Multiómica de exosomas 01-Comprensión preliminar de los exosomas
Una de las imágenes aparece frecuentemente en las PPT de los principales congresos:
La producción de exosomas incluye la invaginación de la membrana plasmática y la forma de cuerpos multivesiculares intracelulares que contienen vesículas intraluminales. A través de la fusión y exocitosis de los MVB y la membrana plasmática, los ILV finalmente se secretan en exosomas con un diámetro de aproximadamente 40-160 nm (tamaño análogo: el volumen de una célula es de aproximadamente 10 6 exosomas);
Las proteínas implicadas en el origen y la biogénesis de los exosomas son:
Además, la intersección de las vías de biogénesis de los exosomas y otras vías moleculares relacionadas con el transporte de vesículas intracelulares confunde la interpretación de los estudios funcionales:
p>Tasa de producción de exosomas: el cálculo de la tasa de producción de exosomas se ve dificultado por los procesos dinámicos asociados con la producción de novo y la absorción de exosomas en cualquier tipo de célula determinado.
Los exosomas tienen las siguientes características heterogéneas: la combinación de todas estas características probablemente conducirá a mayores niveles de complejidad y heterogeneidad en los exosomas.
Las preguntas sobre la función de los exosomas se han centrado en comprender el destino de sus componentes y los cambios fenotípicos y moleculares que inducen en las células receptoras en los sistemas de cultivo celular.
Las vías de captación y secreción de exosomas pueden cruzarse. Cualquier célula compuesta de exosomas endógenos y circulantes dará como resultado una producción neta de exosomas mixtos con el tiempo.
Los mecanismos y vías únicos asociados con la captación de exosomas, así como la reconocida especificidad de los exosomas para ciertos tipos de células, aumentan la complejidad de las funciones de los exosomas en la comunicación intercelular, tales como:
Para rastrear el intercambio de exosomas entre células en condiciones fisiológicas, exploramos experimentos in vivo que involucran diversas estrategias genéticas en ratones:
La quimioterapia y otras intervenciones terapéuticas también pueden afectar la absorción de exosomas por parte de los tumores y las respuestas biológicas posteriores;
Las proteínas se clasifican como exosomas que pueden inducir selectivamente señales específicas en las células receptoras para regular el desarrollo, las respuestas inmunes y la progresión de la enfermedad.
La reproducción humana, el embarazo y el desarrollo embrionario requieren una comunicación intercelular precisa, afinada y dinámica. El semen, el líquido amniótico, la sangre y la leche materna contienen exosomas con funciones reconocidas.
El papel de los exosomas en las respuestas inmunes ha sido ampliamente confirmado. Experimentos recientes con exosomas diseñados han demostrado que los exosomas desempeñan un papel en la inducción de respuestas inmunes adaptativas e innatas, respaldando su eficacia en la terapia y el desarrollo, y en la orquestación de respuestas inmunes a agentes infecciosos o cáncer.
Los exosomas de las células presentadoras de antígenos (APC) transportan p-MHC-II con complejo mayor de histocompatibilidad II(p)] y * * * señales estimuladoras y presentan directamente antígenos peptídicos para inducir la activación de células T específicas.
Los exosomas pueden desempeñar un papel en la aparición de enfermedades metabólicas y la salud cardiovascular. Se descubrió que transfirieron metabolitos, promoviendo así la comunicación intercelular, mediante el intercambio de miARN exocrinos entre células B pancreáticas, tejido adiposo, músculo esquelético e hígado de ratón y humano.
Estos hallazgos respaldan que los exosomas derivados de células cancerosas pueden alterar el metabolismo de las células no cancerosas, incluidos los adipocitos y las células de los islotes pancreáticos, promoviendo así funcionalmente el desarrollo de caquexia y síndromes paraneoplásicos.
La intersección entre la biogénesis de los exosomas y la regulación de las vesículas secretoras neuronales proporciona nuevos conocimientos sobre la supuesta relación entre los exosomas y la patogénesis de las enfermedades neurodegenerativas. Los exosomas pueden participar en la eliminación de proteínas mal plegadas, ejerciendo así funciones de desintoxicación y neuroprotectoras, o pueden participar en la replicación y agregación de proteínas mal plegadas, promoviendo eficazmente la "infecciosidad" de los agregados de proteínas y promoviendo la progresión de la enfermedad.
En comparación con el papel de los exosomas en otras enfermedades, la investigación sobre los exosomas del cáncer ha progresado rápidamente y los exosomas están relacionados con varias características distintivas del cáncer. Los exosomas influyen en la formación, el crecimiento y la metástasis de tumores, los síndromes paraneoplásicos y la resistencia a los medicamentos. El papel de los exosomas en la progresión del cáncer puede ser dinámico y específico del tipo, la genética y el estadio del cáncer.
En la mayoría de los estudios, los receptores de células estromales para los exosomas derivados de células cancerosas son fibroblastos asociados al cáncer (CAF) y células inmunes, que se regulan dinámicamente entre sí en el microambiente tumoral.
Se ha informado que en muchos tipos de cáncer, los exosomas derivados de células cancerosas inducen respuestas de señalización sustanciales en los sitios metastásicos, remodelando efectivamente el microambiente distante para mejorar la metástasis, como:
El intercambio de exosomas del estroma a las células cancerosas también puede regular la progresión del cáncer y la metástasis;
Los exosomas también participan en la angiogénesis y la remodelación de la matriz extracelular en el microambiente tumoral, que son factores importantes para el crecimiento del tumor, pasos clave. en transferencia y difusión.
Los exosomas eliminados por las células cancerosas pueden promover la resistencia a diversos fármacos de quimioterapia y anticuerpos.
La propiedad de los exosomas de entregar sustancias funcionales a las células enfermas favorece su uso como vehículos terapéuticos tanto a nivel básico como aplicado.
Los exosomas están presentes en todos los fluidos biológicos y son secretados por todas las células, lo que los hace atractivos como biopsias líquidas mínimamente invasivas y potencialmente rastrean la progresión de la enfermedad a través de muestreo longitudinal.
Los exosomas en sí mismos o como vehículos para cargas útiles de fármacos se están explorando activamente como terapia. En comparación con los liposomas, los exosomas inyectados pueden ingresar de manera eficiente a otras células y entregar bienes funcionales con una eliminación inmune mínima cuando se administran de forma exógena a ratones.
Además, las aplicaciones terapéuticas de los exosomas son prometedoras ya que se ha demostrado que son bien tolerados.