Exossoma (vesícula)

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 Nota: Não confundir com exossoma.
1 - proteína de membrana (balsa lipídica). 2 - endocitose. 3 - vesícula de endocitose. 4 - fusão com um endossoma 5 - invaginação e formação sucessiva dum corpo multivesicular com vesículas internas. 6 - fusão com a membrana plasmática. 7 - libertação das vesículas no exterior, que são os exossomas.

Os exossomas são vesículas de 30-90 nm secretadas para o meio extracelular por vários tipos de células de mamíferos.[1] Foram descobertas pela primeira vez em reticulócitos maturados de mamíferos, usando um mecanismo de eliminação seletiva de muitas proteínas de membrana do plasma.[2] Durante a maturação dos eritrócitos estas proteínas perdem-se ou diminuem em quantidade, sem que se produza uma degradação das mesmas.

Embora a composição proteica do exossoma varie de acordo com a célula que os origina, a maioria dos exossomas contém a proteína solúvel Hsc 70 e muitas outras. Foram encontradas até 31 proteínas comuns nos exossomas em estudos realizados sobre o câncer colorretal, mastócitos e exossomas de urina.[3] Para análise de uma lista dos marcadores proteicos que são mais frequentemente identificados nos exossomas, este banco de dados pode ser consultado: ExoCarta, banco de dados de exossomas. Determinadas células do sistema imunológico, como as células dendríticas e os linfócitos B, secretam exossomas que, de acordo com vários cientistas, desempenham um papel funcional na mediação de respostas imunitárias adaptativas contra patógenos e tumores.[4]

Na célula existe um tipo de endossoma chamado corpo multivesicular, que contém no seu interior vesículas intraluminais, as quais podem ser liberadas para o meio extracelular, dando origem a exossomas.[5] Inicialmente o exossoma desenvolve-se no interior da célula quando um segmento da membrana celular se invagina espontaneamente e é endocitado, originando um endossoma.[1] Este segmento de membrana introduzido na célula forma pequenas vesículas que são as que serão depois expulsas da célula. A última fase da formação dos exossomas tem lugar quando o endossoma tardio ou maduro, que contém no seu interior muitas vesículas pequenas (corpo multivesicular), se funde com a membrana celular, desencadeando a libertação fora da célula das vesículas do seu interior.

Estas vesículas, uma vez liberadas, chamam-se exossomas, e são constituídas por uma "balsa lipídica" na quais estão incrustados diversos ligandos semelhantes aos da membrana celular original. Os exossomas secretados pelas células tanto em condições normais como patológicas contêm proteínas e moléculas de ARN funcionais incluindo ARNm e microARN, que podem ser transportadas duma célula para outra, o que afecta a produção de proteínas da célula receptora.[6] Este ARN é denominado exosomal shuttle RNA.[7] Muitos dos micro ARN dos exossomas secretados por células estaminais mesenquimáticas são predominantemente imaturos pré-micro ARN.[8] Nestes exossomas das células do mesênquima não existem proteínas associadas ao RISC (RNA-induced silencing complex), o que sugere que só os pré-micro ARN e não os micro ARN maduros nos exossomas têm o potencial de serem activos nas células receptoras. Para uma visão global das moléculas que se sabe estarem presentes nos exossomas pode consultar-se a seguinte base de dados: ExoCarta database.[9]

Aplicações clínicas[editar | editar código-fonte]

Os exossomas das células sanguíneas vermelhas inicialmente contêm o receptor de transferrina, que está ausente em eritrócitos maduros. Os exossomas originados em células dendríticas expressam os antígenos MHC I, MHC II e moléculas co-estimuladoras e foi demonstrado que podem induzir e amplificar "in vivo" respostas imunitárias antigeno-específicas dos linfócitos T. Além disso, está a começar a ser testada ensaios clínicos preliminares a primeira plataforma de vacinação contra o cancro com base em exossomas.[10] Os rins também podem liberar exossomas na urina, e a sua detecção poderia servir como meio para diagnóstico.[11][12][13] Os exossomas urinários podem ser úteis como marcadores na resposta ao tratamento do cancro da próstata.[14][15]

Os exosomas liberados no sangue pelos tumores podem também ser utilizados para diagnóstico. Os exossomas levam o ARN da célula da qual foram libertados e, J. Skog, et al.[16] foram os primeiros a demonstrar que as mutações em tumores cerebrais podem ser detectadas nos exossomas extraídos duma amostra de soro sanguíneo, facilitando uma plataforma de biomarcadores sanguíneos para tumores sólidos. Esta plataforma tecnológica está a ser desenvolvida de momento pela empresa Exosome Diagnostics Inc. Também está a ser preparada uma tecnologia de diagnóstico chamada Carisome ™, que captura e caracteriza microvesículas circulantes, incluindo exossomas, pela companhia Caris Life Sciences. Estudos[17][18] feitos pelo A*STAR Institute of Medical Biology de Singapur- Exosomes and Secreted Nano-vesicles Research Laboratory, demonstraram pela primeira vez[19] que os exossomas secretados por células estaminais mesenquimais reduzem os danos na isquemia de miocárdio e estabelecem as bases para a compreensão da terapia de transplante de células estaminais mesenquimais.

