En 1983, dos grupos de investigación separados informaron sobre observaciones novedosas con respecto a las vesículas extracelulares pequeñas liberadas por los glóbulos rojos en maduración. 1 , 2 Cinco años después, las vesículas se llamaron “ exosomas ”de Rose Johnstone, autora de uno de los estudios originales. 3 Reflexionando, Johnstone describe el descubrimiento inicial de su grupo como algo «accidental», y explica que se toparon con exosomas cuando buscaban un sistema apropiado para identificar una proteína de transporte específica. 4 Según Johnstone, los informes de la observación fueron recibidos inicialmente con ojos incrédulos.
Ahora, el escepticismo inicial ha sido superado; en lugar de considerarse un artefacto, la formación de exosomas ahora se acepta como un fenómeno natural. A medida que los biólogos se apresuran a desbloquear el potencial de los exosomas, la investigación en el campo continúa ganando impulso; ingrese “exosomas”En el cuadro de búsqueda de PubMed y verá más de 4000 resultados solo de 2020 frente a 265 resultados en 2010. En este artículo, proporcionamos una descripción general de la biología de los exosomas y exploramos sus usos potenciales como herramientas de diagnóstico y terapéuticas – un mercado ahora valorado en más de $ 41 millones y se prevé que alcance los $ 358,91 millones para 2027 .
La biología de los exosomas
Biogénesis de exosomas
Los exosomas son un subconjunto de vesículas extracelulares que se definen por cómo se forman; a través gemación hacia adentro de la membrana endosomal durante la maduración de cuerpos multivesiculares MVB. La gemación hacia adentro crea vesículas intraluminales, que pueden seguir uno de dos caminos: degradación lisosomal cuando el MVB se fusiona con un lisosoma o liberación al espacio extracelular cuando el MVB se fusiona con la membrana plasmática y vacía sucontenido. Tras su liberación, cada vesícula intraluminal gana su nombre como un «exosoma». 5
Composición de exosomas
Con un diámetro típico de 30 a 150 nm, los exosomas son la clase más pequeña de vesículas extracelulares. Tienen una membrana lipídica de doble capa y contienen todas las biomoléculas celulares básicas, incluidas proteínas, lípidos, ADN, ARNm y miARN. 5 , 6
función biológica de los exosomas
Una vez considerados desechos celulares, los exosomas ahora se reconocen como un modo fundamental de comunicación célula-célula y portadores que entregan contenidos bioactivos proteínas, ácidos nucleicos y cargas lipídicas a las células receptoras. 7 Dentro del campo de la investigación de exosomas, muchos desafíos han obstaculizado la exploración de la dinámica de los exosomas; a saber, la falta de marcadores establecidos y el tecnicismo y heterogeneidad de los protocolos de aislamiento. 8
Sin embargo, ha habido un progreso constante. Los primeros estudios sugirieron que los exosomas podrían apuntar a células específicas; por ejemplo, informes de que los exosomas purificados derivados de células B se unen específicamente a las células dendríticas foliculares, pero no a otros tipos de células 9 En conjunto, los estudios indican que los exosomas son absorbidos por las células receptoras mediante endocitosis o fusión mediada por receptores. Tras la absorción, parecen influir en muchos procesos, como la proliferación celular. apoptosis y polaridad. 10 – 12
Recientemente, los desarrollos en las tecnologías de imágenes y marcadores han permitido que la secreción de exosomas y los eventos de tráfico interno se capturen en las células del donante y del receptor. 7 , 13 en un estudio publicado en Comunicaciones de la naturaleza , un nuevo reportero de dos colores reveló la secreción de exosomas en la parte frontal de las células migratorias, así como un fuerte comportamiento de búsqueda de rutas de las células a lo largo de los rastros de exosomas posteriores. 7 Sorprendentemente, las células cancerosas no solo siguieron el rastro también, sino que endocitosaron activamente los exosomas. Alissa Weaver , profesor de biología celular y del desarrollo en la Universidad de Vanderbilt e investigador principal del estudio, describe el valor de los reporteros en vivo :
«Reporteros en vivo como estos pueden revelar comportamientos celulares inesperados al permitir la visualización en tiempo real de la secreción y la interacción de los exosomas con las células. Aunque sabemos que los exosomas son importantes para la migración direccional, nos sorprendió lo cerca que las células siguieron los rastros del exosoma- como si los exosomas estuvieran liberando un factor de atracción o feromona ”.
