-Tyrophagus putrescentiae 50 46 36.76

Blomia tropicalis-Lepidoglyphus destructor 53 35 39.55
Blomia tropicalis-Glycyphagus domesticus 62 40 24.21
Blomia tropicalis-Tyrophagus putrescentiae 69 43 51.11

Lepidoglyphus destructor-Glycyphagus domesticus 66 32 25.88
Lepidoglyphus destructor-Tyrophagus putrescentiae 48 36 35.55

Glycyphagus domesticus-Tyrophagus putrescentiae 57 51 22.17

Análisis filogenéticos de las secuencias de ARNm y aminoácidos de los alérgenos de los grupos 1, 2 y 5 de los ácaros

La historia evolutiva fue inferida utilizando el método neighbor-joining para las secuencias de ARNm y aminoácidos. El árbol filogenético se obtiene de la suma de la longitud de las ramificaciones. El porcentaje de réplicas presentadas asociadas con cada una de las agrupaciones entre las taxas en la prueba de fidelidad de bootstrap se muestra en cada ramificación. La unidad de cada ramificación es igual a las distancias evolutivas usadas para inferir la filogenética del árbol. Estas fueron computadas usando el método de corrección de Poisson. La cantidad de nucleótidos y aminoácidos evaluados varía de acuerdo con la cantidad de espacios vacíos generados por el alineamiento (gap) y nucleótidos ausentes entre cada secuencia estudiada.

Arboles de los alérgenos del grupo 1

En los árboles de los alérgenos del grupo 1 se incluyeron seis especies. La suma de las distancias de las ramificaciones para los arboles de ARNm y aminoácidos fueron de 1.72 y 2.036, respectivamente. Todos los nódulos presentaron una confidencialidad mayor a 90 % (exceptuando el nódulo de Tyrophagus putrescentiae y Acarus siro en el árbol por aminoácidos (55 %). La cantidad de monómeros evaluados fue de 600 nucleótidos y 208 aminoácidos. Ambos árboles presentaron una topología muy similar. Se observó estrecha relación entre las proteínas de la familia Pyroglyphidae y Euroglyphus maynei. Las dos especies de la familia Acaridae se encontraron en la misma ramificación, sin embargo, no presentaron una estrecha relación (distancia al nódulo, 0.39 Tyrophagus putrecentiae y 0.32 Acarus siro). Blomia tropicalis fue la especie más divergente de los ácaros estudiados (figuras 1 y 2).

Figura 1

Árbol filogenético de alérgenos de ácaros del grupo 1 a partir de las secuencias de ácidos nucleicos, utilizando el método neighbor-joining; se muestra con la suma de la longitud de la rama = 1.72211816. El árbol está dibujado a escala, señalando al lado de las ramas las distancias evolutivas utilizadas. Hubo 600 posiciones en el conjunto de datos final.

2448-9190-ram-66-02-163-gf1.png

Figura 2

Árbol filogenético de alérgenos de ácaros del grupo 1 a partir de las secuencias de aminoácidos. La historia evolutiva se dedujo utilizando el método neighbor-joining. Se muestra el árbol óptimo con la suma de longitud de rama = 2.03618307. Hubo 208 posiciones en el conjunto de datos final.

2448-9190-ram-66-02-163-gf2.png

Arboles de los alérgenos del grupo 2

Para el análisis del grupo 2 se incluyeron ocho especies en ambos árboles. La suma de las distancias de las ramificaciones para los arboles de ARNm y aminoácidos fueron de 2.18 y 2.49, respectivamente. La confidencialidad de los nódulos fue en todos los casos mayor a 50 %. La cantidad de monómeros evaluados fue de 379 nucleótidos y 125 aminoácidos. La familia Pyroglyphidae presentó nuevamente la relación más estrecha (distancias < 0.2). La proteína más distante fue Aca s 2 seguida de Lep 2 y, además, la proteína de Blomia tropicalis se presentó muy distante en los dos árboles, sin ninguna relación con Gly d 2, perteneciente a la misma familia. La relación entre las demás especies fue muy baja, con ramas mayores a 0.27 en ambos arboles (figuras 3 y 4).

Figura 3

Árbol filogenético de alérgenos de ácaros grupo 2 a partir de las secuencias de ácidos nucleicos obtenidas mediante el método neighbor-joining. Se muestra con la suma de la longitud de la rama = 2.18019072. El árbol está dibujado a escala; al lado de las ramas se señalan las distancias evolutivas utilizadas. Hubo 379 posiciones en el conjunto de datos final.

