Vesículas Extracelulares
Término general para las partículas delimitadas por membrana que son liberadas por las células.
Biblioteca Científica CELLMEX
Biología de los Exosomas
Los exosomas son vesículas extracelulares de escala nanométrica, delimitadas por membrana y asociadas con la vía endosómica. Forman parte de un sistema más amplio de comunicación intercelular mediante el cual las células liberan proteínas, lípidos, ácidos nucleicos y otras moléculas biológicamente activas.
Definición Científica
Los exosomas dentro del sistema de vesículas extracelulares
Las vesículas extracelulares, comúnmente abreviadas como EV, son partículas delimitadas por membrana que las células liberan al entorno extracelular. No contienen un núcleo funcional y no pueden reproducirse de manera independiente.
Los exosomas se entienden generalmente como EV formadas dentro del sistema endosómico y liberadas cuando los cuerpos multivesiculares se fusionan con la membrana plasmática.
Debido a que con frecuencia es difícil demostrar el origen celular preciso de una partícula aislada, las guías científicas recomiendan utilizar los términos más amplios vesícula extracelular or vesícula extracelular pequeña cuando no se ha establecido la biogénesis endosómica.
Vesículas Extracelulares Pequeñas
Categoría operativa basada en el tamaño o en el método de separación, utilizada comúnmente cuando el origen biológico no se ha demostrado directamente.
Exosomas
Vesículas extracelulares asociadas específicamente con su formación dentro de cuerpos multivesiculares endosómicos.
Biogénesis
Cómo se forman los exosomas
La formación de exosomas está asociada con la vía endosómica. El proceso implica remodelación de membranas, selección de carga molecular, formación de vesículas intraluminales y liberación extracelular.
Endocitosis
La membrana plasmática se invagina y contribuye a la formación de compartimentos endosómicos tempranos.
Maduración Endosómica
Los endosomas tempranos maduran mientras reciben proteínas de membrana, lípidos y componentes celulares seleccionados.
Formación de Vesículas Intraluminales
Secciones de la membrana endosómica forman gemaciones hacia el interior, creando pequeñas vesículas dentro de los cuerpos multivesiculares.
Liberación Extracelular
La fusión de un cuerpo multivesicular con la membrana plasmática libera sus vesículas internas al entorno extracelular.
Composición Molecular
La carga refleja la célula de origen y su entorno
La composición de las vesículas extracelulares está influida por la célula de origen, su estado fisiológico, el número de pase, el medio de cultivo, las condiciones de oxígeno, el método de recolección y el procesamiento posterior.
Carga Molecular Potencial
Las preparaciones de vesículas extracelulares pueden contener o presentar diversas clases de moléculas biológicas.
- Proteínas de membrana y citosólicas
- Lípidos y mediadores asociados con lípidos
- ARN mensajero
- MicroARN y otros ARN no codificantes
- Fragmentos de ADN en algunas preparaciones
- Metabolitos y moléculas de señalización
Interacción con Células Receptoras
Las vesículas extracelulares pueden influir en las células receptoras mediante diversos mecanismos no excluyentes.
- Unión a receptores de la superficie celular
- Captación mediante vías endocíticas
- Fusión de membranas
- Transferencia de proteínas o ácidos nucleicos
- Modificación de la señalización intracelular
- Modificación de las respuestas inmunitarias
Funciones Fisiológicas
La señalización mediante vesículas extracelulares se ha estudiado en procesos biológicos normales, entre ellos:
- Comunicación inmunitaria
- Homeostasis tisular
- Señalización angiogénica
- Comunicación neural
- Procesos relacionados con la coagulación
- Respuestas al estrés celular
Funciones Asociadas con Enfermedades
Las vesículas extracelulares también se investigan en procesos patológicos relacionados con:
- Biología del cáncer
- Inflamación crónica
- Infección
- Enfermedad cardiovascular
- Neurodegeneración
- Trastornos metabólicos
Caracterización Científica
Una preparación de EV científicamente sólida requiere múltiples métodos analíticos
Ningún ensayo por sí solo establece que una preparación contenga exosomas puros. La caracterización debe combinar mediciones complementarias del tamaño y concentración de partículas, morfología, proteínas, contaminantes y función biológica.
Tamaño y Concentración de Partículas
El análisis de seguimiento de nanopartículas u otros sistemas relacionados puede estimar la concentración de partículas y su distribución de tamaños.
Morfología
La microscopía electrónica u otras técnicas de imagen de alta resolución pueden demostrar estructuras vesiculares delimitadas por membrana.
