Los exosomas, las vesículas extracelulares y el secretoma celular son componentes relacionados, pero científicamente distintos, de la comunicación entre células. Comprender sus diferencias es esencial para la fabricación en laboratorio, la caracterización de productos, la investigación clínica y una comunicación médica responsable.
Estos términos no deben utilizarse indistintamente. Cada uno describe un nivel o una fracción diferente de la secreción celular.
Las vesículas extracelulares, o EV, son partículas rodeadas por membrana que son liberadas por las células. No pueden replicarse de manera independiente y pueden transportar proteínas, lípidos, ARN, metabolitos y otros componentes moleculares.
EV es la categoría científica amplia que incluye poblaciones heterogéneas de vesículas producidas mediante distintas vías celulares.
Los exosomas son un subtipo de vesícula extracelular asociado con su formación dentro de cuerpos multivesiculares endosomales y su liberación después de la fusión con la membrana plasmática.
El pequeño tamaño de partícula o la expresión de determinadas proteínas no demuestra por sí solo un origen endosomal.
El secretoma es el conjunto completo de productos biológicos liberados por las células. Incluye proteínas solubles, citocinas, quimiocinas, factores de crecimiento, enzimas, metabolitos, mediadores lipídicos y vesículas extracelulares.
Por lo tanto, el secretoma es más amplio que una preparación de EV o de exosomas purificados.
Cuando no se ha demostrado el origen intracelular de una población de vesículas, el término vesícula extracelular o vesícula extracelular pequeña es generalmente más preciso desde el punto de vista científico que exosoma.
| Característica | Vesículas Extracelulares | Exosomas | Secretoma |
|---|---|---|---|
| Alcance científico | Categoría amplia de partículas rodeadas por membrana y liberadas por las células. | Subtipo de EV asociado con biogénesis endosomal. | Conjunto completo de productos solubles y vesiculares liberados por las células. |
| Forma principal | Partículas rodeadas por una bicapa lipídica. | Partículas rodeadas por una bicapa lipídica formadas mediante la vía endosomal. | Mezcla compleja de moléculas solubles y EV. |
| Contenido típico | Proteínas, lípidos, ARN, metabolitos y otras cargas derivadas de las células. | Clases moleculares similares, cuya composición está determinada por las células de origen y la biogénesis. | Citocinas, factores de crecimiento, enzimas, metabolitos, lípidos, proteínas y EV. |
| Cómo se obtienen | Separadas o enriquecidas a partir de medio condicionado o fluidos biológicos. | Requiere evidencia que respalde el enriquecimiento y el origen endosomal. | Recuperado a partir de medio condicionado antes o después del procesamiento posterior. |
| Estado principal de desarrollo | Investigación, biomarcadores, administración de fármacos y terapias en investigación. | Investigación y desarrollo terapéutico en investigación. | Investigación y desarrollo de fracciones biológicas libres de células. |
Las células se comunican mediante combinaciones de moléculas solubles y vesículas rodeadas por membrana. El efecto biológico resultante depende de la célula de origen, la célula receptora, la carga molecular, la concentración y el entorno tisular.
Las citocinas, quimiocinas, factores de crecimiento, enzimas y metabolitos pueden unirse a receptores o modificar de otras maneras el comportamiento de las células receptoras.
Las EV protegen determinadas cargas dentro de una membrana lipídica y pueden interactuar con células receptoras mediante unión a receptores, endocitosis o interacción con la membrana.
El material secretado puede influir en células cercanas sin requerir que las células de origen se incorporen permanentemente al tejido receptor.
Los componentes del secretoma y de las EV pueden influir en macrófagos, linfocitos, células dendríticas y otras poblaciones de células inmunitarias.
Los factores derivados de células se estudian por sus efectos sobre la supervivencia celular, migración, angiogénesis, biología de la matriz y respuestas endógenas de reparación.
Una preparación puede producir efectos diferentes según el estado de las células de origen, las condiciones de cultivo, el tejido receptor, la dosis y la vía de administración.
Los exosomas, las EV y el secretoma no son productos diferenciados. Las células de origen pueden expandirse, acondicionarse o dirigirse hacia un linaje; posteriormente, el material biológico que liberan se recolecta y procesa.