2448-9190-ram-66-02-163-gf3.png

Figura 4

Árbol filogenético de alérgenos de ácaros grupo 2 a partir de las secuencias de aminoácidos. Se muestra con la suma de longitud de rama = 2.49796941. La historia evolutiva se dedujo utilizando el método neighbor-joining. Se eliminaron todas las posiciones que contenían vacíos y datos perdidos. Hubo 125 posiciones en el conjunto de datos final.

2448-9190-ram-66-02-163-gf4.png

Arboles de los alérgenos del grupo 5

En los arboles filogenéticos del grupo 5 se incluyeron seis especies en ambos árboles. La sumas de las distancias de las ramificaciones para los arboles de ARNm y aminoácidos fueron de 1.90 y 2.05, respectivamente. La confidencialidad de los nódulos fue en todos los casos mayor a 70 %. La cantidad de monómeros evaluados fue de 379 nucleótidos y 109 aminoácidos. Las especies con mayor relación fueron las pertenecientes al género Dermatophagoides (< 0.15).

En el árbol filogenético basado en la secuencia de ARNm se encontró nuevamente que la especie más distante de todas, incluyendo a la otra especie de la familia, fue Blomia tropicalis. En la secuencia de aminoácidos, Blo t 5 presentó mayor relación con Tyr p 5 que en el árbol de ARNm. Nuevamente las demás proteínas fueron bastante divergentes entre sí (figuras 5 y 6).

Figura 5

Árbol filogenético de alérgenos de ácaros grupo 5 a partir de las secuencias de ácidos nucleicos. La suma de la longitud de ramificación fue de 1.90357234. La historia evolutiva se realizó a partir del método neighbor-joining. En el árbol dibujado a escala se señala al lado de las ramas las distancias evolutivas utilizadas. Hubo 327 posiciones en el conjunto de datos final

2448-9190-ram-66-02-163-gf5.png

Figura 6

Árbol filogenético de alérgenos de ácaros grupo 5 a partir de las secuencias de aminoácidos. Se muestra el árbol óptimo con la suma de longitud de rama = 2.05448287. La historia evolutiva se dedujo utilizando el método neighbor-joining. Hubo 109 posiciones en el conjunto de datos final.

2448-9190-ram-66-02-163-gf6.png

Discusión

Los ácaros son organismos de distribución cosmopolita pertenecientes al orden Astigmata, caracterizados por su cutícula poco queratinizada y su respiración cutánea. Se diferencian de los demás artrópodos por no tener un cuerpo segmentado. Estas especies son la principal fuente de sensibilización a IgE y las principales causantes de alergias en las regiones tropicales. Las familias más representativas en las alergias y con mayor distribución a nivel mundial son Acaridae, Glycyphagidae, Pyroglyphidae y Chortoglyphidae. Sin embargo, por más de cuatro décadas se ha discutido sobre su clasificación e hipótesis evolutiva. Las primeras clasificaciones basadas en las características morfológicas de las especies actualmente establecen relaciones poco consistentes con los análisis moleculares de las diferentes secuencias de ADN (genoma y mitocondrial), ARN (mensajero y ribosómico) y aminoácidos de estos ácaros, lo que ha provocado un debate sobre la clasificación de las especies en diferentes grupos taxonómicos con propuestas de clasificación diferentes a las iniciales.17

Clínicamente, esta categorización ha tomado importancia ya que diferentes grupos de proteínas de los ácaros son las principales fuentes de sensibilización y, muchas de estas tienen secuencias altamente conservadas presentando una alta homología. Entre mayor la identidad entre secuencias y exposición a los diferentes epítopes, mayor la probabilidad de presentar reactividad cruzada y, por tanto, de síntomas a un mayor número de especies de ácaros. Además, la presencia de estos ácaros y la concentración a la exposición de los alérgenos está relacionado con los niveles de IgE específico en suero y con el fenotipo del asma alérgica, con lo que se observa una relación entre el tipo de alérgeno y la familia a la que pertenece.18 A partir de lo anterior, al conocer la estructura primaria de los diferentes alérgenos y que tan conservadas se encuentran, las secuencias de epítopos específicos y las concentraciones requeridas del alérgeno para desencadenar la sensibilización, se pueden realizar combinaciones de extractos de ácaros o alérgenos para un mejor diagnóstico y tratamiento de las enfermedades alérgicas.16,19

