Exosomas: Manteniéndote en contacto con tus trillones de amigos más cercanos

Artículo original de Haylie Romero

Traducción de Orlangie Natera-Naranjo

Existen aproximadamente 37.2 trillones de células en el cuerpo humano. Este número es 5,000 veces mayor que la cantidad de gente que habita el planeta entero; y todas estas células tienen que, de alguna manera, trabajar en conjunto para lograr que tú seas ‘tú’. Cada célula juega un rol definido para mantenerte saludable y funcional, pero ¿cómo saben éstas cuál es su rol? ¿Cómo se comunican con las otras trillones de células para asegurarse que todo fluya correctamente? Estas preguntas tienen muchas respuestas largas y complicadas. 

En el cuerpo ocurren varios tipos de señales. Por ejemplo, hay señales, como las hormonas, enviadas a través del torrente sanguíneo y reguladas de manera estricta; también hay señales eléctricas, como las que usan las neuronas para comunicarse con otras neuronas y con los músculos. Sobre los últimos treinta años, los científicos han descubierto y comenzado a investigar un nuevo tipo de señal: un medio por el cual células de cualquier tipo pueden enviar pequeños mensajes al resto del cuerpo acerca de quiénes son, cómo están y qué está pasando en general en su mundo interno. A estas pequeñas bolsas mensajeras se les conoce como exosomas, y pueden imaginarse esencialmente como si fueran el Facebook del cuerpo. 

Los exosomas son unas vesículas pequeñitas envueltas en membrana celular secretados por la célula. Éstos contienen ácidos nucleicos (ARN) y proteínas específicas al tipo de célula del cual se originan. Su carga no sólo refleja el tipo de célula del cual se originan, sino que también refleja el estado actual de esa célula. Estas pequeñas vesículas son expulsadas al espacio circundante a la célula y terminan propagándose a los fluidos del cuerpo, tales como la sangre, orina y saliva, lo cual les permite transportarse a cualquier parte del cuerpo con facilidad. Es como si tomases una foto durante un evento en tu vida que ocurre en un momento particular y la publicases en las redes sociales, donde luego puede terminar en cualquier parte y sirve como un ‘snapshot’ (o retrato) de ese determinado momento en tu vida. Ya que los exosomas contienen proteínas y ARN de la célula, en cierta manera, éstos representan las condiciones en las que se encontraba la misma durante el tiempo en el que fueron expulsados de ésta. Al ser transportados a través de los fluidos corporales, estos pequeños ‘snapshots’ pueden entonces navegar por todo el cuerpo. Tal como esa foto vergonzosa que sabes que siempre va a existir en alguna parte del abismo del internet. 

El estudio de los exosomas ha aumentado explosivamente en las últimas tres décadas. Inicialmente se pensaba que éstos eran solo un medio utilizado por las células para deshacerse de desperdicios, pero ahora sabemos que ese, definitivamente, no es el caso. Numerosos estudios científicos han ayudado a revelar algunos de los complejos roles que juegan los exosomas en la comunicación entre célula a célula en condiciones normales y patológicas, y apenas los estamos comenzando a entender. El primer, y más tradicional, contexto en el cual se estudiaron los exosomas fue en el de biología del cáncer, pero el campo de investigación se ha expandido para incluir un rango amplio de tejidos y enfermedades. En este artículo, me enfocaré en discutir algunos de los roles e implicaciones de los exosomas, específicamente en el sistema nervioso. Éstos incluyen la propagación de la proteína tau en la enfermedad de Alzheimer, el uso de exosomas para el diagnóstico de enfermedades, así como su uso para tratar enfermedades.

El rol de los exosomas en la enfermedad de Alzheimer

La enfermedad de Alzheimer es increíblemente compleja, y los científicos no entienden completamente cómo progresa el daño cerebral o dónde comienza. Ambos temas aún están sujetos a debate. No obstante, sabemos con certeza que uno de los marcadores característicos de la enfermedad de Alzheimer son los conglomerados de proteína tau. Conjuntos de proteína tau mal plegada (o retorcida de forma errónea) se agrupan en las neuronas de los cerebros de pacientes con Alzheimer y pueden causar la muerte celular. Esta proteína tau mal plegada luego se propaga a otras neuronas, eventualmente afectando más y más áreas del cerebro. Los conglomerados de tau pueden difundirse de varias maneras distintas; una de estas es a través de la secreción de exosomas y el recibimiento de éstos por células vecinas. Estudios realizados por Asai et al. (2015) tal como por Polanco et al. (2016) demostraron que una reducción en la formación de exosomas pudo detener la propagación de tau, y que exosomas que contenían tau provocaron la formación de conglomerados de tau en otras células.

