Potencial de biomarcador de cáncer "detectado" en vesículas extracelulares.

Las vesículas extracelulares (EV) son partículas de tamaño nanométrico delimitadas por bicapa lipídica que son liberadas por nuestras células y entregan materiales vitales a otras células para ayudar en la comunicación celular. Ahora, un estudio en ratones dirigido por WEHI y la Universidad La Trobe ha descubierto que los vehículos eléctricos podrían utilizarse para detectar mejor los niveles de daño tisular en nuestro cuerpo. El nuevo estudio muestra por primera vez que existe un vínculo entre los niveles de EV en la sangre y el daño tisular causado por el cáncer de sangre y otras enfermedades como la leucemia.

Los hallazgos han sido publicados comunicación de la naturaleza En un artículo titulado "Visualización in situ de la formación de vesículas extracelulares derivadas de células endoteliales en estado estacionario y en condiciones malignas.,

“Las células endoteliales son partes integrales de toda la vasculatura dentro de organismos complejos. "A medida que recubren la pared de los vasos sanguíneos, las células endoteliales están constantemente expuestas a diversos factores moleculares y fuerzas de corte que pueden inducir daño celular y estrés", escribieron los investigadores. “Sin embargo, aún no está claro cómo las células endoteliales eliminan el material celular no deseado. La generación de grandes vesículas extracelulares (EV) se ha convertido en un mecanismo importante para eliminar los desechos celulares de las células que están muriendo o estresadas. Aquí, utilizamos microscopía intravital de médula ósea para medir directamente la cinética de formación de EV a partir de células endoteliales in vivo en condiciones homeostáticas y letales. Estos vehículos eléctricos grandes son ricos en mitocondrias, exponen la señal de fosfatidilserina de "cómeme" y pueden interactuar con poblaciones de células inmunitarias como un posible mecanismo de eliminación.

Los hallazgos en ratones muestran que monitorear los niveles de EV en la sangre puede proporcionar información directa sobre el nivel de daño tisular, información importante que podría informar formas de detectar y tratar mejor las enfermedades.

Investigar cómo se forman los vehículos eléctricos y cómo se relacionan con la progresión de la enfermedad es un desafío debido a su pequeño tamaño, y la mayoría de los estudios se limitan a enfoques de "célula en un plato". Sin embargo, los investigadores pudieron superar este obstáculo al obtener imágenes de vehículos eléctricos vivos dentro de la médula ósea de ratones.

La primera autora y bióloga celular de WEHI, Georgia Atkin-Smith, PhD, dijo que el equipo utilizó microscopía de alta resolución que puede ver directamente el interior de la médula ósea de organismos vivos para capturar la formación de vehículos eléctricos a partir de los vasos sanguíneos.

"Ningún otro estudio en el mundo ha podido lograr esto, por lo que es una gran victoria para la comunidad científica de Australia", afirmó Atkin-Smith.

“En este estudio, hemos demostrado que el desarrollo de leucemia puede dañar los vasos sanguíneos sanos de la médula ósea. Los ratones que tenían daños extensos en los vasos sanguíneos de la médula ósea tenían niveles más altos de EV en la sangre, mientras que los ratones sanos no.

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"Esto muestra por primera vez que existe una asociación entre los vehículos eléctricos en la sangre y el daño tisular durante el cáncer".

La posible conexión entre los vehículos eléctricos y el daño a los vasos sanguíneos fue planteada por primera vez como hipótesis en 2018 por el autor principal y jefe del laboratorio WEHI, el profesor asociado Edwin Hawkins, PhD, experto en imágenes in vivo.

"Después de cuatro años de investigación, ver cómo se produce el proceso de fabricación de vehículos eléctricos con nuestros propios ojos fue un momento increíble", dijo Atkin-Smith.

“Las imágenes dicen más que mil palabras, y estas fotografías han avanzado significativamente nuestra comprensión de los vehículos eléctricos al mostrar cómo se forman en entornos saludables y durante la enfermedad. Esto ha llevado no solo al desarrollo de un nuevo marco para estudiar la formación de vehículos eléctricos en organismos modelo, sino también a nuevas herramientas de diagnóstico para monitorear el nivel de daño tisular observado durante el curso de la enfermedad mediante un simple análisis de sangre. Este es un progreso increíblemente emocionante".

El estudio implicó una colaboración clave con Ivan Poon, PhD, profesor y director del Centro de Investigación de Vesículas Extracelulares La Trobe (RCEV). El estudio también implicó la colaboración con la Universidad de Melbourne, Florey, el Instituto de Investigación del Cáncer Olivia Newton-John, el Centro Oncológico Peter MacCallum (Peter MAC) y la Universidad de Monash.

La candidata a doctorado de La Trobe y segunda autora, Jacinta Santavanonde, está desarrollando técnicas de imágenes para estudiar la muerte celular y la biología del pez cebra. "Este estudio es una prueba de lo que se puede lograr mediante la colaboración científica", afirmó.

"Trabajando juntos, hemos validado nuestros resultados en muestras de peces, ratones y humanos, lo que realmente resalta el impacto de la investigación".

El equipo de investigación de WEHI, en colaboración con Peter Mack, está evaluando ahora si los vehículos eléctricos pueden utilizarse como biomarcadores en pacientes con leucemia mieloide aguda (LMA). Esperan desarrollar nuevas herramientas y técnicas que permitan a los médicos determinar el efecto de la enfermedad en los tejidos sanos y evaluar la progresión de la enfermedad mediante el análisis de muestras de pacientes.