Los alérgenos de los grupos 1 y 2 son importantes en la medicina dada su alta frecuencia de unión con la IgE y estas proteínas son usadas frecuentemente en las pruebas de diagnóstico y en la inmunoterapia alérgeno-específica.20 Por otro lado, el grupo 5 son proteínas homologas de aproximadamente 15 kD, sin una función conocida. Los tres alérgenos se encuentran principalmente en las heces de los ácaros y están frecuentemente asociados con el desarrollo de síntomas en las personas atópicas.

En los tres grupos de alérgenos estudiados, la mayor homología se presentó entre los miembros de la familia Pyroglyphidae y en algunos casos estos presentaron una alta homología con alérgenos de otras familias. Para el grupo 1 y 2, Dermatophagoides pteronyssinus y Euroglyphus maynei presentaron valores de identidad mayores a 80 %, mientras que en el grupo 5 la secuencia de Eur m 5 no está reportada en la base de datos, pero la identidad entre Der p 5 y Der f 5 fue de 76.51 %, lo que mostró alta conservación en los miembros de esta familia de proteínas y la probabilidad de que exista una reactividad cruzada entre los tres grupos de alérgenos de estos ácaros. La alta relación de esta familia se evidencia nuevamente al observar los árboles filogenéticos de los tres alérgenos, tanto de la secuencia de nucleótidos como de aminoácidos, con la relación más estrecha entre todos los organismos estudiados y ubicándolos en una rama totalmente independiente, afirmando la conservación molecular entre estas proteínas y su homología.

El género Dermatophagoides es considerado la principal fuente de alérgenos en el polvo doméstico y la especie más relevante en las enfermedades alérgicas como rinitis, asma y dermatitis en las zonas tropicales. Entre los alérgenos de este género, los grupos 1 y 2 son serodominantes respecto a los demás alérgenos. En el estudio de Sánchez et al.,16 las pruebas con los extractos de las especies de esta familia presentaron alta cosensibilización y correlación en el tamaño de la pápula, sugiriendo también una reactividad cruzada entre estas especies. Al comparar los resultados filogenéticos con la prevalencia de sensibilización en esta población encontramos que existe alta relación en los resultados, con los valores más altos en la familia Pyroglyphidae. Además, al evaluar la razón de probabilidades, encontramos que Der f y Der p fueron el principal factor de riesgo para la sensibilización a otras fuentes, aumentando más de 20 veces la probabilidad de sensibilización a otros ácaros de la familia Pyroglyphidae y más de 10 veces la sensibilización a ácaros de otras familias.16

La identidad entre las demás familias en los tres grupos es muy baja, lo que demuestra una diversificación evolutiva entre estas moléculas y una muy baja posibilidad de reactividad cruzada. Estudios que evaluaron esta reacción entre Pyroglyphidae y las demás familias presentaron resultados diversos.3,4,9,12 Se han planteado tres posibles causas:

  • El origen diferente de los sueros obtenidos, con características genéticas y ambientales específicas, con una respuesta particular contra los alérgenos.

  • En la mayoría de los casos se evalúa el extracto completo del ácaro y no los componentes moleculares.

  • La fuente de donde se obtienen, ya que se ha demostrado que existen variantes genéticas entre los alérgenos de los ácaros provenientes de diferentes países y que la variación de aminoácidos puede influir también en la unión de IgE con el alérgeno.

Una simple modificación de un aminoácido puede alterar la respuesta inmunológica y la producción de citocinas.20,21,22 Las implicaciones clínicas de estos hallazgos son varias: debido a la distribución cosmopolita de la familia Pyroglyphidae y su alta reactividad cruzada con otras especies de la familia Acaridae, su utilización en el diagnóstico de atopia y en el tratamiento de las alergias hace que no sea indispensable utilizar extractos de las otras dos familias, lo que ahorr tiempo y dinero tanto para el paciente como para el médico tratante. La excepción a esta utilidad práctica serían las zonas donde la frecuencia de ácaros de la familia Chortoglyphidae y Acaridae es mayor que la de los ácaros de la familia Pyroglyphidae, sin embargo, esto no suele presentarse en la región del trópico, donde imperan las especies de Dermatophagoides.

