Un nou estudi descriu un mecanisme molecular clau que explica com les cèl·lules intercanvien informació per mitjà de vesícules extracel·lulars (EV), unes petites partícules amb un gran potencial terapèutic. Els resultats, publicats a la revista
Journal of Extracellular Vesicles, revelen que el complex de proteïnes Commander, fins ara conegut pel seu paper en el reciclatge de membranes, també coordina l’entrada i la destinació interna de les vesícules dins la cèl·lula. Aquest descobriment aporta llum al procés de comunicació intercel·lular, fonamental per al desenvolupament de noves teràpies i eines diagnòstiques.
L’estudi l’han liderat el professor Albert Lu, de la Facultat de Medicina i Ciències de la Salut de la UB i del Centre de Recerca Biomèdica CELLEX (IDIBAPS-UB), i María Yáñez-Mó, del Centre de Biologia Molecular Severo Ochoa (CSIC-UAM). També hi ha participat el professor de la mateixa facultat Carles Enrich (IDIBAPS-UB).
Segons Lu, «comprendre com les cèl·lules receptores capten i processen les vesícules extracel·lulars és essencial per entendre com es comunica l’organisme a escala molecular». «A més —continua—, aquest coneixement és clau per aprofitar el potencial terapèutic i diagnòstic d’aquestes vesícules, ja que la seva eficàcia depèn de si es poden dirigir i fer que siguin captades per les cèl·lules diana adequades».
Una metodologia innovadora basada en CRISPR
Les vesícules extracel·lulars (EV) són nanopartícules secretades per totes les cèl·lules que actuen com a missatgers biològics: transporten proteïnes, lípids i àcids nucleics. Per identificar els mecanismes moleculars que dirigeixen la seva captació i internalització a la cèl·lula, els investigadors han utilitzat una aproximació metodològica innovadora consistent a aplicar un cribratge genòmic massiu basat en la tecnologia CRISPR-Cas9.
Aquesta eina permet desactivar, un per un, cadascun dels més de vint mil gens humans d’una població cel·lular, per analitzar quin és el seu paper en un determinat procés. En aquest cas, els investigadors van modificar genèticament les cèl·lules perquè cada grup tingués desactivat un gen diferent. Després, les cèl·lules es van exposar a EV marcades amb un colorant fluorescent i, mitjançant citometria de flux, es va mesurar quines cèl·lules captaven més o menys vesícules. Aleshores es va utilitzar la tècnica de fluorescence activated cell sorting (FACS) per separar les cèl·lules amb més o menys capacitat de captació per, posteriorment, identificar els gens desactivats en cadascun dels grups mitjançant seqüenciació massiva.
«Aquesta aproximació sistemàtica i no esbiaixada permet descobrir nous reguladors sense dependre d’hipòtesis prèvies, a diferència de les tècniques tradicionals, centrades en uns candidats concrets», explica el professor Albert Lu.
Els resultats indiquen que el complex de reciclatge endosomal Commander, format per diverses proteïnes, actua com un regulador fonamental i general de la captació de vesícules. El fet que l’estudi s’hagi dut a terme en diferents línies cel·lulars humanes suggereix que «el mecanisme és conservat i potencialment universal, tot i que la seva activitat podria variar segons el tipus cel·lular o el context fisiològic», afegeix l’investigador.
Potencial per a noves teràpies regeneratives, oncològiques o antiinflamatòries
La comprensió d’aquest procés té implicacions terapèutiques importants, ja que la capacitat d’aquestes vesícules de travessar membranes i arribar a teixits específics les converteix en potencials vehicles naturals per transportar fàrmacs o molècules terapèutiques. «Entendre com es regula la seva entrada, el seu trànsit intracel·lular i el lliurament de la càrrega molecular que transporten obre la porta a dissenyar EV amb direccionalitat controlada, la qual cosa en milloraria l’eficàcia en teràpies regeneratives, oncològiques o antiinflamatòries», destaca Lu.
Actualment, els investigadors treballen per comprendre amb més detall el paper del complex Commander en el control de la captació i el destí intracel·lular d’aquestes vesícules, així com per determinar si aquest mecanisme es manté en altres tipus de cèl·lules o teixits. També volen explorar si alteracions en el complex podrien estar implicades en alteracions de la comunicació cel·lular en contextos patològics, com el càncer o els trastorns neurodegeneratius. «A llarg termini, l’objectiu és poder manipular aquesta via per modular la comunicació entre cèl·lules i millorar l’ús de les EV com a eines terapèutiques i diagnòstiques», clou l’investigador.