Vesículas extracelulares: O que são e para que servem.

Inicialmente classificadas como “lixeiras” celulares de resíduos metabólicos, foi somente a partir dos anos 2000 que os papéis funcionais das vesículas extracelulares passaram a atrair o interesse das áreas da biomedicina, bioengenharia e de biomateriais.

Devido aos seus importantes papéis fisiológicos e fisiopatológicos, as vesículas extracelulares tornaram-se uma plataforma promissora para aplicações biomédicas, incluindo administração de medicamentos, terapia genética, diagnóstico de doenças, desenvolvimento de vacinas e na medicina regenerativa.

O que são vesículas extracelulares?

Vesículas extracelulares são estruturas limitadas por uma bicamada lipídica, semelhante à membrana celular, liberadas por diferentes tipos de células e são altamente conservadas entre os organismos, incluindo eucariotos, bactérias e fungos. Essas minúsculas vesículas participam de uma variedade de processos fisiológicos normais, incluindo comunicação entre as células, coagulação sanguínea, imunidade inata e/ou adquirida, regeneração tecidual, entre outras.

As vesículas extracelulares podem ser divididas em diversos tipos, diferindo em tamanho, morfologia, composição ou mecanismos biogênicos. A classificação destas vesículas inclui as que são liberadas pelas células quando entram em processo de morte programada (apoptose) e as microvesículas, liberadas a partir da membrana plasmática.

Existem ainda os exossomos, que são vesículas de dimensões nanométricas produzidas no interior da célula que contém proteínas e material genético. Após a liberação da superfície celular, os exossomos podem cair na corrente sanguínea e espalhar-se para outras partes do corpo, interagindo e provocando respostas em células distantes.

Vários estudos já demostraram a capacidade das vesículas extracelulares de atravessar eficientemente as barreiras biológicas e induzir alterações funcionais nas células-alvo. As vesículas extracelulares atuam como transportadoras e entregadoras de biomoléculas (conjuntos específicos de proteínas, lipídios ou espécies de RNA) das células produtoras para as  receptoras, sendo consideradas bons vetores para a entrega de medicamentos, por exemplo.

Perfil de segurança das vesículas extracelulares

 Nas últimas décadas, com a expansão da nanotecnologia houve um grande desenvolvimento de sistemas transportadores para entrega direcionada de medicamentos. Além dos nano carreadores sintéticos, os sistemas transportadores baseados em vesículas extracelulares atraíram um interesse considerável.

Uma razão importante pela qual as vesículas extracelulares têm sido preferidas como veículos de entrega de drogas é seu potencial de reduzir os efeitos tóxicos que substâncias estranhas produzem quando introduzidas no corpo. Devido à sua origem biológica, as vesículas extracelulares são minimamente reativas ao sistema imunológico.

As vesículas extracelulares também são relativamente mais seguras de serem utilizadas, pois não se multiplicam no organismo e não possuem potencial de formar tumores, em contraste com os veículos derivados de vírus ou terapias celulares com células-tronco. Essas são vantagens significativas que evitam preocupações regulatórias acerca de possíveis efeitos adversos ou formação de neoplasias.

Quando comparados com nano vesículas sintéticas, vesículas como os exossomos possuem maior estabilidade e biodisponibilidade, meia-vida de circulação mais longa in vivo, biocompatibilidade (devido à sua origem natural) e capacidade de passar barreiras biológicas (como a hematoencefálica), conseguindo atingir o sistema nervoso central. Como resultado, os exossomos têm o potencial de ser uma plataforma adequada para fornecer drogas, genes e biomoléculas funcionais a tecidos ou células em diferentes aplicações.

Vesículas extracelulares e terapias regenerativas

Em estudos pré-clinicos utilizando células-tronco mesenquimais do cordão umbilical humano em áreas de ferida revelaram que as funcões regenerativas dessas células estão relacionadas, principalmente, aos  seus efeitos pró-angiogênicos e imunomoduladores.

Vários ensaios clínicos utilizando as vesículas extracelulares têm sido publicados, fornecendo informações vitais sobre a segurança e eficácia para tratamentos e cicatrização de feridas. Um estudo inicial de Fase I avaliou os efeitos de exossomos autólogos (ou seja, obtidos do próprio plasma dos participantes) na cicatrização de úlceras cutâneas intratáveis e decorrentes, por exemplo, de doença reumática, doença arterial periférica, insuficiência venosa crônica, decúbito ou queimaduras. Os resultados destes ensaios  ainda não foram publicados, mas avanços técnicos no campo da terapia celular utilizando essas vesículas extracelulares podem ser esperados.

Apesar destes estudos, a aplicação desta tecnologia em humanos ainda enfrenta desafios, especialmente porque a ciência ainda não conhece totalmente os mecanismos moleculares exatos e o papel destas vesículas na cicatrização de feridas e regeneração tecidual.

De qualquer maneira, o potencial das vesículas extracelulares na medicina regenerativa mostra-se altamente promissor, já que novos caminhos para o desenvolvimento de terapias clínicas aprimoradas estão sendo explorados.

Numerosos estudos com as vesículas extracelulares têm sido publicados, fornecendo informações vitais sobre a segurança e eficácia para tratamentos e cicatrização de feridas.

Apesar destes estudos, a aplicação desta tecnologia em humanos ainda enfrenta desafios, tanto porque a ciência ainda não conhece totalmente os mecanismos moleculares exatos e o papel destas vesículas na cicatrização de feridas e regeneração tecidual, quanto pela dificuldade em isolá-las em grande escala.

De qualquer maneira, o potencial das vesículas extracelulares na medicina regenerativa mostra-se altamente promissor, já que novos caminhos para o desenvolvimento de terapias clínicas aprimoradas estão sendo explorados.

A In Situ Terapia Celular assume o compromisso de trazer informações relevantes e de qualidade para você, sempre baseado em ciência e com fontes de pesquisa confiáveis. Somos especializadas e pioneiras no desenvolvimento de biocurativos com células-tronco para o tratamento de feridas crônicas e queimaduras graves.

Referências:

Bahmani L, Ullah M. Different Sourced Extracellular Vesicles and Their Potential Applications in Clinical Treatments. Cells. 2022 Jun 21;11(13):1989. doi: 10.3390/cells11131989. PMID: 35805074.

He C, Zheng S, Luo Y, Wang B. Exosome Theranostics: Biology and Translational Medicine. Theranostics. 2018 Jan 1;8(1):237-255. doi: 10.7150/thno.21945. PMID: 29290805; PMCID: PMC5743472.

ClinicalTrials.gov.Effect of Plasma Derived Exosomes on Cutaneous Wound Healing. Accessed June 21, 2022.https://clinicaltrials.gov/ct2/show/