Para Blomia tropicalis, esta especie es una fuente importante de sensibilización al polvo doméstico en las regiones tropicales y subtropicales, ya que en estas zonas la humedad relativa (aproximadamente 85 %) y la temperatura (aproximadamente 28 °C) son propicias para el desarrollo de este ácaro y la sensibilización es muy frecuente en la población. A partir de sus características morfológicas, esta especie es clasificada en la familia Glyciphagidae, sin embargo, al observar los arboles filogenéticos y los alineamientos encontramos que, en su mayoría, esta especie es la que presenta una mayor diversificación evolutiva incluso con Glycyphagus domesticus, especie perteneciente a esa familia, con una identidad muy baja en los alineamientos realizados y una muy baja relación con las demás especies en los árboles filogenéticos.

Nuestros resultados concuerdan con lo propuesto en 1982 por O’Connor, quien incorpora al género Blomia en un grupo taxonómico aparte. En trabajos realizados previamente encontramos baja correlación y probabilidad de cosensibilización entre Blomia tropicalis y las demás especies estudiadas, con valores bajos en la razón de sensibilización, lo que reafirma la distancia evolutivamente marcada de esta especie respecto a las familias estudiadas. Por esto, en la clínica es recomendable evaluar independientemente la alergenicidad de esta especie, dada su baja relación con las otras especies y la poca probabilidad de reactividad cruzada.

A diferencia de las especies de la familia Pyroglyphidae, cuyas principales fuentes de sensibilización son los alérgenos de los grupos 1 y 2, el alérgeno del grupo 5 de Blomia tropicalis desempeña un papel importante en la sensibilización a esta especie, especialmente en enfermedades respiratorias como el asma. El reconocimiento de estas secuencias y la síntesis de epítopos específicos pueden ayudar a identificar posibles mecanismos de modulación de los linfocitos T e inhibir la secreción de IgE por parte de los linfocitos B.19 Además, se están reconociendo nuevos alérgenos de gran importancia provenientes de Blomia tropicalis, como Blo t 7, el cual puede inducir respuestas inmunes innatas a través de TLR2.23 Por lo tanto, es necesario realizar más estudios sobre esta especie y sus diferentes alérgenos para comprender a cabalidad el papel que desempeña en las enfermedades alérgicas.

Por otro lado, Glycyphagus domesticus presentó mayor relación filogenética con Lepidoglyphus destructor en los alérgenos de los grupos 2 y 5 en las secuencias de aminoácidos, mas no en la secuencia de nucleótidos. Probablemente la relación es visible en los árboles filogenéticos dada la organización de las secuencias y los gap no visibles en el momento del alineamiento. Dada la homología, es probable que estas especies presenten un ancestro común y puedan reorganizarse en una sola familia. Esto se observa en la diversificación entre Lepidoglyphus destructor y Acarus siro, muy distantes en el árbol filogenético de ambas fuentes y con una identidad media en los alineamientos (45.45 %). Como contraste, Acarus siro mantiene una relación con Tyrophagus putrescentiae, especialmente en el grupo 1, consistente con la clasificación morfológica descrita. Sin embargo, se necesita analizar muchos más genes para confirmar esta relación.

En conclusión, los alérgenos de los grupos 1, 2 y 5 de las especies del género Pyroglyphidae son altamente conservadas y como principales moléculas de sensibilización deben considerase y evaluar la posibilidad de reactividad cruzada entre ellas. Blomia tropicalis es un componente importante en la sensibilización en los trópicos y, por su distancia evolutiva, es importante evaluarlo independientemente de las demás. Glycyphagus domesticus y Lepidoglyphus destructor se encuentran en la misma familia y sus secuencias son altamente conservadas, por consiguiente, su evaluación como un componente individual también es necesaria, pero solo en las poblaciones donde se encuentre este ácaro.

