Nuevas técnicas de administración de microARNs mediante vesículas extracelulares procedentes de células madre mesenquimales

Abstract

[Resumen] Hoy en día, las vesículas extracelulares (EVs) tienen un gran potencial como sistemas novedosos para transferir una gran cantidad de biomoléculas, debido a su composición natural. Dicha composición puede permitir que se evite la toxicidad y la rápida eliminación en el torrente sanguíneo, y por ello, puedan ser utilizadas en el ámbito biomédico, incluso como agentes de diagnóstico, o como sistemas de administración de fármacos (DDS) para mejorar la eficacia terapéutica de los mismos. Estas EVs son procedentes de células madre mesenquimales (MSCs) del estroma de cordón umbilical (hUC). Dichas vesículas, están rodeadas por una bicapa lipídica que participan en la comunicación intercelular, sin necesidad de contacto directo entre células, gracias a que su contenido recorre largas distancias a través del corriente sanguíneo, linfa y otros fluidos. La célula emisora carga de información (lípidos, proteínas, ADN y pequeños ARNs) a las EVs, que son secretadas al medio extracelular, y al ser captados por la célula diana producen un efecto específico. Los microARNs (miARNs) son pequeñas moléculas de ARN no codificante que regulan la expresión génica a nivel postranscripcional, es decir, una vez que el código genético del ADN se ha transcrito en forma de ARN mensajero (ARNm), dando lugar a una degradación del ARNm o impidiendo su traducción a proteína. Uno de los miARNs que está en investigación por su influencia en procesos inflamatorios es el hsa-miR-4436b-5p. En el presente trabajo se pretendió cargar las EVs con hsa-miR-4436b-5p, empleando para ello diversos métodos, como fuero la sonicación y la electroporación, o mediante el kit comercial basado en química click. Mostrándose que para el método de sonicación sí que se pudo desarrollar una nanoplataforma para su uso en nuevas terapias para trastornos inflamatorios mientras que los métodos de electroporación y química click mostraron su baja eficacia en comparación con el anterior.

[Resumo] Hoxe en día, as vesículas extracelulares (EVs) teñen un gran potencial como sistemas novidosos para transferir unha gran cantidade de biomoléculas, debido á súa composición natural. Esta composición pode permitir que se evite a toxicidade e a rápida eliminación no torrente sanguíneo, e por iso, poidan ser utilizadas no ámbito biomédico, mesmo como axentes de diagnóstico, ou como sistemas de administración de fármacos (DDS) para mellorar a súa eficacia terapéutica destes. Estas EVs son procedentes de células nai mesenquimais (MSCs) do estroma de cordón umbilical (hUC). Ditas vesículas, están rodeadas por unha bicapa lipídica que participan na comunicación intercelular, sen necesidade de contacto directo entre células, grazas a que o seu contido percorre longas distancias a través do corrente sanguíneo, linfa e outros fluídos. A célula emisora carga de información (lípidos, proteínas, ADN e pequenos ARNs) ás EVs, que son secretadas ao medio extracelular, e ao ser captados pola célula diana, e producen un efecto específico. Os microARNs (miARNs) son pequenas moléculas de ARN non codificante que regulan a expresión xénica a nivel postranscricional, é dicir, unha vez que o código xenético do ADN transcribiuse en forma de ARN mensaxeiro (ARNm), dando lugar a unha degradación do ARNm ou impedindo a súa tradución a proteína. Un dos miARNs que está en investigación pola súa influencia en procesos inflamatorios é a hsa-miR-4436b-5p. Neste traballo pretendeuse cargar as EVs con hsa-miR-4436b-5p, empregando para iso diversos métodos, como foron a sonicación e a electroporación, ou mediante o kit comercial baseado na química click. Mostrándose que para o método de sonicación si que se puido desenvolver unha nanoplataforma para o seu uso en novas terapias para trastornos inflamatorios, mentres que os métodos de electroporación e química click mostraron a súa baixa eficacia en comparación co anterior.

[Abstract] Today, extracellular vesicles (EVs) have great potential as novel systems for transferring many biomolecules, due to their natural composition. This composition can prevent toxicity and rapid elimination in the bloodstream, and therefore, they can be used in the biomedical field, including as diagnostic agents, or as drug delivery systems (DDS) to improve their therapeutic efficacy. These EVs are from umbilical cord stromal stem cells (MSCs). These vesicles, are surrounded by a lipid bilayer that participates in intercellular communication, without the need for direct contact between cells, thanks to the fact that their contents travel long distances through the bloodstream, lymph and other fluids. The emitting cell loads information (lipids, proteins, DNA and small RNAs) to the EVs, which are secreted into the extracellular medium, and when they are captured by the target cell, and produce a specific effect. MicroRNAs (miRNAs) are small non-coding RNA molecules that regulate gene expression at the post-transcriptional level, i.e. once the genetic code of DNA has been transcribed into messenger RNA (mRNA), leading to a degradation of the mRNA or preventing its translation into protein. One of the miRNAs that is under investigation for its influence on inflammatory processes is hsa-miR-4436b-5p. In the present work, the EVs were charged with hsa-miR-4436b-5p, using various methods, such as sonication and electroporation, or by means of the commercial kit based on click chemistry. It was shown that for the sonication method it was possible to develop a nanoplatform for use in new therapies for inflammatory disorders, while the electroporation and click chemistry methods showed their low efficacy compared to the previous one.