Las vesículas extracelulares derivadas de fibroblastos humanos protegen a las neuronas y los cerebros de ratón de daños asociados al envejecimiento

• Autores: Marta Posada Gracia
• Directores de la Tesis: José Antonio Rodríguez Navarro (dir. tes.), Cristina Blázquez Ortiz (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2023
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Eva de Lago Femia (presid.), Eva María Marco López (secret.), Ana O`loghlen Velicia (voc.), María José Casarejos Fernández (voc.), Eloy Bejarano Fernández (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Bioquímica, Biología Molecular y Biomedicina por la Universidad Complutense de Madrid
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Biología celular
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense
• Resumen

  • En la actualidad, las enfermedades relacionadas con la edad se están convirtiendo en una de las principales preocupaciones para el sistema sanitario de los países desarrollados. Por ello, el estudio y mejor entendimiento de patologías como las enfermedades neurodegenerativas, y la búsqueda de nuevas terapias con las que combatirlas, es fundamental. En este contexto están adquiriendo importancia las vesículas extracelulares pequeñas o exosomas (sEVs). Se trata de unas partículas pequeñas rodeadas de una bicapa lipídica que se forman en el sistema endosomal y se liberan al exterior celular, desde donde pueden diseminarse por todo el organismo. Aunque son liberados por todas las células, la composición de los exosomas depende del estado de salud y del tipo celular del que procedan. Estudios realizados previamente en este laboratorio han demostrado que los sEVs derivados de fibroblastos de donantes humanos jóvenes (sEVy) tienen capacidad antioxidante intrínseca y mejoran distintas alteraciones moleculares causadas por la edad en órganos periféricos. Además, no son reconocidos como tóxicos por el sistema inmunitario debido a que son endógenos, y pueden atravesar la barrera hematoencefálica, por lo que facilitan el acceso al cerebro.

    Este trabajo ha supuesto una mejora en el conocimiento del efecto de los sEVy en el envejecimiento cerebral, y para desarrollarlo, se ha utilizado un modelo in vivo de ratones envejecidos naturalmente (22 meses) y un modelo in vitro de cultivos primarios de neuronas embrionarias tratadas con distintos agentes que reproducen un envejecimiento celular. Para llevar a cabo el estudio se han utilizado técnicas básicas de inmunofenotipado y western blot, pero también técnicas más novedosas para la caracterización del sEVy, como el análisis lipidómico y el análisis de seguimiento de nanopartículas.

    Por otro lado, el envejecimiento también está asociado con una disminución de los niveles de un tipo específico de glicerofosfolípidos en el cerebro, los plasmalógenos, que pueden dar lugar a ciertas enfermedades neurológicas. Por ello, tras haber estudiado y comprobado la importancia de los plasmalógenos en algunos de los procesos celulares que se alteran en el envejecimiento, como la autofagia y la función mitocondrial, quisimos enriquecer los fibroblastos de los que se extraen los sEVy con un precursor de plasmalógenos (hexadecilglicerol, HG), para comprobar si se potenciaba la acción de estos sEVy. Para ello se utilizaron el mismo modelo in vitro y las mismas técnicas empleadas anteriormente.

    En el modelo in vivo, los sEVy mejoraron marcadores de senescencia (ß- Galactosidasa, p16 y p21), marcadores de agregación, la capacidad antioxidante, el estrés oxidativo y peroxidativo, y la gliosis. En el caso de los estudios in vitro, los resultados mostraron que, tanto los sEVy como los sEVy enriquecidos en HG (sEVy HG) tienen un efecto rejuvenecedor en las neuronas, respaldando los resultados obtenidos en el cerebro de los ratones, puesto que: mejoran marcadores de viabilidad y senescencia celulares; disminuyen la agregación de proteínas; y favorecen la red mitocondrial, aumentando el área de mitocondrias y el porcentaje de las mitocondrias activas, analizados con el marcador de la membrana mitocondrial interna ATPB, y la sonda fluorescente MitoTracker CMXRos. Además, el enriquecimiento de los exosomas con plasmalógenos potencia la acción de los sEVy, siendo capaces de inducir la autofagia para eliminar la agregación proteica generada con el modelo utilizado, y mejorando la funcionalidad mitocondrial, aumentando también la capacidad antioxidante de las células.

    Por todo esto, el presente trabajo postula a los sEVy como potencial terapia multidiana en el tratamiento frente a enfermedades relacionadas con la edad, ya que son capaces de ejercer sus efectos en los distintos procesos alterados en estas patologías, rejuveneciendo y protegiendo a las células frente a los daños ocasionados por el envejecimiento.