Ensayo sobre el potencial antiinflamatorio de exosomas derivados de células madre

Desde hace unos veinte años la comunidad científica viene estudiando las posibilidades de uso de células madre en terapias regenerativas. Y desde hace algunos años, muchas de las esperanzas están puestas en una nueva partícula de tamaño nanométrico: vesículas extracelulares liberadas por esas células madre. Gustavo Yannarelli es uno de los pocos científicos argentinos dedicado a estudiarlas, es investigador del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) y director del Laboratorio de Regulación Génica y Células Madre del Instituto de Medicina Traslacional, Trasplante y Bioingenería (IMeTTyB), Universidad Favaloro-CONICET. El equipo de. Dr. Yannarelli acaba de publicar un artículo, en la revista Molecular Therapy Methods and Clinical Development, en el que desarrollaron un método para evidenciar el potencial antiinflamatorio de las vesículas, que podrían ser utilizadas en terapias regenerativas.

“Cuando se utilizan células madre como terapia, existe cierto riesgo de generar un tumor al paciente, porque se trata de células que eventualmente podrían malignizarse. En cambio, como estas vesículas son derivados celulares -menos complejas que una célula- ese riesgo se minimiza. Son mucho más seguras: su aplicación en terapias regenerativas sería más parecida a un fármaco”, explica Yannarelli, bioquímico egresado de la UBA, que se posdoctoró en Canadá trabajando en células madre mesenquimales y volvió al país repatriado en 2012.

Justamente, para la investigación, el equipo utilizó células madre mesenquimales: células adultas que se pueden obtener de distintos tejidos. En su caso, utilizaron las derivadas de cordón umbilical, que tienen la propiedad de crecer y proliferar más que otras -como por ejemplo las obtenidas de medula ósea-. Esas células liberan exosomas -un subtipo de vesículas extracelulares-, que son las que los científicos aislaron para probar su potencial antiinflamatorio.

¿Qué significa anti-inflamatorio? “Significa que tiene una acción inhibitoria de los procesos inflamatorios, que están involucrados en un amplio espectro de patologías y traumatismos -explica Yannarelli-. En nuestro laboratorio estudiamos el infarto agudo de miocardio, que tiene un importante componente inflamatorio luego de producirse la isquemia. Ese proceso inflamatorio, si es exacerbado o se prolonga en el tiempo, termina produciendo daño. El uso de exosomas permitiría limitar la etapa inflamatoria y llevar al tejido hacia una etapa de reconstrucción y regeneración, disminuyendo el área de infarto, mejorando la irrigación del área infartada y propiciando una mejor función cardíaca luego del infarto”.

Facilitar el estudio

Este grupo de científicos desarrolló una metodología in vitro para facilitar el estudio de las propiedades anti-inflamatorias de las vesículas. Hasta ahora, la mayoría de los ensayos que se hacían en el mundo no estaban estandarizados o utilizaban animales. “No había ensayos biológicos estandarizados para testear la actividad antiinflamatoria de estas vesículas. En este trabajo nosotros desarrollamos una herramienta que va a servir, al resto de la comunidad científica, para poder identificar el potencial anti-inflamatorio de los exosomas. Como las vesículas extracelulares son muy variadas, a través de un ensayo in vitro, bastante sencillo y rápido, pudimos diferenciar cuales poseen actividad anti-inflamatoria de las que no”, indicó Yannarelli. “Después evaluamos su potencial antiinflamatorio en ratones y establecimos una correlación, con lo cual, corroboramos la utilidad del ensayo para asignar actividad biológica. Este nuevo ensayo permitirá testear diferentes estrategias de producción y aislamiento de exosomas sin la necesidad de utilizar animales”.

Los científicos están interesados en la actividad antiinflamatoria de estas vesículas para utilizarlas, en un futuro, en regeneración cardíaca. Pero también podrían utilizarse para regeneración de otros tejidos o como inmunosupresores, por ejemplo para disminuir el rechazo de órganos en trasplante. “Las aplicaciones son muy variadas” advierte Yannarelli. “Como estas nanopartículas llegan a sistema nervioso central servirían  para el tratamiento de enfermedades como Alzheimer y epilepsia. Son muy promisorias ya que son fáciles de administrar por vía intravenosa, similar a un fármaco”, añade el científico.

El paso siguiente de su investigación será probar esas vesículas en una instancia preclínica, para regeneración cardíaca y preservación de órganos donantes para trasplantes. “Estamos estudiando el uso de estos derivados de células madre para mejorar la preservación de pulmones donantes -adelanta Yannarelli-. Hoy en día hay muy pocos donantes y muchos pacientes en lista de espera: el uso de exosomas podría mejorar la preservación de órganos, y así aumentar su disponibilidad para trasplante. Durante el proceso de procuración, el órgano donante se conserva en frío y pasan varias horas hasta que se implanta en el receptor. Durante ese tiempo, el órgano está en isquemia y se activa el proceso inflamatorio. Si bien existen soluciones de preservación de órganos,  nosotros creemos que utilizando estas células madre de cordón umbilical, o sus derivados, podríamos prevenir los procesos pro-inflamatorio y de estrés oxidativo que ocurren durante la isquemia”.

Para acceder al paper haga click aquí: https://doi.org/10.1016/j.omtm.2018.12.003