Investigacion

ESTRUCTURAS CELULARES PARA ADMINISTRACIóN DE FáRMACOS EN ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS: EXOSOMAS

 INVESTIGACION >>  2018/05/07>>  Justine Ortega Méndez



 Actualmente, para el tratamiento de enfermedades como cánceres, artritis, enfermedades neurodegenerativas e inmunes; uno de los mayores problemas que es que los medicamentos, que suelen ser administrados “solitos”, pasan por todo el cuerpo,
en vez de dirigirse específicamente al tejido/órgano dañado, lo que resulta en
efectos secundarios y en una disminución de la eficiencia del fármaco. Hoy día,
se están utilizando sistemas de fármacos unidos a estructuras biológicas para
combatir esta problemática. Entre estas se encuentran las vesículas
extracelulares. Estas son estructuras evolutivamente conservadas, en pocas
palabras son fragmentos rodeados de membrana celular que son secretados controladamente
por las células vivas. Participan en la comunicación intercelular sin necesidad
de contacto directo entre células[1]. Se clasifican en 3 tipos: cuerpos
apoptóticos, microvesículas y exosomas. Los exosomas miden de 30 a 100 nm,
resultando ser los más pequeños entre las vesículas secretadas[2]. Se derivan
de endosomas de cuerpos multivesiculares que se fusionan con la membrana
plasmática y conducen a su liberación al medio extracelualr[3]. Su contenido
varía de acuerdo a su ubicación en el cuerpo, pero generalmente están
conformados por proteínas, lípidos, receptores de adhesión y dirección, ARN,
etc[2]. Pueden ser encontrados en distintas células como lo son las
epiteliales, neuronales e inmunes (dendríticas). También están en la mayoría de
fluidos corporales, como sangre, orina, saliva, leche materna, líquido
cefalorraquídeo y sinovial, etc[3]. Son capaces de transportar proteínas y
ácidos nucleicos de su célula de origen, para que posteriormente se administren
a una célula receptora distinta que conduzca a la comunicación intercelular. Se
eliminan por tejidos distantes para posteriormente entrar a la circulación e
incluso ser internalizadas por otras células en la proximidad inmediata o a una distancia significativa de la célula de origen[4].



 La llegada de la nanotecnología ha generado un inmenso interés entre los investigadores
de su aplicación a la medicina mediante la creación de sistemas de
administración de fármacos, con el objetivo de mejorar el índice terapéutico al
aumentar la especificidad de acción a la vez de reducir la toxicidad sistémica.
Los exosomas serían ideales por las siguientes cinco características que
poseen. En primer lugar, la presencia de proteínas y materiales genéticos en los
exosomas implica que puedan ser cargados con materiales biológicos. En segundo lugar, son bien tolerados en el cuerpo, como lo demuestra su amplia
distribución en fluidos biológicos. En terecer lugar, se ha demostrado que
pueden cruzar la membrana plasmática para entregar su carga en las células
objetivo. En cuarto lugar tienen una capacidad intrínsica para llegar a los
tejidos objetivo. Finalmente, son suceptibles de modificaciones de membrana que
mejoran la orientación específica del tipo celular[2].



 Y a todo esto, ¿por qué en enfermedades neurogenerativas?. Cabe recalcar que
las enfermedades neurodegenerativas afectan al cerebro, y para llegar a el es
necesario atravesar su cubierta protectora, conocida mejor como barrera
hematoencefálica.  Investigaciones
realizadas por Kooijimans et al[5], reportan el uso de exosomas provenientes de
células dendríticas de ratones para el tratamiento de Alzheimer. Lo que su grupo de investigación hizo, es extraer los exosomas mediante la técnica de
electroporación, posteriormente los cargo con ARNip (ARN pequeño de
interferencia) con el mismo método para contrarrestar los niveles de una
proteína importante (BACE1) en la evolución del Alzheimer y los inyecto vía
intravenosa en los ratones. Se obtuvo una disminución del 60% de dicha proteína
en la corteza cerebral (esto quiere decir que los exosomas sí atravesaron la
barrera hematoencefálica)[5].  A pesar de
que estos investigadores tuvieron éxito, aún quedan obstáculos y desafíos
importantes que superar antes de que los exosomas sean utilizados en un entorno
clínico. Los exosomas derivados de entornos naturales son estructuras complejas
que son difíciles de caracterizar, y cuyo funcionamiento aún requiere de
análisis y estudio. Esto hace que sea posible la inducción de efectos adversos
cuando se usan en preparaciones farmacéuticas. Además los fluidos biológicos
contienen una mezcla de poblaciones de vesículas extracelulares de diversos
tipos de células. La purificación de poblaciones individuales de vesículas
todavía proporciona una barrera más. Se pueden obtener poblaciones de exosomas
altamente purificadas a partir de líneas celulares que secretan exosomas, no
obstante estos pueden carecer de señales "propias" y provocar respuestas inmunes no deseadas. Finalmente cabe señalar, aún se carecen de
enfoques nanotecnológicos para la producción escalable y la carga eficiente de exosomas,
lo cual sigue siendo un área de investigación[5]



 



Referencias


1. Sandoval-Montiel, A.A., Hernández-Cortés, P., Guerrero-Reyes, J., AnayaRuiz,
M., y Rosas-Murrieta, N.H. (2017). Las vesículas extracelulares y su papel en
la salud y el cáncer. Alianzas y tendencias BUAP. 2(7): 7-11



2. Tan, A., Rajadas, J., & Seifalian, A. M. (2013). Exosomes as nanotheranostic delivery
platforms for gene therapy. Advanced Drug Delivery Reviews, 65(3), 357-
367. doi:10.1016/j.addr.2012.06.014

3. El-Saghir, J., Nassar, F., Tawil, N., & El-Sabban, M. (2016). ATL-derived exosomes modulate
mesenchymal stem cells: potential role in leukemia progression. Retrovirology,
13(1), 73!

Justine Ortega Méndez –Propuesta de un Blog Post

4. Inamdar, S., Nitiyanandan, R., & Rege, K. (2017). Emerging applications of exosomes in cancer
therapeutics and diagnostics. Bioengineering & Translational Medicine, 2(1),
70-80. doi:10.1002/btm2.10059

5. Kooijmans, S. A., Vader, P., van Dommelen, S. M., van Solinge, W. W., & Schiffelers,
R. M. (2012). Exosome mimetics: a novel class of drug delivery systems. International
Journal Of Nanomedicine, 71525-1541. doi:10.2147/IJN.S29661

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