¿Qué son los exosomas y por qué son importantes?

Aunque los exosomas se descubrieron hace más de cinco décadas, el interés entre la comunidad científica no despertó hasta hace relativamente poco tiempo. En concreto, en los últimos diez años, el número de publicaciones anuales sobre exosomas casi se ha multiplicado por diez (de 1,570 artículos publicados en 2007 a 14,000 en 2017). Pero, ¿qué son exactamente los exosomas y qué justifica este interés?

• 1) ¿Qué son los exosomas? 
• 2) Breve historia
• 3) ¿Cómo se forman los exosomas?
• 4) ¿Por qué los exosomas son tan populares?
• 5) Estudios recientes en el campo de los exosomas

1) ¿Qué son los exosomas?

Los exosomas pueden describirse como vesículas extracelulares. El término exosoma se describió por primera vez hace 30 años como «pequeñas burbujas» con un diámetro de aproximadamente 40-100 nm que pueden ser secretadas por la mayoría de las células. Estas esferas, tienen una estructura de membrana lipídica y está recubierta internamente con: proteínas, ARNm, microARN y otras sustancias. Además de los exosomas, también hay otros tipos de microburbujas en las células (como los cuerpos apoptóticos y las partículas extranucleares), cada tipo tiene una función diferente. Los exosomas a menudo se pasan por alto como una categoría separada, pero son un tipo de vesícula funcionalmente diferente.

2) Breve historia

Las vesículas de la membrana externa (también conocidas como vesículas extracelulares) se descubrieron por primera vez hace relativamente poco más de cinco décadas. Primero, los científicos pensaron que eran los desechos liberados a través del desprendimiento de la membrana citoplasmática. Más tarde, en 1987, los científicos acuñaron el término exosomas, pero pronto fueron olvidados por los investigadores nuevamente, hasta años recientes. En 1989, los científicos reconocieron los exosomas porque la transferrina se perdió durante un estudio sobre el desarrollo de reticulocitos en glóbulos rojos.

3) ¿Cómo se forman los exosomas?

Los exosomas están formados por vesículas intraluminales (ILV), pero no todos los ILV pueden formar exosomas. Además de esto, su mecanismo de formación en el endosoma aún no ha sido esclarecido. La mayoría de los procesos tradicionalmente establecidos parten de la idea que una porción de membrana se deforma para encapsular los orgánulos en el citoplasma. Durante la formación del ILV, la membrana brota del citoplasma y entra al endosoma. Esta visión no tradicional no solo ocurre en la formación de ILV, sino también cuando el virus recubierto emerge del citosol y sufre la citocinesis. Los ILV (incluidos los exosomas) tienen al menos dos mecanismos: uno depende de los complejos de clasificación endosomal necesarios para el transporte (ESCRT) y el otro no depende de ESCRT.

van der Pol, E., Böing, A. N., Harrison, P., Sturk, A., & Nieuwland, R. (2012). Classification, functions, and clinical relevance of extracellular vesicles. Pharmacological reviews, 64(3), 676-705.

4) ¿Por qué los exosomas son tan populares?

Primero, se creyó que los exosomas eran únicamente un medio para la comunicación celular y el transporte macromolecular intercelular. En segundo lugar, durante la última década, los exosomas han jugado un papel importante en la transmisión de proteínas, lípidos, ARNm, miARN y ADN, y han sido la causa de muchas enfermedades. En tercer lugar, los exosomas tienen una estructura de membrana bicapa lipídica. En comparación con los polímeros sintetizados artificialmente, los exosomas pueden desarrollarse para ser un portador natural de medicamentos específicos. Pueden proteger las sustancias cubiertas y pueden dirigirse a células o tejidos específicos. Todo esto los convierte en un sistema de entrega muy bien dirigido.

5) Estudios recientes en el campo de los exosomas

Los exosomas pueden ser la verdadera causa de la propagación del cáncer.

El Equipo de Microambiente y Metástasis del Cáncer del Centro Nacional del Cáncer de España (CNIO), el Colegio Médico Weill Cornell y el Centro de Cáncer Memorial Sloan Kettering confirmaron conjuntamente que los tumores liberan millones de exosomas con su contenido proteico y genético. Los exosomas, actúan como «radares» que aseguran que los órganos receptores estén listos para recibir las células tumorales. En particular, los exosomas desencadenan las reacciones moleculares necesarias en los órganos receptores: inflamación, angiogénesis, etc. para recibir las células tumorales para que puedan proliferar.

Secuenciación de exosomas: el nuevo frenesí en la biopsia líquida

Se espera que la secuenciación de material genético por biopsia líquida sea uno de los métodos más importantes para el diagnóstico del cáncer. Los exosomas pueden envolver fragmentos de ADN de gran tamaño (mayores de 2.5 kb, quizás incluso 10 kb o más). Además, los exosomas también contienen una gran cantidad de ARN, tanto el iARN como el ARNm pueden analizarse fácilmente mediante secuenciación de segunda generación. Dado que los exosomas de ADN y ARN no están tan dispersos como el ADN tumoral libre en los sueros, los exosomas son un objetivo atractivo para la secuenciación de tumores. Además, los exosomas derivados de tumores también pueden enriquecerse significativamente en varios fluidos biológicos. En base a las ventajas anteriores, el ADN y el ARN exosómico se pueden considerar como un material de secuencia confiable para realizar una biopsia líquida tumoral.

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