Definir la identidad celular, origen tisular, donante, número de pase, viabilidad e historial de cultivo.
Mantener las células bajo condiciones documentadas de medio, suplementos, oxígeno, densidad y ambiente.
Las células de origen pueden exponerse a condiciones bioquímicas, inflamatorias, hipóxicas, mecánicas o tridimensionales definidas para modificar su perfil secretor.
Las células liberan material biológico soluble y vesicular en un medio de recolección definido.
El medio condicionado se recolecta mediante un procedimiento controlado diseñado para preservar la trazabilidad y la calidad.
Las células intactas, residuos y determinadas partículas de mayor tamaño se eliminan mediante centrifugación, filtración u otros procesos relacionados.
El material puede mantenerse como medio condicionado completo o dividirse en fracciones solubles, enriquecidas en EV y depletadas de EV.
Pueden utilizarse ultrafiltración, cromatografía, ultracentrifugación o métodos combinados de acuerdo con el producto previsto.
Evaluar la composición, características de las partículas, contaminantes, calidad microbiológica, estabilidad y actividad funcional.
Los exosomas, las EV y las fracciones del secretoma pueden estudiarse como productos biológicos, indicadores analíticos o intermediarios de fabricación.
Los perfiles del secretoma y de EV pueden aportar información sobre el fenotipo de las células de origen, estrés, senescencia o respuesta a las condiciones de cultivo.
El material biológico secretado puede separarse de las células vivas y desarrollarse como un producto definido libre de células.
Los cambios en el entorno de cultivo pueden utilizarse para modificar la composición o actividad funcional del material secretado.
Determinados factores secretados o actividades de EV pueden respaldar pruebas relacionadas con el mecanismo, aunque no existe un ensayo universal de potencia aplicable a todos los productos.
Las EV pueden cargarse o modificarse mediante ingeniería para transportar ARN, proteínas o compuestos farmacéuticos seleccionados.
Los perfiles de EV y del secretoma pueden ayudar a determinar si los cambios en medios, escala, equipos o células de origen alteran el producto final.
Las EV y las fracciones del secretoma se utilizan de forma habitual para investigar la comunicación entre poblaciones celulares inmunitarias, estromales, vasculares, neurales y de otros tipos.
Las EV recuperadas de sangre, orina, saliva, líquido cefalorraquídeo y otras muestras se estudian como posibles indicadores de enfermedad o respuesta al tratamiento.
Las EV naturales y modificadas mediante ingeniería se investigan como vehículos para ARN, proteínas y determinados compuestos terapéuticos.
Las preparaciones de EV y secretoma derivadas de MSC se estudian como posibles alternativas o complementos a la administración de células vivas.
Estudios iniciales han examinado determinadas preparaciones de secretoma o EV en contextos de heridas, dermatología, oftalmología y reparación tisular local.
El uso terapéutico amplio para enfermedades neurológicas, autoinmunes, ortopédicas, cardiovasculares o metabólicas no se ha establecido como un estándar universal de atención.
Estas categorías identifican áreas activas de investigación. No establecen aprobación, seguridad ni eficacia clínica para un producto determinado.
La investigación incluye cartílago, hueso, tendón, músculo y entornos articulares inflamatorios.
Los estudios examinan reparación epitelial, comportamiento de fibroblastos, angiogénesis y señalización de la matriz extracelular.
La investigación examina neuroinflamación, soporte trófico, señalización vascular y administración especializada.
Los componentes del secretoma y de las EV se estudian por su interacción con las vías inmunitarias innatas y adaptativas.
Los programas iniciales de desarrollo examinan respuestas inflamatorias, vasculares y epiteliales en la lesión pulmonar.
La investigación incluye angiogénesis, lesión miocárdica, función vascular y vías de supervivencia celular.
Los estudios examinan mecanismos inflamatorios, vasculares, antiapoptóticos y asociados con fibrosis.
Las EV derivadas de tumores y del sistema inmunitario se estudian como biomarcadores, dianas terapéuticas y plataformas para administración de fármacos.
Se están desarrollando EV modificadas mediante ingeniería para mejorar la carga, el direccionamiento tisular y la administración controlada.
Las preparaciones de exosomas, EV y secretoma no son intrínsecamente específicas de cada paciente. Pueden desarrollarse mediante un modelo asignado individualmente o mediante fabricación controlada por lotes.
