El tratamiento con exosomas es una de las terapias novedosas prometedoras para el futuro, pero actualmente se encuentra en la etapa de investigación.
Solo cuando se confirme su eficacia a través de investigaciones básicas y clínicas, se proporcionará el tratamiento en la atención médica cubierta por el seguro.
En este estudio, se examinó el efecto terapéutico de los exosomas en lesiones de médula espinal utilizando un modelo animal, que es el primer paso en esta investigación. Los exosomas utilizados en el estudio son derivados de células madre mesenquimales de médula ósea, que son los más utilizados en la investigación de terapia con células madre.
¡Comencemos!
Artículo presentado en este estudio
Nakazaki, M., et al., 2021. Small extracellular vesicles released by infused mesenchymal stromal cells target M2 macrophages and promote TGF-beta upregulation, microvascular stabilization and functional recovery in a rodent model of severe spinal cord injury. J Extracell Vesicles. 10, e12137.
Explicación breve
- Los exosomas derivados de células madre mesenquimales de médula ósea (MSC-sEVs) tienen un efecto terapéutico similar al de la terapia con células madre en lesiones de médula espinal.
- La administración intravenosa de MSC-sEVs se transporta al sitio de la lesión y se une a los macrófagos M2, mejorando la recuperación funcional en el modelo de lesión de médula espinal.
- Para obtener un efecto terapéutico similar a la administración de células madre mesenquimales, los MSC-sEVs deben administrarse en dosis divididas durante 3 días. Esto se debe a que en la administración única de exosomas, la mayoría de ellos son eliminados sin ser incorporados en el sitio de la lesión.
- En las células madre mesenquimales, los exosomas se liberan con el tiempo, lo que desencadena una serie de respuestas celulares que conducen a la mejora de la función. Se demostró que la administración dividida de exosomas induce reacciones similares.
Significado de las palabras
Células madre mesenquimales de médula ósea
Las células madre mesenquimales de médula ósea son un tipo especial de células presentes en la médula ósea. Estas células tienen la capacidad de diferenciarse en varios tipos de células, como hueso, cartílago, músculo, grasa y tejido conectivo.
El papel principal de las células madre mesenquimales de médula ósea es generar células necesarias para compensar las pérdidas cuando se produce daño o envejecimiento en el cuerpo. También tienen funciones de regulación inmunológica y antiinflamatoria, ayudando a suprimir la inflamación en el cuerpo y mantener el equilibrio del sistema inmunológico.
En los últimos años, las células madre mesenquimales de médula ósea han sido objeto de gran atención en el campo de la medicina regenerativa, y se espera que sean útiles en el tratamiento de diversas enfermedades y lesiones en el futuro.
Exosomas (exosomes)
Los exosomas son vesículas extracelulares de tamaño muy pequeño (aproximadamente de 30 a 150 nanómetros) que son secretadas por las células y desempeñan un papel importante en la comunicación intercelular. Los exosomas se generan a partir de un sistema de membranas intracelulares y se liberan al exterior de las células.
Los exosomas contienen una variedad de moléculas biológicas, como proteínas, lípidos, glucoproteínas y ácidos nucleicos (ADN y ARN). Estas moléculas desempeñan un papel similar a un «mensajero» en la comunicación de los exosomas con otras células. Cuando los exosomas son capturados por células objetivo, pueden cambiar la función y el destino de las células receptoras.
Los exosomas están involucrados en varios procesos biológicos, como la regulación inmunológica, la proliferación celular, la muerte celular y la inflamación. Además, se ha descubierto que los exosomas están implicados en la proliferación y la metastasis de células cancerosas, lo que ha generado interés en la investigación del cáncer.
Los exosomas también tienen el potencial de ser utilizados en medicina regenerativa y como herramientas de diagnóstico. Se están llevando a cabo investigaciones sobre terapias basadas en exosomas y el uso de moléculas biológicas contenidas en los exosomas como marcadores de diagnóstico.
Macrófagos M2
Los macrófagos M2 son un tipo de glóbulos blancos que forman parte del sistema inmunológico y tienen características especiales de reparación de tejidos y efectos antiinflamatorios. Los macrófagos son conocidos como «células fagocíticas» que eliminan patógenos, como bacterias y virus, del cuerpo al devorarlos.
Los macrófagos se clasifican principalmente en M1 y M2 según sus funciones. Los macrófagos M1 promueven la respuesta inflamatoria y ayudan a eliminar patógenos y células cancerosas, mientras que los macrófagos M2 suprimen la respuesta inflamatoria y promueven la reparación y remodelación de tejidos.
