Într-o nouă cercetare publicată în "Proceedings of the National Academy of Sciences", dr. Hollis Cline şi colegii de la Scripps Research au arătat că exosomii nu numai că sunt necesari pentru dezvoltarea neuronilor şi circuitelor neuronale, dar de asemenea
"Sacoşele" moleculare numite exosomi sunt lansate în mod continuu din toate celulele din corp - fiecare plină de componente pe care altă celulă le-ar putea extrage şi folosi. Astfel, celulele comunică între ele prin proteine şi material genetic.
Deşi s-a crezut că sunt doar saci microscopici pentru "gunoiul" celular, s-a arătat că exosomii au o mare importanţă pentru sănătate. Conform cercetărilor anterioare, pot să transporte molecule ce sunt legate de răspândirea cancerului şi de afecţiuni neurodegenerative ca boala Alzheimer.
"În timpul diferitor stadii ale dezvoltării creierului, semnalizarea dintre celule este absolut esenţială. Am descoperit că exosomii reprezintă una din metodele prin care celulele comunică aceste semnale", a spus Cline, citată de sciencedaily.com.
Organismele umane folosesc recipiente numite "vezicule" pentru a transporta diferite materiale în şi printre celule. Exosomii sunt un tip de vezicule cu sarcina de a transporta diverse încărcături biologice - lipide, proteine, ARN - de la o celulă la alta. Cercetarea lui Cline a determinat că proteinele, în mod particular, au fost responsabile de abilităţile de semnalizare dintre celule ale exosomilor.
Cercetătorii au examinat exosomii din neuronii umani sănătoşi şi cei de la un model cu sindromul Rett, o afecţiune cerebrală genetică ce cauzează simptome asemănătoare autismului.
Dr. Pranav Sharma, neurolog în laboratorul lui Cline, a proiectat experimente pentru a identifica clar şi pentru a compara bioactivitatea exosomilor din neuronii sănătoşi şi din cei bolnavi. Prin multiple evaluări celulare şi funcţionale, au descoperit că exosomii afectaţi de Rett nu au conţinut proteine dăunătoare, dar de asemenea nu au avut proteinele esenţiale de semnalizare găsite în exosomii sănătoşi.
Ca parte a experimentului, cercetătorii au folosit tehnologia de editare a genelor CRISPR pentru a corecta mutaţia ce cauzează sindromul Rett şi apoi au examinat dacă funcţiile de semnalizare ale exosomilor neuronali au fost restaurate ca rezultat.
"Reparaţia mutaţiei a inversat deficitele", a spus Sharma.
De asemenea, au testat dacă adăugarea unor exosomi sănătoşi la un model de laborator al sindromului Rett ar furniza un efect terapeutic şi s-a dovedit a fi adevărat.
"Aceasta a fost cea mai încântătoare descoperire: faptul că exosomii de la celulele sănătoase pot într-adevăr să salveze deficienţele de neurodezvoltare ale celulelor cu sindromul Rett. Vedem acest lucru promiţător datorită multor nevoi de tratament pentru afecţiunile de neurodezvoltare. Acestea sunt afecţiuni ale căror deficienţe genetice le înţelegem profund, dar încă ne lipsesc terapiile pentru tratarea bolii în sine", a mai adăugat acesta.
Conform dr. Sharm, studiul are la bază neuroni umani derivaţi din celule stem pluripotente induse de la pacienţii cu Rett.
"Creierul este un organ foarte complicat, iar neuronii sunt mai complecşi decât celulele normale. Nu am vrut să ne pierdem în complexitate, deci am decis să abordăm o cale mai simplă pentru a testa ce conţin aceste vezicule şi de ce sunt capabile", a spus Sharma.
De asemenea, cercetătorii au injectat exosomi sănătoşi în hipocampul unui şoarece - o regiune cerebrală implicată în învăţare şi memorie - şi au observat o proliferare neuronală crescută. Acest lucru a dovedit că bioactivitatea exosomilor văzută în culturile celulare s-a putut vedea şi la animale.
Cercetătorii intenţionează acum să exploreze mai profund aceste rezultate şi să exploreze noi întrebări legate de bioactivitatea exosomilor şi potenţialele aplicaţii clinice: ar putea să fie măsuraţi exosomii printr-un test sanguin pentru a detecta bolile sau eficienţa tratamentelor? Aceste descoperiri se aplică de asemenea la tulburările de spectru autist şi la alte boli neurodegenerative, cum ar fi sindromul X fragil? Ar putea terapiile bazate pe exosomi să ajute într-o zi pacienţii cu afecţiuni cerebrale?
