Programación de exosomas sintéticos para optimizar la curación de heridas
Científicos crean exosomas sintéticos con funcionalidades naturales y presentan su aplicación terapéutica
Científicos del MPI de Investigación Médica y sus colegas han diseñado exosomas sintéticos que regulan la señalización celular durante el cierre de heridas. Las estructuras sintéticas se asemejan a las vesículas extracelulares (VE) naturales que desempeñan un papel fundamental en la comunicación entre células. Los científicos descubrieron mecanismos clave para regular y ayudar a la cicatrización de heridas y a la formación de nuevos vasos sanguíneos. Inspirándose en la función de sus planos naturales, los científicos demuestran con éxito por primera vez que se pueden construir exosomas totalmente sintéticos con funcionalidad terapéutica. Los resultados se han publicado recientemente en Science Advances.
Los cultivos de células de piel humana (gris y cian) se reprograman mediante la captación de exosomas sintéticos (púrpura).
MPI for Medical Research
Las vesículas extracelulares median la comunicación entre células
El buen funcionamiento de la comunicación entre células es fundamental para un organismo multicelular como nosotros. Casi todos los procesos de nuestro cuerpo requieren una interacción coordinada entre las células, ya que forman tejidos y órganos o, por ejemplo, trabajan juntas durante las respuestas inmunitarias. La cicatrización de heridas o la formación de nuevos vasos sanguíneos también requieren una amplia señalización célula-célula para garantizar la regeneración coordinada de los tejidos. Para ello, las células de la piel aplican varios mecanismos para comunicarse entre sí. Uno de ellos son las vesículas extracelulares (VE). Son pequeñas gotas o compartimentos que las células pueden cargar con diferentes moléculas y liberar para transferir "información". Al unirse a otras células o ser captadas por éstas, liberan esa información. Sin embargo, se sabe poco sobre los mecanismos concretos y los complejos procesos de señalización que hay detrás de la comunicación de las vesículas extracelulares. Éste es también el principal factor que limita su aplicación terapéutica.
Aprender construyendo: las vesículas extracelulares totalmente sintéticas ajustan el sistema
Para comprender mejor las VE, los científicos del MPIMR y sus colaboradores eligieron un enfoque de biología sintética ascendente. En tubos de ensayo, diseñaron y ensamblaron vesículas extracelulares totalmente sintéticas para imitar con precisión su modelo natural en forma y función. De este modo, pretendían evaluar mejor y de forma más sistemática su papel durante la cicatrización de heridas y comprender la importancia y la función de cada uno de los componentes de las vesículas. Su enfoque ascendente, basado en el uso de gotas de lípidos, permitió ajustar las funcionalidades de las VE y crear una tecnología de VE programable. "Podemos crear vesículas sintéticas con distintos tipos de características: eso es lo bueno del método ascendente. Nos da la oportunidad de copiar, ajustar y mejorar las estructuras naturales para diferentes fines", afirma Oskar Staufer, primer autor e investigador postdoctoral del Departamento de Biofísica Celular del MPIMR.
Uso terapéutico de las VE sintéticas durante la cicatrización de heridas
Para demostrar la funcionalidad de las VE sintéticas durante los procesos de cicatrización de heridas, los investigadores estudiaron el comportamiento de cicatrización de la piel de donantes humanos cultivada en el laboratorio. Cuando trataron las heridas de estas pieles con sus exosomas sintéticos, pudieron mostrar una cicatrización mucho más rápida y las heridas se cerraron más rápido. Se hizo una observación similar al comprobar la capacidad de los exosomas sintéticos para mejorar la formación de nuevos vasos sanguíneos, otro proceso de gran relevancia en varios contextos terapéuticos, como la regeneración de tejidos tras una cirugía y los daños cardíacos. Al profundizar en el mecanismo que actúa dentro de las células tratadas con los EVs sintéticos, los científicos también pudieron determinar las moléculas cruciales dentro de los EVs que son responsables de desencadenar los efectos terapéuticos. La identificación de los componentes clave de las VE es un avance clave que en el futuro podría permitir la ingeniería de vesículas ajustables individualmente de valor terapéutico para el tratamiento de muchas enfermedades como el cáncer, los trastornos inmunológicos o las enfermedades neurodegenerativas.
"Los exosomas han despertado grandes esperanzas en la biomedicina desde hace más de 20 años. Con esta nueva tecnología en las manos, ahora somos capaces de sintetizar exosomas con alta pureza a escala terapéutica. Esto supera algunas de las principales limitaciones que han impedido la aplicación de los exosomas para la terapia y podría llevarnos a aprovechar el poder de la comunicación de las vesículas extracelulares. Además, como estamos trabajando con sistemas de vesículas muy definidos, ahora podemos estudiar las funciones fundamentales de las VE de forma muy sistemática."
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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