Secretoma de MSC
La mezcla completa de factores solubles y vesiculares liberados por células estromales mesenquimales.
Biblioteca Científica CELLMEX
Biología del Secretoma
El secretoma celular es el conjunto completo de factores solubles y vesiculares liberados por las células a su entorno. En cultivos de células estromales mesenquimales, esto incluye proteínas, citocinas, quimiocinas, factores de crecimiento, lípidos, metabolitos y vesículas extracelulares.
Definición Científica
El secretoma es el conjunto completo de productos liberados por las células
El término secretome se refiere al conjunto completo de sustancias biológicas liberadas por una población celular bajo condiciones definidas.
En el cultivo de MSC, el secretoma incluye moléculas libremente solubles y material contenido en vesículas extracelulares o asociado con ellas.
El secretoma no es un producto uniforme. Su composición depende de las células de origen, el donante, el número de pase, el medio de cultivo, las condiciones de oxígeno, la densidad celular, el periodo de acondicionamiento, las señales ambientales y el procesamiento posterior.
Medio Condicionado
Medio de cultivo recolectado después de que las células han liberado material biológico al entorno circundante.
Fracción Enriquecida en EV
Fracción procesada enriquecida en vesículas extracelulares respecto del medio condicionado original.
Medio Depletado de EV
Medio condicionado procesado para reducir el contenido de vesículas extracelulares, conservando una proporción de factores solubles.
Composición Biológica
Los componentes solubles y vesiculares actúan en conjunto
La composición del secretoma es compleja y dinámica. Ningún factor de crecimiento, citocina o marcador de vesículas extracelulares por sí solo define completamente la actividad biológica de una preparación de secretoma.
Factores de Crecimiento
Las preparaciones de secretoma pueden contener señales relacionadas con el crecimiento y la supervivencia, dependiendo del origen celular y de las condiciones de cultivo.
- Factores angiogénicos
- Señales de soporte tisular
- Mediadores de supervivencia celular
- Factores reguladores de la matriz
Citocinas y Quimiocinas
Estas proteínas participan en la comunicación inmunitaria, inflamación, reclutamiento celular y respuestas tisulares.
- Mediadores proinflamatorios
- Mediadores antiinflamatorios
- Señales inmunorreguladoras
- Señales de reclutamiento celular
Vesículas Extracelulares
Los componentes vesiculares pueden transportar proteínas, lípidos, ARN mensajero, microARN y otros materiales biológicos.
- Vesículas extracelulares pequeñas
- Poblaciones de vesículas de mayor tamaño
- Proteínas asociadas a vesículas
- Ácidos nucleicos vesiculares
Factores de la Matriz Extracelular
Las proteínas y enzimas secretadas pueden afectar la estructura y el recambio de la matriz, así como las interacciones célula–matriz.
Lípidos y Metabolitos
Los mediadores lipídicos y metabolitos pueden contribuir a la señalización, las interacciones de membrana y el metabolismo celular.
Componentes Relacionados con el Proceso
Las proteínas residuales del medio, suplementos, proteínas transportadoras y otros componentes del cultivo pueden permanecer a menos que se reduzcan o eliminen específicamente.
Actividad Biológica
El secretoma participa en la comunicación paracrina
Muchos efectos atribuidos a las MSC se investigan como consecuencia de señales liberadas por las células, en lugar de un injerto permanente o del reemplazo directo del tejido dañado.
Señalización Inmunológica
Los factores secretados pueden influir en las respuestas inmunitarias innata y adaptativa.
- Actividad de células T
- Comportamiento de los macrófagos
- Señalización de células dendríticas
- Producción de mediadores inflamatorios
Señalización de Soporte Tisular
Los componentes del secretoma se estudian por su capacidad para influir en la supervivencia, proliferación y migración celular, así como en la señalización asociada con la reparación.
Señalización Angiogénica
Determinados factores solubles y vesiculares pueden influir en el comportamiento de las células endoteliales y el desarrollo vascular en sistemas experimentales.
Remodelación de la Matriz
Las proteínas y enzimas del secretoma pueden afectar la producción y degradación de la matriz extracelular y la organización tisular.
Señalización Antiapoptótica
Los estudios experimentales examinan si los factores secretados favorecen la supervivencia celular bajo estrés inflamatorio, metabólico u oxidativo.
Comunicación Intercelular
Las moléculas solubles y las vesículas extracelulares pueden transferir señales biológicas entre las MSC de origen y las células receptoras.
Producción de Laboratorio
Del cultivo de MSC a una preparación de secretoma
La producción requiere controlar tanto las células de origen como el entorno en el que se generan los factores secretados.
Calificación de las Células de Origen
Definir el origen tisular de las MSC, la información del donante, la identidad, el número de pase y el historial de cultivo.
Expansión Celular
Expandir la población de MSC bajo condiciones controladas de cultivo antes de recolectar el secretoma.
Fase de Acondicionamiento
Mantener las células en un medio definido durante un periodo especificado en el que se acumulen factores solubles y vesiculares.
Recolección del Medio
Recolectar el medio condicionado mediante un procedimiento documentado diseñado para controlar la contaminación y los residuos celulares.
Clarificación
Eliminar células, residuos de gran tamaño y material particulado seleccionado mediante centrifugación, filtración o procesos relacionados.
Fraccionamiento o Concentración
Concentrar la preparación completa o separar las fracciones solubles y de vesículas extracelulares según el objetivo del proyecto.
Formulación y Almacenamiento
Preparar la presentación final seleccionada y definir las condiciones de almacenamiento, congelación–descongelación y manipulación.
Revisión de Calidad
Revisar la composición, seguridad microbiológica, documentación del proceso y los datos funcionales o relacionados con potencia que sean pertinentes.
