Multiómica de exosomas 01-Primera introducción a los exosomas
Esta es una reseña publicada en Science en 2020
Una de las imágenes aparece con frecuencia en los PPT de las principales conferencias:
El proceso de producción de exosomas involucra la membrana plasmática. invaginación y formación de cuerpos multivesiculares intracelulares (MVB) que contienen vesículas intraluminales (ILV). A través de la fusión y exocitosis de MVB y la membrana plasmática, los ILV finalmente se secretan en exosomas con un diámetro de ~40-160 nm (tamaño análogo: el volumen de una célula es aproximadamente igual a 10^6 exosomas):
Proteínas implicadas en el origen y la biogénesis de los exosomas son:
Además, la intersección de las vías de biogénesis de los exosomas con otras vías moleculares relacionadas con el tráfico de vesículas intracelulares confunde la interpretación de los estudios funcionales:
Tasa de exosomas producción: calcular la tasa de producción de exosomas se ve desafiado por los procesos dinámicos asociados con la producción de novo y la absorción externa de exosomas para cualquier tipo de célula determinado.
Los exosomas tienen las siguientes características heterogéneas: la combinación de todas estas características probablemente conducen a mayores niveles de complejidad y heterogeneidad de los exosomas
Las preguntas sobre la función de los exosomas se centran principalmente en comprender el destino de sus componentes y los cambios fenotípicos y moleculares que inducen en las células receptoras en los sistemas de cultivo celular
Las vías de absorción y secreción de exosomas pueden cruzarse con el tiempo. Cualquier célula compuesta de exosomas endógenos y circulantes dará como resultado la producción neta de una población mixta de exosomas.
Los mecanismos y vías únicos asociados con la captación de exosomas, así como la especificidad bien establecida de los exosomas para ciertos tipos de células, aumentan la complejidad de la función de los exosomas en la comunicación intercelular, ejemplos:
Para rastrear el intercambio intercelular de exosomas en condiciones fisiológicas, exploramos experimentos in vivo en ratones que involucran diversas estrategias genéticas:
También son posibles intervenciones terapéuticas como la quimioterapia Impacto de la captación de exosomas y las respuestas biológicas posteriores en los tumores:
Las proteínas clasificadas como exosomas pueden inducir selectivamente señales específicas en las células receptoras para regular el desarrollo, las respuestas inmunes y el proceso de la enfermedad.
La reproducción humana, el embarazo y el desarrollo embrionario requieren una comunicación intercelular precisa, afinada y dinámica. El semen, el líquido amniótico, la sangre y la leche materna contienen exosomas con funciones reconocidas.
El papel de los exosomas en las respuestas inmunitarias ha sido ampliamente demostrado. Experimentos recientes con exosomas diseñados han demostrado un papel de los exosomas en la inducción de respuestas inmunes adaptativas e innatas, lo que respalda su utilidad en el desarrollo terapéutico y su potencial para orquestar respuestas inmunes a agentes infecciosos o efectos del cáncer.
Los exosomas de las células presentadoras de antígenos (APC) transportan el complejo mayor de histocompatibilidad II(p) p-MHC-II] con péptidos antigénicos y señales estimulantes, y los antígenos peptídicos se presentan directamente a células T específicas. para inducir su activación.
Los exosomas pueden desempeñar un papel en la aparición de enfermedades metabólicas y en la salud cardiovascular.
El estudio encontró que pueden transferir metabolitos y facilitar la comunicación intercelular a través del intercambio de miARN exosomal entre células B pancreáticas, tejido adiposo, músculo esquelético e hígado en ratones y humanos.
Estos hallazgos respaldan que los exosomas derivados de células cancerosas pueden alterar el metabolismo de las células no cancerosas, incluidos los adipocitos y las células de los islotes, promoviendo así funcionalmente el desarrollo de caquexia y síndromes paraneoplásicos
Los La intersección entre la biogénesis de los exosomas y la regulación de las vesículas secretoras en las células neuronales proporciona nuevos conocimientos sobre los supuestos vínculos entre los exosomas y la patogénesis de las enfermedades neurodegenerativas. Los exosomas pueden participar en la eliminación de proteínas mal plegadas, ejerciendo así funciones de desintoxicación y neuroprotectoras, o pueden participar en la reproducción y agregación de proteínas mal plegadas, promoviendo eficazmente la "infectividad" de los agregados de proteínas y promoviendo la progresión de la enfermedad.
En comparación con el papel de los exosomas en otras enfermedades, la investigación sobre los exosomas del cáncer ha progresado rápidamente y los exosomas están asociados con varias características distintivas del cáncer. Los exosomas influyen en la formación, el crecimiento y la metástasis de tumores, los síndromes paraneoplásicos y la resistencia al tratamiento. El papel de los exosomas en la progresión del cáncer puede ser dinámico y específico del tipo, la genética y el estadio del cáncer.
En la mayoría de los estudios, los receptores de células estromales de los exosomas derivados de células cancerosas son fibroblastos asociados al cáncer (CAF) y células inmunes, que se regulan dinámicamente entre sí en el microambiente tumoral.
En varios tipos de cáncer, se ha informado que los exosomas de las células cancerosas inducen respuestas de señalización parenquimatosa en sitios metastásicos, remodelando efectivamente el microambiente distante para mejorar la metástasis, como:
El intercambio La transferencia de exosomas desde el estroma a las células cancerosas también puede regular la progresión del cáncer y la metástasis:
Los exosomas también participan en la angiogénesis y la matriz extracelular en el microambiente tumoral. Remodelación, un paso clave en el crecimiento del tumor y la propagación metastásica.
Los exosomas eliminados por las células cancerosas pueden promover la resistencia a diversos fármacos de quimioterapia y anticuerpos
Exosomas Sus propiedades para administrar sustancias funcionales a las células enfermas favorecen su uso como vehículos terapéuticos tanto a nivel básico como aplicado
Los exosomas están presentes en todos los fluidos biológicos y son secretados por todas las células, lo que los hace útiles como vehículos terapéuticos. Las biopsias líquidas mínimamente invasivas son atractivas y tienen el potencial de rastrear la progresión de la enfermedad mediante muestreo longitudinal.
Los exosomas en sí mismos o como portadores de cargas útiles de fármacos se están explorando activamente como terapias. En comparación con los liposomas, los exosomas inyectados pueden ingresar de manera eficiente a otras células y entregar una carga funcional con una eliminación inmune mínima cuando se administran de forma exógena a ratones.
Además, las aplicaciones terapéuticas de los exosomas son prometedoras ya que se ha demostrado que son bien tolerados.