El ATP es liberado de neuronas y bajo condiciones patológicas por las plaquetas activadas, células inflamatorias y epiteliales. Una vez en el espacio extracelular, activa a un grupo de receptores en la membrana celular llamados purinoreceptores (P2). El ATP es metabolizado por las ectonucleotidasas. Existen cuatro tipos de ectonucleotidasas: la ectonucleotidasa trifosfato difosfohidrolasa (E-NTPDasa), la fosfatasa alcalina, la ectonucleotidasa pirofosfatasa fosfodiesterasa (E-NPPs) y la 5-nucleotidasa. De estas, tres familias son las que hidrolizan al ATP: la E-NTPDasa, la E-NPPs y la fosfatasa alcalina (AP). A la fecha, hay muy pocos trabajos donde se estudie el papel del ATP en el asma. En 1996, Pellegrino et al. estudió la función pulmonar de 8 sujetos asmáticos y 8 sanos, que se sometieron a una prueba de reto bronquial con metacolina, histamina y ATP. Encontraron que las vías aéreas de los sujetos asmáticos fueron 6400 veces más sensibles a la inhalación de ATP que los sujetos sanos. Además, entre los sujetos asmáticos que inhalaron ATP, este fue 51 veces más potente que la metacolina y 87 veces más potente que la histamina para producir la disminución de un 15% del volumen espiratorio forzado al 1er segundo. Una posible explicación del mayor efecto del ATP en estos pacientes asmáticos es que la hidrólisis de éste nucleótido este disminuida. En apoyo a esta hipótesis, nosotros encontramos en cobayos sensibilizados a ovoalbúmina que la respuesta de broncoconstricción inducida por el reto antigénico se incrementó significativamente al administrar, 15 min antes del reto, ARL-67156, un inhibidor competitivo de las ectonucleotidasas. El broncoespasmo provocado al inhibir estas enzimas, fue tan severo que causó una mortalidad de ~45% en estos animales, lo que indicaría que la cantidad de ATP liberada por el reto antigénico y que no fue hidrolizado por estas enzimas es el responsable de este fenómeno. Este hallazgo es de gran relevancia en la fisiopatología del asma ya que demuestra por primera vez que las ectonucleotidasas tienen un efecto protector al ATP, probablemente liberado masivamente durante el reto antigénico debido a que existen un mayor número de células inflamatorias que estarían liberando este nucleótido en concentraciones milimolares. Existen pacientes asmáticos que son refractarios a los tratamientos actuales, situación que también depende del nivel de gravedad de la enfermedad, por lo que resultaría de gran importancia explorar si estos pacientes tienen alguna alteración en sus ectonucleotidasas. De corroborar esta hipótesis estaríamos proponiendo por primera vez un nuevo mecanismo en esta enfermedad con nuevas alternativas terapéuticas. Al ser el asma una enfermedad inflamatoria crónica,ocasiona que las vías aéreas se vuelvan "inestables" y respondan de forma exagerada a diversos estímulos (hiperreactividad). Nosotros encontramos que la histamina y el carbacol, estimulan el epitelio de la vía aérea, induciendo la COX-2 y esta acción es responsable de que la respuesta contráctil al ATP sea mayor. La 5-HT no fue capaz de inducir a la COX-2 en el epitelio traqueal, sin embargo, como los agonistas anteriores, fue capaz de incrementar la respuesta al ATP vía TXA2, probablemente vía la tromboxano sintasa. Por lo tanto, existe la posibilidad de que la mayoría de los mediadores químicos broncoconstrictores, liberados durante una crisis asmática, aumenten la expresión de la COX-2 y/o la tromboxano sintasa por lo que podríamos proponer los inhibidores de éstas enzimas como una alternativa terapéutica de esta enfermedad.