Variables de Manufactura
Las condiciones de cultivo definen el producto biológico
No puede suponerse que dos preparaciones descritas como secretoma de MSC tengan composición o actividad biológica equivalentes.
Origen Tisular
Las MSC de médula ósea, tejido adiposo y tejidos perinatales pueden producir perfiles secretorios diferentes.
Condición del Donante y de las Células
Las características del donante, la edad celular, el número de pase y la senescencia pueden afectar la composición del secretoma.
Medio de Cultivo
El medio basal, los suplementos, la exposición a suero y los componentes químicamente definidos pueden afectar la preparación final.
Oxígeno y Entorno
La tensión de oxígeno, temperatura, confluencia y estrés celular pueden alterar la actividad secretora.
Primado o Preacondicionamiento
La exposición a determinadas señales inflamatorias, hipóxicas o de otro tipo puede modificar intencionalmente el perfil biológico.
Procesamiento y Almacenamiento
La filtración, concentración, fraccionamiento, congelación, descongelación y duración del almacenamiento pueden afectar la estabilidad y la actividad.
Caracterización y Control de Calidad
La calidad del secretoma requiere más que medir la proteína total
Las pruebas analíticas deben reflejar la composición, el proceso de manufactura y la función biológica prevista de la preparación.
Identidad de las Células de Origen
Documentar el origen de las MSC, historial de cultivo, inmunofenotipo e información relevante sobre calidad celular.
Proteína Total y Composición
Medir el contenido proteico total y, cuando corresponda, determinadas citocinas, factores de crecimiento u otros componentes.
Evaluación de Vesículas Extracelulares
Evaluar concentración de partículas, tamaño, morfología, marcadores y posibles contaminantes no vesiculares cuando se declare una fracción de EV.
Seguridad Microbiológica
Evaluar parámetros relacionados con esterilidad, micoplasma y endotoxinas cuando sean pertinentes para el uso previsto.
Pruebas Funcionales
Utilizar ensayos adecuados para su propósito, vinculados con el mecanismo biológico propuesto o con una actividad relacionada con la potencia.
Estabilidad
Evaluar duración y temperatura de almacenamiento, exposición a ciclos de congelación–descongelación, compatibilidad del recipiente y cambios en la actividad biológica.
Investigación Traslacional
Principales áreas de investigación del secretoma
La mayoría de las aplicaciones propuestas continúan siendo áreas de investigación de laboratorio, preclínica o clínica temprana y deben describirse conforme a su nivel real de evidencia.
Biología de Heridas y Piel
Investigación de la actividad de fibroblastos, remodelación de la matriz, señalización angiogénica y reparación epitelial.
Investigación Musculoesquelética
Estudio de los efectos del secretoma sobre cartílago, tendón, hueso y entornos articulares inflamatorios.
Modulación Inmunitaria
Evaluación de señales solubles y vesiculares que influyen en el comportamiento inflamatorio y de las células inmunitarias.
Investigación Neurológica
Investigación de señalización neuroprotectora, neuroinflamatoria y trófica en sistemas experimentales.
Lesión Pulmonar y de Órganos
Investigación preclínica de mecanismos inflamatorios, vasculares y de soporte tisular en modelos de lesión orgánica.
Ciencia de Manufactura
Desarrollo de métodos reproducibles de producción, concentración, fraccionamiento, formulación y evaluación de potencia.
Calificación clínica y científica
Los términos secretoma, medio condicionado, exosomas purificados y preparación de vesículas extracelulares no deben utilizarse indistintamente. Describen materiales y estados de procesamiento diferentes.
La actividad biológica demostrada en modelos de laboratorio o animales no establece por sí sola la seguridad ni la eficacia en pacientes.
No puede suponerse que las preparaciones de secretoma producidas por distintos laboratorios sean equivalentes. Las células de origen, condiciones de cultivo, recolección, fraccionamiento, concentración, formulación y almacenamiento pueden modificar sustancialmente el producto final.
Los productos de secretoma y medio condicionado no deben presentarse como curas establecidas para enfermedades neurológicas, autoinmunes, metabólicas, ortopédicas, dermatológicas u otras sin evidencia clínica apropiada y específica del producto.
El Enfoque de CELLMEX
Un programa completo de secretoma requiere fracciones definidas
Células de Origen Definidas
Deben documentarse el origen tisular, la identidad celular, el número de pase y el historial de cultivo.
Acondicionamiento Controlado
Deben definirse la composición del medio, densidad celular, periodo de acondicionamiento y condiciones ambientales.
Procesamiento Específico por Fracción
Las preparaciones de secretoma completo, enriquecidas en EV y depletadas de EV deben procesarse y describirse por separado.
Caracterización Funcional
La composición, calidad microbiológica, estabilidad y actividad biológica deben interpretarse en conjunto.
Referencias Científicas Seleccionadas
Biología del secretoma de MSC y desarrollo traslacional
Ferreira JR, et al. Mesenchymal Stromal Cell Secretome: Influencing Therapeutic Potential by Cellular Pre-conditioning.
Frontiers in Immunology. 2018;9:2837.
Ver publicaciónKumar P, et al. The mesenchymal stem cell secretome: A new paradigm towards cell-free therapeutic mode in regenerative medicine.
Cytokine & Growth Factor Reviews. 2019;46:1–9.
Ver publicaciónCunningham CJ, et al. The therapeutic potential of the mesenchymal stem cell secretome in ischaemic heart disease.
Swiss Medical Weekly. 2018;148:w14650.
Ver publicaciónSkalnikova HK. Proteomic techniques for characterisation of mesenchymal stem cell secretome.
Biochimie. 2013;95(12):2196–2211.
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