Proteínas Asociadas con EV
La evaluación proteica puede examinar determinados marcadores transmembrana, asociados con membrana y citosólicos relacionados con EV.
Componentes No Vesiculares
Los análisis deben considerar proteínas solubles, lipoproteínas, agregados proteicos y otros materiales coaislados.
Evaluación Funcional
Los ensayos adecuados para su propósito pueden evaluar la actividad biológica propuesta o una función relacionada con la potencia de la preparación.
Documentación del Proceso
Deben documentarse claramente las células de origen, el número de pase, las condiciones de cultivo, la recolección, la separación, el almacenamiento y la manipulación.
Separación y Enriquecimiento
El método de aislamiento afecta la preparación final
Las vesículas extracelulares pueden separarse o enriquecerse mediante centrifugación diferencial, ultracentrifugación, filtración, cromatografía de exclusión por tamaño, separación por gradiente de densidad, captura por afinidad, precipitación o combinaciones de estos métodos.
Estos métodos difieren en recuperación, pureza, escalabilidad, tiempo de procesamiento y aptitud para el desarrollo analítico o terapéutico posterior.
Un recuento elevado de partículas no establece por sí solo una alta pureza, potencia biológica ni idoneidad clínica.
Investigación Traslacional
Áreas actuales de investigación científica
La investigación sobre exosomas y vesículas extracelulares está activa en aplicaciones mecanísticas, diagnósticas, de administración de fármacos y de medicina regenerativa. La evidencia continúa dependiendo de la fuente biológica específica, el proceso de fabricación y la indicación clínica.
Señalización Regenerativa
Investigación de la comunicación paracrina asociada con la reparación tisular, angiogénesis, inflamación y respuestas al estrés celular.
Modulación Inmunitaria
Estudio de cómo las moléculas asociadas con vesículas extracelulares pueden influir en las respuestas inmunitarias innata y adaptativa.
Desarrollo de Biomarcadores
Evaluación de vesículas extracelulares circulantes o derivadas de tejidos como posibles indicadores de actividad de enfermedad o respuesta al tratamiento.
Administración de Fármacos
Investigación de vesículas modificadas o cargadas para administrar moléculas terapéuticas a tejidos o poblaciones celulares seleccionados.
Investigación Neurológica
Estudio de la señalización mediante vesículas extracelulares, la comunicación neural y el posible transporte a través de barreras biológicas.
Ciencia de Fabricación
Desarrollo de métodos reproducibles de cultivo, recolección, purificación, formulación, almacenamiento y evaluación de potencia.
Consideraciones clínicas y científicas
La actividad biológica demostrada en cultivos celulares, modelos de laboratorio o animales no establece por sí sola la seguridad ni la eficacia clínica en pacientes.
No puede suponerse que las preparaciones de vesículas extracelulares producidas por diferentes laboratorios sean equivalentes. Las células de origen, condiciones de cultivo, métodos de separación, formulación, dosis, almacenamiento y vía de administración pueden modificar de manera sustancial la preparación final.
Las preparaciones de exosomas o vesículas extracelulares no deben describirse como curas establecidas para enfermedades neurológicas, autoinmunes, metabólicas, ortopédicas u otras sin evidencia apropiada en seres humanos y específica del producto.
El Enfoque CELLMEX
De las células de origen a una preparación caracterizada
Control de las Células de Origen
La evaluación comienza con la identidad, el número de pase, el estado y el entorno de cultivo de las células de origen.
Recolección Controlada
Deben definirse la composición del medio de cultivo, el periodo de acondicionamiento, el método de recolección y las variables de preprocesamiento.
Separación y Concentración
El proceso seleccionado debe corresponder a la pureza, recuperación, escala y aplicación posterior previstas.
Caracterización y Función
Los datos de partículas, morfología, proteínas, contaminantes y función deben interpretarse de manera conjunta.
Referencias Científicas Seleccionadas
Guías fundamentales y literatura biológica
Welsh JA, et al. Minimal information for studies of extracellular vesicles: MISEV2023.
Journal of Extracellular Vesicles. 2024;13:e12404.
Ver publicaciónThéry C, et al. Minimal information for studies of extracellular vesicles 2018: MISEV2018.
Journal of Extracellular Vesicles. 2018;7(1):1535750.
Ver publicaciónYáñez-Mó M, et al. Biological properties of extracellular vesicles and their physiological functions.
Journal of Extracellular Vesicles. 2015;4:27066.
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Información Científica
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