El estudio lo lideró Claudia Banchio, investigadora del Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Llegó recientemente a una comprobación que podría contribuir a renovar los tratamientos de enfermedades neurodegenerativas. Los resultados se publicaron en la revista Scientific Reports (SR). Estos muestran que los exosomas liberados por las células madre del cerebro aumentan la sobrevida de neuronas con signos de Parkinson.

Los exosomas son pequeñas vesículas liberadas por diferentes tipos celulares y son responsables de regular la comunicación entre células. Las células madre del cerebro (o células madre neurales) son células que pueden diferenciarse y originar neuronas funcionales.

Estudios anteriores del equipo de Banchio ya mostraron que los exosomas liberados por las células madre neurales pueden ayudar a inducir a que ocurra esta diferenciación. Lo cual puede ser clave para el desarrollo de tratamientos contra enfermedades neurodegenerativas que produzcan pérdida de neuronas.

La investigación publicada en SR se realizó sobre modelos celulares de origen humano que replican los efectos fisiológicos de la enfermedad de Parkinson in vitro. Mientras que los exosomas que se utilizan en los ensayos fueron obtenidos de células madre neurales de la corteza cerebral de embriones de ratón.

Este estudio académico contribuye y nutre al trabajo que Banchio y otros investigadores del Conicet en el IBR realizan en el marco de ExoMas. La empresa de base tecnológica (EBT) que fundaron en 2023 con el objetivo de desarrollar una terapia biológica para el tratamiento de la enfermedad de Parkinson. Basada en exosomas de células madres del cerebro.

“Es un momento muy emocionante, creo que a veces hasta salto de alegría, porque estoy bastante convencida que los exosomas podrán ayudar a muchas personas, que van a lograr algo importante en el campo de la terapéutica o incluso del diagnóstico”. Así lo afirmó Banchio.

Se estima que la enfermedad de Parkinson afecta a una de cada 100 personas mayores de 60 años. Y que para el año 2030 habrá alrededor de 12 millones de pacientes en el mundo. La causa de este trastorno es la muerte de las neuronas que producen y liberan un neurotransmisor  llamado dopamina. La dopamina, particularmente, interviene en importantes procesos. Como el control del movimiento, la memoria o el aprendizaje; de ahí los síntomas que presentan los pacientes que sufren la enfermedad.

Hasta ahora se sabe que la muerte de estas células está ordenada por ellas mismas al detectar una falla importante en su funcionamiento que no pueden solucionar. Esta falla se relaciona con dos factores. Aunque aún no se pudo determinar si uno es consecuencia del otro. El aumento del estrés oxidativo y la producción en exceso y acumulación de una pequeña proteína llamada alfa-sinucleína.

Para probar el efecto de los exosomas sobre células humanas que emulen la fisiología determinada por la enfermedad de Parkinson, el grupo de investigación trabajó en esta terapia de origen biológico con dos modelos de neuronas. Uno con sobreexpresión de alfa-sinucleína y otro con aumento del estrés oxidativo.

Exponiendo ambos modelos celulares a la presencia de exosomas pudieron comprobar dos situaciones notables. Por un lado, que los exosomas aumentan la sobrevida de las neuronas. Y por otro, que disminuyen ciertos efectos del estrés oxidativo, más allá de que en las células haya una sobreexpresión de alfa-sinucleína.

“Esto significa que, las neuronas, aunque están enfermas, al exponerse a los exosomas sobreviven más. Y en el contexto de enfermedades crónicas, como las neurodegenerativas, esto abre la posibilidad de desarrollar una terapia que revierta los daños que ya ocurrieron en el cerebro”. Pero, además, pudieron demostrar que los exosomas tienen una acción preventiva. “Porque cuando  exponemos a las neuronas primero a los exosomas y luego las sometemos a un estrés oxidativo, tienen mayor resistencia y contrarrestan mejor los efectos pejudiciales que las que no fueron expuestas a exosomas”.

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La quimioterapia es un tratamiento muy poderoso contra diversos tipos de cáncer.

Sin embargo, su eficacia se reduce en aquellos pacientes que desarrollan resistencia a multidrogas (MDR, por sus siglas en inglés).

Entre otras causas, se conoce que la MDR se asocia al aumento de una proteína denominada glicoproteína de permeabilidad (P-gp).

Recientemente, un estudio de especialistas del Conicet desarrolló compuestos obtenidos de una planta nativa que inhiben la actividad de la P-gp en células de leucemia mieloide crónica resistentes.

Por lo que podrían incrementar la efectividad de las drogas oncológicas.

El estudio se publicó en Scientific Reports.

“La P-gp es una proteína de transporte presente en la membrana de varias células”.

“Y su función es defender al organismo de compuestos indeseados o tóxicos”.

“Cuando una célula tumoral es tratada con una terapia farmacológica, la cantidad de esta proteína aumenta”.

“Es decir, el tratamiento estimula su sobreexpresión”.

Así lo explicó Cecilia Carpinella, investigadora del Conicet y una de las autoras correspondientes del estudio.

“La P-gp funciona como una bomba que expulsa el fármaco administrado al exterior de la célula”.

“Por lo que este no puede alcanzar su blanco biológico y por lo tanto la terapia falla”.

“La resistencia a multidrogas no sólo afecta la eficacia de la quimioterapia, sino también de las terapias antifúngicas y antibióticas”,

“En la actualidad no se cuenta con ningún inhibidor de P-gp a nivel comercial”.

“Debido a que la mayoría de los candidatos fallaron en distintas fases de los ensayos clínicos”.

“Por eso es necesario continuar con la búsqueda de nuevos fármacos seguros y eficaces para revertir la resistencia a multidrogas”.

Esto dijo por su parte Jerónimo Laiolo, becario posdoctoral del Conicet y primer autor del artículo.

En un trabajo previo, los especialistas del Conicet reportaron que un compuesto que se extrajo de la enredadera sudamericana Ligaria cuneifolia –conocida popularmente como “liga roja”- tenía actividad moduladora de la bomba P-gp.

A partir de esa molécula, de nombre betulina, diseñaron y sintetizaron dieciocho nuevos compuestos.

En conjunto con colaboradores de la Universidad de Patras, Grecia.

“Los derivados sintéticos se obtienen a través de estudios racionales y ayudados por simulaciones computacionales”.

“Las moléculas obtenidas vuelven al laboratorio, donde, tras evaluar su actividad, se realiza un análisis de relación estructura-actividad”.

“Que nos indica cuáles son los grupos químicos que mejoran o disminuyen el efecto farmacológico”.

“En vistas a desarrollar nuevas librerías de compuestos”, añadió Carpinella.

A continuación, evaluaron la capacidad de estos dieciocho derivados para inhibir la proteína P-gp.

Mediante ensayos con células resistentes de leucemia mieloide crónica.

Así identificaron los dos candidatos con la mayor potencia y la menor toxicidad.

Además, determinaron que la acción de estos compuestos posibilita una acumulación significativa de doxorrubicina.

Fármaco ampliamente utilizado en la quimioterapia, en el interior de las células.

Gracias a esto, la droga consigue llegar al núcleo e inducir la muerte de la célula cancerosa.

“La valiosa información que aportamos sobre la estructura-actividad de estos fármacos puede sentar bases”.

“Para el diseño de nuevos inhibidores de P-gp que ayuden a superar la resistencia a la quimioterapia y mejoren la eficacia del tratamiento del cáncer”, destacó Laiolo.

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