Los exosomas como una herramienta de diagnóstico no invasiva

Los exosomas son pequeñas bolsas mensajeras reflexivas de su célula de origen. Cuando la célula sufre cambios —digamos, como en el caso de una enfermedad— la carga de los exosomas también cambia. Esto tiene implicaciones clínicas increíbles ya que los exosomas podrían servir como biomarcadores para la detección temprana de ciertas patologías. Con tan sólo obtener pequeños volúmenes de algún fluido corporal (por ejemplo sangre u orina), se podría analizar la composición de la carga de los exosomas presentes en ese fluido para identificar cambios indicativos de algún desorden. Esto permitiría un diagnóstico no invasivo de enfermedades. Dado que obtener muestras de fluidos corporales es un proceso tan barato y simple, más personas podrían ser monitoreadas para detectar cambios específicos en la composición de sus exosomas, especialmente si tienen un historial familiar de ciertas enfermedades. Estas herramientas son enfáticamente diferentes a muchas de las que se utilizan actualmente con fines diagnósticos, tal como las biopsias. Imagínese lo siguiente: en vez de tener que ser ingresado al hospital, someterse a anestesia, recibir una incisión y experimentar que los doctores corten físicamente un pedazo de su tejido, usted sólo iría a una clínica donde le tomarían una muestra de sangre u orina. Esto causaría un aumento drástico en la disponibilidad de los pacientes, lo cual resultaría en la detección más temprana de enfermedades y, a su vez, tiene el potencial de promover tratamientos más exitosos. 

Un ejemplo de una ocasión en la cual se demostró el uso potencial de los exosomas para fines diagnósticos involucra un tipo de cáncer muy agresivo llamado glioblastoma. En el 2008, Skog y sus colegas detectaron el receptor del factor de crecimiento epidérmico VIII (EGFRVIII, por sus siglas en inglés), una proteína específica a los glioblastomas, en los exosomas aislados del suero de pacientes. Esto indica que el EGFRVIII contenido en exosomas podría proveer información diagnóstica durante la etapa temprana del glioblastoma. Por lo tanto, en lugar de esperar que un tumor se torne suficientemente grande como para ser detectado por imágenes de resonancia magnética (MRI) y luego obtener una biopsia del tejido cerebral, los exosomas proporcionan una posibilidad para que los pacientes sean diagnosticados en una etapa temprana de la enfermedad a través de tan solo una pequeña muestra de sangre. Actualmente, los adultos afectados con la forma más agresiva del glioblastoma que reciben el tratamiento tradicional tienen un periodo promedio de supervivencia de aproximadamente 14.6 meses. Por consiguiente, este cáncer se considera uno de los más letales. Con herramientas de diagnóstico mejores y más aceleradas, así como la caracterización de exosomas, los pacientes podrían empezar a recibir tratamiento más temprano y vivir sanos por períodos más largos.

Tratamientos grandes pueden venir en paquetes pequeños

Los exosomas transportan cargas específicas a su célula de origen sobre grandes distancias. Cuando éstos son recibidos por otras células, sus cargas pueden provocar distintos efectos, dependiendo del tipo y la condición de la célula que los recibe. Debido a que los exosomas con sus cargas específicas pueden producir efectos drásticos en otras células, éstos ofrecen una vía prometedora para el desarrollo de nuevas terapias. Si se logra alterar la interacción entre los exosomas y las células, ya sea inhibiéndola o estimulándola, dependiendo de la función que ejerzan los exosomas, esto podría tener tremendos efectos en el progreso y pronóstico de ciertas enfermedades. Por ejemplo, en el caso de un ataque cerebrovascular, los exosomas expulsados por las neuronas afectadas parecen tener un rol en la remodelación del sistema nervioso. Desde una perspectiva más general, los exosomas contribuyen a cambios locales en la formación de circuitos neuronales y también influencian las redes neuronales al facilitar la comunicación a larga distancia dentro del sistema nervioso central. En pacientes que han sufrido ataques cerebrovasculares, al parecer, las células afectadas secretan exosomas que afectan negativamente el tejido cerebral adyacente. Por ende Chen y Chopp (2018) sugieren que inhibir la secreción de exosomas de las células afectadas por un ataque cerebrovascular podría tener un efecto terapéutico en los pacientes. Además, hay un número creciente de pruebas que los exosomas con cierta carga pueden en sí mismos asistir en el reparo y la regeneración de tejido; por lo tanto, podrían ser utilizados para el tratamiento de una gama amplia de enfermedades. 

Quizá en un futuro no muy lejano

Puedo imaginarme que llegará un día donde las pruebas de sangre de rutina incluirán la caracterización de exosomas con el propósito de identificar una serie de marcadores de enfermedades. Esto permitirá que los doctores detecten cambios que aún no han sido percibidos por los pacientes o detectados por otras herramientas de diagnóstico. En este futuro imaginario, se crearían exosomas con cargas específicas para ser suministrados a pacientes para ayudar a tratar una variedad de enfermedades, tales como dolor crónico y distintos desórdenes degenerativos (como el Alzheimer). A pesar de que esto puede sonar muy bueno para ser verdad, y para algunos tal vez parezca un capítulo de una novela futurista de ciencia ficción, estamos acercándonos cada vez más a hacer de este sueño una realidad.

Referencias

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