Los macrófagos M2 desempeñan un papel importante en diversas enfermedades y condiciones. Por ejemplo, en enfermedades inflamatorias crónicas, enfermedades autoinmunes, alergias, infecciones y cáncer, pueden aliviar los síntomas y promover la reparación de tejidos al suprimir la inflamación. Sin embargo, en algunas enfermedades, la sobreactivación de los macrófagos M2 puede promover la progresión de la enfermedad.
En los últimos años, se ha estado desarrollando terapias dirigidas a los macrófagos M2. Por ejemplo, en el tratamiento del cáncer, se espera que inhibir la función de los macrófagos M2 que ayudan en la proliferación y la metástasis de las células cancerosas pueda retrasar la progresión del cáncer. Además, se está investigando el uso de la función antiinflamatoria de los macrófagos M2 en el tratamiento de enfermedades inflamatorias crónicas y enfermedades autoinmunes.
Resultados del estudio
Los resultados de este estudio sugirieron que los exosomas (MSC-sEVs) liberados por células madre mesenquimales (MSC) a lo largo del tiempo inducen una serie de respuestas celulares que conducen a la mejora de la recuperación funcional en un modelo experimental de lesión de médula espinal (SCI). Estos exosomas son capturados por los macrófagos M2, lo que aumenta la expresión del factor de crecimiento transformante beta (TGF-β) y luego aumenta la regulación al alza de los receptores de TGF-β y las proteínas relacionadas con la función de los microvasos en el entorno de la lesión de la médula espinal, lo que finalmente conduce a la estabilización de la función de los microvasos de la médula espinal. Para obtener un efecto terapéutico similar a la administración de células madre mesenquimales, se requiere la administración dividida de los exosomas durante 3 días. La administración dividida de exosomas imita los efectos de la administración única de células madre mesenquimales en varios parámetros, como el aumento de la expresión de marcadores de macrófagos M2, TGF-β, receptores de TGF-β y la disminución de la permeabilidad de los microvasos de la médula espinal.
Referencia: La disfunción de los microvasos alrededor de la lesión de la médula espinal (barrera hematoespinal) se cree que está relacionada con la lesión secundaria en la lesión de la médula espinal.
El triángulo invertido rojo representa la administración dividida de exosomas. El círculo azul representa el grupo de administración de células madre mesenquimales, el triángulo verde representa el grupo de administración única de exosomas y el cuadrado gris representa las ratas sin ningún tratamiento. Cuando se administró la misma cantidad de exosomas, la administración dividida durante 3 días mostró un mayor efecto terapéutico en comparación con la administración única. La administración dividida de exosomas imita el efecto terapéutico de la terapia celular. La terapia con exosomas tiene un mayor nivel de seguridad y potencial de desarrollo en comparación con la terapia celular, por lo que se espera su desarrollo futuro.
Limitaciones de este estudio
Este estudio se realizó en ratas, por lo que no está claro si los resultados se pueden aplicar directamente a los humanos. Además, el mecanismo subyacente de la efectividad del tratamiento con MSC-exosomas no se comprende completamente y se necesita más investigación. Específicamente, se debe determinar la dosis óptima y el momento de la administración de MSC-exosomas. Además, se debe evaluar el impacto a largo plazo del tratamiento con MSC-exosomas en la recuperación de SCI y los posibles efectos secundarios. Este estudio no investigó el impacto de los MSC-exosomas en otros tipos de células involucradas en la lesión de médula espinal, como los oligodendrocitos y las neuronas.
Futuro de este estudio
Se requieren mejoras en la cantidad y el método de administración de MSC-exosomas. Se necesitan más investigaciones para determinar si una administración adicional o la administración mediante una bomba de presión osmótica puede prolongar el período de tratamiento y promover una mayor recuperación. Además, se requerirán más investigaciones in vitro e in vivo para comprender cómo los MSC-exosomas afectan la función de los macrófagos y los cambios moleculares que ocurren después de la captura de los exosomas por parte de los macrófagos en el entorno de la lesión de médula espinal.
Impresiones
La terapia con células madre mesenquimales ha sido objeto de numerosas investigaciones básicas y su aplicación clínica ha avanzado. Sin embargo, su mecanismo de acción terapéutica no está claro. Este estudio sugiere la posibilidad de que los exosomas liberados después de la administración de células madre mesenquimales puedan tener efectos terapéuticos a través de la comunicación celular. Además, el hecho de que la administración intravenosa de exosomas pueda producir efectos terapéuticos similares indica que los exosomas en sí mismos pueden contener algo que ejerce un efecto terapéutico y sugiere que los exosomas pueden ser considerados como nuevos medicamentos terapéuticos. En el futuro, se esperan más resultados de investigación sobre qué moléculas están contenidas en estos exosomas y qué cambios moleculares ocurren después de ser capturados por los macrófagos en el área de la lesión de la médula espinal.
