A pesar de haber sido descubiertos hace ya más de cinco décadas, los exosomas comenzaron a ser de interés científico en los últimos veinte años cuando estas pequeñas vesículas liberadas por las células en sus mecanismos de comunicación celular se revelaron como importantes agentes en la transmisión de proteínas, lípidos y ADN. Así, la comunidad científica internacional comenzaría a gestar la idea de emplearlos como posibles portadores naturales de medicamentos dirigidos a células o tejidos determinados.

En este contexto, la Universidad de Salamanca y la empresa británica ReNeuron -líder mundial en el desarrollo de terapias de exosomas- han abierto nuevas vías para los tratamientos de patologías neurodegenerativas con el desarrollo preclínico de exosomas derivados de células madre humanas inmortalizadas, propiedad de la firma, que actualmente están siendo utilizadas en ensayos clínicos para el tratamiento de infartos cerebrales.

En el estudio in vivo desarrollado por Rubén Deogracias, investigador Ramón y Cajal en la USAL y responsable del estudio ejecutado en el Instituto de Neurociencias de Castilla y León de la Universidad (INCYL), en colaboración con Juan Carlos Arévalo, del  Departamento de Biología Celular y Patología y miembro del Instituto, los investigadores observaron que, administrados vía intratecal en ratones, estos exosomas modificados “son capaces de actuar sobre el cuerpo estriado del cerebro induciendo la expresión génica”. Concretamente, los exosomas actúan de “transportadores de un factor neurotrófico fundamental para el desarrollo y supervivencia de determinados tipos neuronales del sistema nervioso central”, explica Deogracias a Comunicación USAL.

En este sentido, los científicos de la USAL recuerdan que el cuerpo estriado es una de las regiones específicas del cerebro que se encuentra afectada en diversas enfermedades neurodegenerativas incapacitantes como la enfermedad de Huntington y la enfermedad de Parkinson, además de en los accidentes cerebrovasculares, por lo que el trabajo “abre la puerta a utilizar estos exosomas como una nueva terapia para el tratamiento de estas y otras patologías”, afirman.

Imagen del cerebro

Orígenes del proyecto y resultados in vivo en modelos de ratón

Las principales compañías farmacéuticas han identificado proteínas terapéuticas que son eficaces en el tratamiento de algunas enfermedades neurológicas. Sin embargo, existen problemas importantes asociados con la administración de estas terapias proteicas que incluyen tanto su escasa estabilidad en los organismos vivos (las proteínas se descomponen rápidamente y no duran mucho en el cuerpo), como problemas relacionados con su mala distribución, debido a la incapacidad que presentan para dirigirse a tejidos específicos.

Así, los científicos de la USAL y ReNeuron decidieron desarrollar un nuevo estudio preclínico bajo la premisa de que los exosomas tienen el potencial de transformar la administración eficaz de fármacos para enfermedades neurológicas clave como las anteriormente descritas gracias a su capacidad natural de selección de tejidos y características de estabilidad superiores.

Los ensayos dirigidos por Rubén Deogracias desde sus inicios en las propias instalaciones de la empresa, donde desarrolló las modificaciones necesarias para la generación de los exosomas como transportadores del factor trófico, han podido determinar una entrega significativamente mejorada de proteínas funcionales al cerebro mediante ensayos en modelos animal empleando exosomas modificados y derivados de células madre humanas de ReNeuron.

En este sentido, los resultados in vivo han sido clave para demostrar que la tecnología de liberación de exosomas de ReNeuron para aplicaciones terapéuticas en este tipo de patologías ofrece una estabilidad más alta, una administración más dirigida y un aumento en la potencia, por lo que “potencialmente resuelven los problemas de administración farmacológica que se pueden experimentar en la administración de proteínas terapéuticas en los tratamientos”, sugieren los científicos.

Exosomas

Exosomas como vesículas terapéuticas

Deogracias apunta, por tanto, que los datos positivos obtenidos han mostrado una “clara capacidad de los exosomas de ReNeuron para sortear uno de los principales problemas para entregar proteínas terapéuticas al cerebro”. Así, las modificaciones realizadas “abren una estrategia clara para una entrega precisa de este tipo de moléculas en el tratamiento de muchas afecciones patológicas como la enfermedad de Huntington y la enfermedad de Parkison”.

Al respecto, Juan Carlos Arévalo aduce que, efectivamente, los resultados de esta exitosa colaboración allanan el camino para entregar proteínas al cerebro utilizando exosomas y ofrecen un nuevo enfoque que, “permitirá estudiar la eficacia de diferentes proteínas en modelos de ratón con enfermedades neurodegenerativas. Visualizamos muchas posibilidades terapéuticas utilizando este método de administración”, argumenta el profesor de la USAL.

Ahora, tras la conclusión del trabajo, el objetivo de la próxima colaboración entre los investigadores de la USAL y ReNeuron consistirá en “estudiar el papel que estos exosomas modificados podrían tener en modelos patológicos para los trastornos neurológicos mencionados con el fin de desarrollar datos preclínicos para estas vesículas terapéuticas”, avanzan.

ReNeuron, líder mundial en el desarrollo de terapias de exosomas

Estudios como el desarrollado en colaboración con la Universidad de Salamanca consolidan a ReNeuron como una de las empresas líder mundial en el desarrollo de terapias de exosomas. Concretamente, sobre los resultados de esta investigación, Stefano Pluchino, director científico de ReNeuron, comenta sentirse “encantado con estos datos, extremadamente convincentes, que muestran que los exosomas entregan proteínas terapéuticas de manera eficiente a regiones específicas del cerebro asociadas con enfermedades neurológicas graves”.

Para Pluchino, los datos obtenidos y base de uno de los principales programas corporativos de ReNeuron apuntan claramente hacia “la posibilidad de entregar otras cargas terapéuticas útiles utilizando los mismos principios y plataforma tecnológica y proporcionando una mejor distribución y especificidad en los tejidos”. En palabras del director científico, “esta estrategia podría, potencialmente, usarse para administrar terapias únicas o terapias múltiples con exosomas, permitiendo una serie de emocionantes enfoques de medicina de precisión de próxima generación”, resume.

Por su parte, Olav Hellebø, director ejecutivo de la compañía, define el éxito del trabajo como un “hito clave” para la tecnología de entrega de exosomas desarrollada por la compañía con la que se establece “una prueba clara del concepto in vivo, que imita con mayor precisión las condiciones para la entrega dirigida de terapias neurológicas clave en el cerebro humano”.

Asimismo, Hellebø, recuerda que el nuevo enfoque de ReNeuron y sus resultados -orientados ahora hacia la plataforma de exosomas- muestran “cuán significativo es el potencial de los exosomas para convertirse en un medio novedoso de administración de medicamentos biológicos al cerebro y otras regiones del cuerpo”. En definitiva, una “noticia emocionante para los principales socios farmacéuticos y biotecnológicos con los que tenemos acuerdos de colaboración que respalda la oportunidad comercial que brinda nuestra plataforma”, concluye.