En el proyecto anterior encontramos en cobayos sensibilizados a ovoalbúmina que la respuesta de broncoconstricción inducida por el reto antigénico se incrementó significativamente al administrar, 15 min antes del reto, ARL-67156, un inhibidor competitivo de las ectonucleotidasas (enzimas responsables de hidrolizar al ATP). El broncoespasmo provocado al inhibir estas enzimas, fue tan severo que causó una mortalidad de ~45% en estos animales, lo que sugiere que la cantidad de ATP liberada por el reto antigénico y que no fue hidrolizado por estas enzimas es, probablemente, el responsable de este fenómeno. Este hallazgo es de gran relevancia en la fisiopatología del asma ya que demuestra por primera vez que las ectonucleotidasas tienen un efecto protector al ATP, probablemente liberado masivamente durante el reto antigénico. En este contexto, existen pacientes asmáticos que son refractarios a todos los tratamientos actuales, situación que también depende del nivel de gravedad de la enfermedad, por lo que resultaría de gran importancia explorar si estos pacientes tienen alguna alteración en sus ectonucleotidasas, enzimas responsables de hidrolizar el ATP liberado por las células inflamatorias. Por lo anterior, es de gran relevancia evaluar los mecanismos involucrados en este fenómeno para poder entender mejor a esta enfermedad y en el futuro tener mejores alternativas terapéuticas. De corroborar nuestra hipótesis en sujetos asmáticos, tendríamos un caso de éxito, ya que por primera vez se estaría proponiendo un nuevo mecanismo en esta enfermedad con nuevas alternativas terapéuticas. Asimismo, en el proyecto anterior, encontramos que el carbacol, la histamina o la serotonina (5-HT) producen un incremento en la respuesta de contracción del músculo liso traqueal del cobayo inducida por una concentración umbral de ATP. Hasta la fecha solo se conocía que los leucotrienos C4 y D4, la prostaglandina D2, el TXA2 y el TNF-α eran los únicos mediadores químicos capaces de inducir hiperreactividad de las vías aéreas. Así, nuestros resultados demuestran, por primera vez, que otras substancias como la histamina, la 5-HT y un agonista colinérgico como el carbacol también son capaces de inducir hiperreactividad específica (al ATP) en el músculo liso de la vía aérea. También demostramos que la contracción inducida por el ATP es indirecta, es decir, involucra la activación de los receptores purinérgicos P2Y4 y P2Y6 en el epitelio de la vía aérea que a su vez inducen la producción de TXA2 para producir la contracción del músculo liso. También es muy conocido que la vía metabólica para la producción de TXA2 requiere de una enzima, la ciclooxigenasa. Existen dos isoformas de esta enzima, la constitutiva (COX-1) y la inducible (COX-2). En este contexto, en el proyecto anterior, encontramos que los agonistas como la histamina y el carbacol, estimulan el epitelio de la vía aérea, vía sus receptores específicos, induciendo la COX-2 y esta acción es responsable de que la respuesta contráctil al ATP sea mayor. Con respecto a la 5-HT, esta no fue capaz de inducir a la COX-2 en el epitelio de la vía aérea ni tampoco en el músculo liso traqueal, sin embargo, como los agonistas anteriores, fue capaz de incrementar la respuesta al ATP vía TXA2. Por lo tanto, es probable que su mecanismo de acción sea diferente aumentando la expresión de la tromboxano sintasa, enzima responsable de producir TXA2 vía el metabolismo del ácido araquidónico. Al ser el asma una enfermedad inflamatoria crónica, la presencia permanente de esta inflamación ocasiona que las vías aéreas se vuelvan “inestables” y respondan de forma exagerada a diversos estímulos (agonistas broncoconstrictores como metacolina, histamina, serotonina, LTs, prostaglandinas, ATP, etc) produciendo una disminución del calibre bronquial. A esta respuesta exagerada de las vías aéreas se le denomina hiperreactividad bronquial, rasgo patognomónico de esta enfermedad. Por lo tanto, existe la posibilidad de que la mayoría de los mediadores químicos broncoconstrictores, liberados durante una crisis asmática, aumenten la expresión de la COX-2 en el epitelio de la vía aérea o la tromboxano sintasa en el músculo liso, por lo que podríamos proponer a los inhibidores de éstas enzimas como una alternativa terapéutica de esta enfermedad.