Una preparación puede vincularse a un paciente individual cuando deriva de células autólogas o se fabrica bajo un protocolo para paciente identificado.
Un producto puede fabricarse a partir de un banco de células alogénicas calificado mediante un proceso definido y reproducible.
Las células de origen pueden diferenciarse, acondicionarse o modificarse genéticamente, pero la preparación resultante de EV o secretoma se recolecta, separa, purifica, caracteriza y formula.
Un proceso escalable puede permitir una distribución más amplia, pero la escalabilidad por sí sola no establece que el material sea una terapia médica autorizada para el mercado masivo.
La caracterización debe integrar información sobre células de origen, partículas, componentes moleculares, contaminantes, calidad microbiológica, estabilidad y función.
Documentar tipo celular, origen tisular, donante, pase, fenotipo, viabilidad e historial de cultivo.
Estimar la concentración y distribución de tamaño de las partículas, reconociendo que el recuento de partículas no establece la identidad de las EV.
Utilizar microscopía electrónica u otras técnicas de imagen apropiadas para evaluar estructuras rodeadas por membrana.
Evaluar proteínas, lípidos, ácidos nucleicos y factores solubles seleccionados relevantes para la preparación.
Evaluar proteínas solubles, lipoproteínas, agregados, componentes del medio y residuos relacionados con el proceso.
Evaluar parámetros relacionados con esterilidad, micoplasma y endotoxinas cuando corresponda.
Utilizar ensayos adecuados para su propósito y vinculados al mecanismo propuesto, en lugar de depender únicamente del número de partículas.
Comparar atributos críticos entre lotes de células de origen, ciclos de producción y cambios de fabricación.
Establecer los efectos de la formulación, temperatura, duración del almacenamiento, transporte y exposición a ciclos de congelación-descongelación.
Exosomas, vesículas extracelulares, vesículas extracelulares pequeñas, secretoma y medio condicionado describen materiales relacionados pero distintos.
El término «exosoma» no debe asignarse únicamente con base en el tamaño nanométrico, determinadas proteínas de superficie o un solo método de separación.
La actividad observada en laboratorio o en animales no establece por sí sola seguridad ni eficacia clínica en pacientes humanos.
No puede suponerse que las preparaciones procedentes de distintas células de origen, donantes, laboratorios y procesos de fabricación sean intercambiables.
En Estados Unidos, la FDA señala que no existen productos de exosomas aprobados por la FDA. El estatus regulatorio varía según la jurisdicción, composición del producto, uso previsto y afirmaciones clínicas.
Estas preparaciones no deben presentarse como curas establecidas para enfermedades neurológicas, autoinmunes, ortopédicas, cardiovasculares, metabólicas u otras sin evidencia clínica específica del producto y la autorización aplicable.
Establecer origen tisular, donante, identidad celular, pase, fenotipo e historial de cultivo.
Estandarizar el medio de cultivo, suplementos, oxígeno, densidad celular, acondicionamiento y tiempo de condicionamiento.
Distinguir entre secretoma completo, medio condicionado, material enriquecido en EV y fracciones depletadas de EV.
Integrar información sobre partículas, componentes moleculares, contaminantes, microbiología y estabilidad.
Utilizar ensayos relacionados con el mecanismo propuesto y la aplicación biológica prevista.
Distinguir entre uso establecido en laboratorio, desarrollo médico en investigación y uso terapéutico autorizado.
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Ver publicaciónNature Reviews Molecular Cell Biology. 2018;19:213–228.
Ver publicaciónFrontiers in Immunology. 2018;9:2837.
Ver publicaciónTranslational and manufacturing considerations for MSC-derived EV products.
Ver publicaciónSystematic review of methods, efficacy and translational limitations.
Ver publicaciónScoping review of the EV clinical-development landscape.
Ver publicaciónRegulatory and patient-safety information concerning unapproved exosome products.
Ver información de la FDAGuidance concerning quality and clinical-trial development of advanced biological products.
Ver guía de la EMAMédicos, investigadores e instituciones pueden solicitar información sobre sistemas de células de origen, producción de secretoma, separación de vesículas extracelulares, caracterización, ensayos funcionales y colaboración científica.