Referencias

1. Chong-Neto HJ, Rosário NA, Solé D, Latin American ISAAC Group. Asthma and rhinitis in South America: how different they are from other parts of the world. Allergy Asthma Immunol Res. 2012;4(2):62-67. DOI: 10.4168/aair.2012.4.2.62

HJ Chong-Neto NA Rosário D Solé Latin American ISAAC Group Asthma and rhinitis in South America: how different they are from other parts of the worldAllergy Asthma Immunol Res201242626710.4168/aair.2012.4.2.62

2 . Solé D , Mallol J, Wandalsen GF, Aguirre V; Latin American ISAAC Phase 3 Study Group. Prevalence of symptoms of eczema in Latin America: results of the International Study of Asthma and Allergies in Childhood (ISAAC) phase 3. J Investig Allergol Clin Immunol. 2010;20(4):311-323. Disponible en: http://www.jiaci.org/issues/vol20issue4/6.pdf

D Solé J Mallol GF Wandalsen V Aguirre Latin American ISAAC Phase 3 Study Group Prevalence of symptoms of eczema in Latin America: results of the International Study of Asthma and Allergies in Childhood (ISAAC) phase 3J Investig Allergol Clin Immunol.2010204311323http://www.jiaci.org/issues/vol20issue4/6.pdf

3. Kurukulaaratchy RJ, Karmaus W, Arshad SH. Sex and atopy influences on the natural history of rhinitis. Curr Opin Allergy Clin Immunol. 2012;12(1):7-12. DOI: 10.1097/ACI.0b013e32834ecc4e

RJ Kurukulaaratchy W Karmaus SH Arshad Sex and atopy influences on the natural history of rhinitisCurr Opin Allergy Clin Immunol201212171210.1097/ACI.0b013e32834ecc4e

4. Fasce L, Tosca MA, Baroffio M, Olcese R, Ciprandi G. Atopy in wheezing infants always starts with monosensitization. Allergy Asthma Proc. 2007;28(4):449-453. DOI: 10.2500/aap.2007.28.2966

L Fasce MA Tosca M Baroffio R Olcese G Ciprandi Atopy in wheezing infants always starts with monosensitizationAllergy Asthma Proc200728444945310.2500/aap.2007.28.2966

5. Brozek JL, Bousquet J, Baena-Cagnani CE, Bonini S, Canonica GW, Casale TB, et al. Allergic Rhinitis and its Impact on Asthma (ARIA) guidelines: 2010 revision. J Allergy Clin Immunol. 2010;126(3):466-476. DOI: 10.1016/j.jaci.2010.06.047

JL Brozek J Bousquet CE Baena-Cagnani S Bonini GW Canonica TB Casale Allergic Rhinitis and its Impact on Asthma (ARIA) guidelines2010revisionJ Allergy Clin Immunol126346647610.1016/j.jaci.2010.06.047

6. Sánchez J, Páez B, Macías A, Olmos C, de Falco A. Atopic dermatitis guideline. Position paper from the Latin American Society of Allergy, Asthma and Immunology. Rev Alerg Mex. 2014;61(3):178-211. DOI: 10.29262/ram.v61i3.43

J Sánchez B Páez A Macías C Olmos A de Falco Atopic dermatitis guideline. Position paper from the Latin American Society of Allergy, Asthma and ImmunologyRev Alerg Mex201461317821110.29262/ram.v61i3.43

7. Bousquet J, Heinzerling L, Bachert C, Papadopoulos NG, Bousquet PJ, Burney PG, et al. Practical guide to skin prick tests in allergy to aeroallergens. Allergy. 2012;67(1):18-24. DOI: 10.1111/j.1398-9995.2011.02728.x

J Bousquet L Heinzerling C Bachert NG Papadopoulos PJ Bousquet PG Burney Practical guide to skin prick tests in allergy to aeroallergensAllergy2012671182410.1111/j.1398-9995.2011.02728.x

8. Zakzuk J, Acevedo N, Cifuentes L, Bornacelly A, Sánchez J, Ahumada V, et al. Early life IgE responses in children living in the tropics: a prospective analysis. Pediatr Allergy Immunol. 2013;24(8):788-797. DOI: 10.1111/pai.12161

J Zakzuk N Acevedo L Cifuentes A Bornacelly J Sánchez V Ahumada Early life IgE responses in children living in the tropics: a prospective analysisPediatr Allergy Immunol201324878879710.1111/pai.12161

9. Sánchez J, Diez S, Cardona R. Frequency of sensitization to animals in a tropical area. Rev Alerg Mex. 2014;61(2):81-89. DOI: 10.29262/ram.v61i2.30

J Sánchez S Diez R Cardona Frequency of sensitization to animals in a tropical areaRev Alerg Mex2014612818910.29262/ram.v61i2.30

10. Burbach G, Heinzerling L, Edenharter G, Bachert C, Bindslev-Jensen C, Bonini S, et al. GA(2)LEN skin test study II: clinical relevance of inhalant allergen sensitizations in Europe. Allergy. 2009;64(10):1507-1515. DOI: 10.1111/j.1398-9995.2009.02089.x

G Burbach L Heinzerling G Edenharter C Bachert C Bindslev-Jensen S Bonini GA(2)LEN skin test study II: clinical relevance of inhalant allergen sensitizations in EuropeAllergy200964101507151510.1111/j.1398-9995.2009.02089.x

11. Martínez J, Méndez C, Talesnik E, Campos E, Viviani P, Sánchez I. Skin prick test of immediate hypersensitivity in a selected Chilean pediatric population sample. Rev Med Chil. 2005;133(2):195-201. DOI: /S0034-98872005000200007

J Martínez C Méndez E Talesnik E Campos P Viviani I Sánchez Skin prick test of immediate hypersensitivity in a selected Chilean pediatric population sampleRev Med Chil20051332195201/S0034-98872005000200007

12. Caraballo L, Puerta L, Fernández-Caldas E, Lockey RF, Martínez B. Sensitization to mite allergens and acute asthma in a tropical environment. J Investig Allergol Clin Immunol. 1998;8(5):281-284.

L Caraballo L Puerta E Fernández-Caldas RF Lockey B. Martínez Sensitization to mite allergens and acute asthma in a tropical environmentJ Investig Allergol Clin Immunol199885281284

13. Kim CR, Jeong KY, Yi MH, Kim HP, Shin HJ, Yong TS. Cross-reactivity between group-5 and -21 mite allergens from Dermatophagoides farinae, Tyrophagus putrescentiae and Blomia tropicalis. Mol Med Rep. 2015;12(4):5467-5474.

CR Kim KY Jeong MH Yi HP Kim HJ Shin TS Yong Cross-reactivity between group-5 and -21 mite allergens from Dermatophagoides farinae, Tyrophagus putrescentiae and Blomia tropicalisMol Med Rep201512454675474

14. Simpson A, Green R, Custovic A, Woodcock A, Arruda LK, Chapman MD. Skin test reactivity to natural and recombinant Blomia and Dermatophagoides spp. allergens among mite allergic patients in the UK. Allergy. 2003;58(1):53-56. DOI: 10.1034/j.1398-9995.2003.23354.x

A Simpson R Green A Custovic A Woodcock LK Arruda MD Chapman Skin test reactivity to natural and recombinant Blomia and Dermatophagoides spp. allergens among mite allergic patients in the UKAllergy2003581535610.1034/j.1398-9995.2003.23354.x

15. Sánchez-Caraballo J, Diez-Zuluaga S, Cardona-Villa R. Sensibilización a aeroalergenos en pacientes alérgicos de Medellín, Colombia. Rev Alerg Mex. 2012;59(3):139-147.

J Sánchez-Caraballo S Diez-Zuluaga R Cardona-Villa Sensibilización a aeroalergenos en pacientes alérgicos de Medellín, ColombiaRev Alerg Mex2012593139147

16. Sánchez J, Calvo V, Sánchez A, Díez S, Cardona R. Sensitization to 10 mites in a tropic area. Der p and Der f are important risk factor for sensitization to other mites from pyroglyphidae, acaridae, chortoglyphidae, and glyciphagidae families. Rev Alerg Mex. 2017;64(2):153-162. DOI: 10.29262/ram.v64i2.243

J Sánchez V Calvo A Sánchez S Díez R Cardona Sensitization to 10 mites in a tropic area. Der p and Der f are important risk factor for sensitization to other mites from pyroglyphidae, acaridae, chortoglyphidae, and glyciphagidae familiesRev Alerg Mex201764215316210.29262/ram.v64i2.243

17. Dabert M, Witalinski W, Kazmierski A, Olszanowski Z, Dabert J. Molecular phylogeny of acariform mites (acari, arachnida): strong conflict between phylogenetic signal and long-branch attraction artifacts. Mol Phylogenet Evol. 2010;56(1):222-241. DOI: 10.1016/j.ympev.2009.12.020

M Dabert W Witalinski A Kazmierski Z Olszanowski J Dabert Molecular phylogeny of acariform mites (acari, arachnida): strong conflict between phylogenetic signal and long-branch attraction artifactsMol Phylogenet Evol201056122224110.1016/j.ympev.2009.12.020

18. Susanto AJ, Rengganis I, Rumende CM, Harimurti K. The differences in serum quantitative specific IgE levels induced by dermatophagoides pteronyssinus, dermatophagoides farinae and blomia tropicalis sensitization in intermittent and persistent allergic asthma. Acta Med Indones. 2018;49(4):299-306. Disponible en: http://www.actamedindones.org/index.php/ijim/article/view/458/pdf

AJ Susanto I Rengganis CM Rumende K Harimurti The differences in serum quantitative specific IgE levels induced by dermatophagoides pteronyssinus, dermatophagoides farinae and blomia tropicalis sensitization in intermittent and persistent allergic asthmaActa Med Indones2018494299306http://www.actamedindones.org/index.php/ijim/article/view/458/pdf

19. Wong KH, Zhou Q, Prabhu N, Furuhashi K, Chua YL, Grotenbreg GM, et al. Blomia tropicalis allergen 5 (Blo t 5) T-cell epitopes and their ability to suppress the allergic immune response. Immunology. 2017;152(2):344-355. DOI: 10.1111/imm.12772

KH Wong Q Zhou N Prabhu K Furuhashi YL Chua GM Grotenbreg Blomia tropicalis allergen 5 (Blo t 5) T-cell epitopes and their ability to suppress the allergic immune responseImmunology2017152234435510.1111/imm.12772

20. Shafique RH, Klimov PB, Inam M, Chaudhary FR, OConnor BM. Group 1 allergen genes in two species of house dust mites, dermatophagoides farinae and Dermatophagoides pteronyssinus (acari: pyroglyphidae): direct sequencing, characterization and polymorphism. PloS One. 2014;9(12):e114636. DOI: 10.1371/journal.pone.0114636

RH Shafique PB Klimov M Inam FR Chaudhary BM OConnor Group 1 allergen genes in two species of house dust mites, dermatophagoides farinae and Dermatophagoides pteronyssinus (acari: pyroglyphidae): direct sequencing, characterization and polymorphismPloS One2014912e11463610.1371/journal.pone.0114636

21. Thomas WR. Hierarchy and molecular properties of house dust mite allergens. Allergol Int. 2015;64(4):304-311. DOI: 10.1016/j.alit.2015.05.004

WR Thomas Hierarchy and molecular properties of house dust mite allergensAllergol Int201564430431110.1016/j.alit.2015.05.004

22. Nilsson O, Binnmyr J, Zoltowska A, Saarne T, Van-Hage M, Grönlund H. Characterization of the dog lipocalin allergen Can f 6: the role in cross-reactivity with cat and horse. Allergy. 2012;67(6):751-757. DOI: 10.1111/j.1398-9995.2012.02826.x

O Nilsson J Binnmyr A Zoltowska T Saarne M Van-Hage H Grönlund Characterization of the dog lipocalin allergen Can f 6: the role in cross-reactivity with cat and horseAllergy201267675175710.1111/j.1398-9995.2012.02826.x

23. Soongrung T, Mongkorntanyatipa K, Peepim T, Buaklin A, Le-Mignon M, Malainual N, et al. The blomia tropicalis allergen Blo t 7 stimulates innate immune signaling pathways through TLR2. Clin Exp Allergy. 2018;48(4):464-474. DOI: 10.1111/cea.13098

T Soongrung K Mongkorntanyatipa T Peepim A Buaklin M Le-Mignon N Malainual The blomia tropicalis allergen Blo t 7 stimulates innate immune signaling pathways through TLR2Clin Exp Allergy201848446447410.1111/cea.13098

Notes

[3] Este artículo debe citarse como: Sánchez A, Sánchez J, Munera M, Cardona R. Relación filogenética de ácaros Glyciphagidae, Pyroglyphidae, Chortoglyphidae y Acaridae, según la secuencia de sus principales alérgenos. Rev Alerg Mex. 2019;66(2):163-177

Glossary

Abreviaturas y siglas

NCBI

National Center for Biotechnology Information



This display is generated from NISO JATS XML with jats-html.xsl. The XSLT engine is libxslt.

Enlaces refback

  • No hay ningún enlace refback.


Licencia de Creative Commons
Este obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial 4.0 Internacional.