Ver também[editar | editar código-fonte]

Referências

  1. ↑ a b Keller S; Sanderson MP; Stoeck A; Altevogt P (2006). «Exosomes: from biogenesis and secretion to biological function». Immunol. Lett. 107 (2): 102–8. PMID 17067686. doi:10.1016/j.imlet.2006.09.005 
  2. ↑ van Niel G; Porto-Carreiro I; Simoes S; Raposo G (2006). «Exosomes: a common pathway for a specialized function». J. Biochem. 140 (1): 13–21. PMID 16877764. doi:10.1093/jb/mvj128 
  3. ↑ Mathivanan S; Lim JW; Tauro BJ; Ji H; Moritz RL; Simpson RJ (2009). «Proteomic analysis of A33-immunoaffinity-purified exosomes released from the human colon tumor cell line LIM1215 reveals a tissue-specific protein signature.». Mol. Cell. Proteomics. 9 (2): 197–208. PMC 2830834Acessível livremente. PMID 19837982. doi:10.1074/mcp.M900152-MCP200 
  4. ↑ Li XB; Zhang ZR; Schluesener HJ; Xu SQ (2006). «Role of exosomes in immune regulation». J. Cell. Mol. Med. 10 (2): 364–75. PMID 16796805. doi:10.1111/j.1582-4934.2006.tb00405.x 
  5. ↑ Gruenberg, J; Van Der Goot, FG (2006). «Mechanisms of pathogen entry through the endosomal compartments». Nature reviews. 7 (7): 495–504. PMID 16773132. doi:10.1038/nrm1959 
  6. ↑ Balaj, L.; Lessard, R.; Dai, L.; Cho, Y. J.; Pomeroy, S. L.; Breakefield, X. O.; Skog, J. (2011). "Tumour microvesicles contain retrotransposon elements and amplified oncogene sequences". Nature Communications 2 (2): 180. Bibcode 2011NatCo...2E.180B. doi:10.1038/ncomms1180. PMC 3040683. PMID 21285958. http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=3040683
  7. ↑ Valadi, H; Ekström, K; Bossios, A; Sjöstrand, M; Lee, JJ; Lötvall, JO (2007). «Exosome-mediated transfer of mRNAs and microRNAs is a novel mechanism of genetic exchange between cells». Nat. Cell Biol. 9 (6): 654–9. PMID 17486113. doi:10.1038/ncb1596 
  8. ↑ Chen, TS; Lai, RC; Lee, MM; Choo, AB; Lee, CN; Lim, SK (2010). «Mesenchymal stem cell secretes microparticles enriched in pre-microRNAs.». Nucleic Acids Res. 38 (1): 215–224. PMID 19850715. doi:10.1093/nar/gkp857 
  9. ↑ Mathivanan, S.; Simpson, R (2009). «ExoCarta: A compendium of exosomal proteins and RNA.». Proteomics. 9 (21): NA. PMID 19810033. doi:10.1002/pmic.200900351 [ligação inativa]
  10. ↑ Mignot G; Roux S; Thery C; Ségura E; Zitvogel L (2006). «Prospects for exosomes in immunotherapy of cancer». J. Cell. Mol. Med. 10 (2): 376–88. PMID 16796806. doi:10.1111/j.1582-4934.2006.tb00406.x 
  11. ↑ Pisitkun, T; Shen, RF; Knepper, MA (2004). «Identification and proteomic profiling of exosomes in human urine». Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 101 (36): 13368–73. PMC 516573Acessível livremente. PMID 15326289. doi:10.1073/pnas.0403453101. Consultado em 1 de outubro de 2009 
  12. ↑ «Urinary Exosome Protein Database». NHLBI. 12 de maio de 2009. Consultado em 1 de outubro de 2009 
  13. ↑ Nilsson, J; Skog, J; Nordstrand, A; Baranov, V; Mincheva-Nilsson, L; Breakefield, XO; Widmark, A (2009). «Prostate cancer-derived urine exosomes: a novel approach to biomarkers for prostate cancer». British Journal of Cancer. 100 (10): 1603–1607. PMC 2696767Acessível livremente. PMID 19401683. doi:10.1038/sj.bjc.6605058 
  14. ↑ «Fat capsules carry markers for deadly prostate cancer». The Medical News. Consultado em 1 de outubro de 2009 
  15. ↑ Mitchell, PJ; Welton, J; Staffurth, J; Court, J; Mason, MD; Tabi, Z; Clayton, A (2009). «Can urinary exosomes act as treatment response markers in prostate cancer?». J Transl Med. 7. 4 páginas. PMC 2631476Acessível livremente. PMID 19138409. doi:10.1186/1479-5876-7-4. Consultado em 1 de outubro de 2009 
  16. ↑ Skog, Johan; Würdinger, Tom; van Rijn, Sjoerd; Meijer, Dimphna H; Gainche, Laura; Curry, Jr., William T; Carter, Bob S; Krichevsky, Anna M; Breakefield, Xandra O (2008). «Glioblastoma microvesicles transport RNA and proteins that promote tumour growth and provide diagnostic biomarkers». Nature Cell Biology. 10 (12): 1470–1476. PMID 19011622. doi:10.1038/ncb1800 
  17. ↑ Lai, RC; Arslan, F; Lee, MM; Sze, NS; Choo, A; Chen, TS; Salto-Tellez, M; Timmers, L; Lim, SK (2010). «Exosome secreted by MSC reduces myocardial ischemia/reperfusion injury.». Stem Cell Res. 4 (3): 214–222. PMID 20138817. doi:10.1016/j.scr.2009.12.003 
  18. ↑ Lai, RC; Arslan, F; Tan, SS; Tan, B; Choo, A; Lee, MM; de Kleijn, DP; Tan, KH; Lim, SK (2010). «Derivation and characterization of human fetal MSCs: an alternative cell source for large-scale production of cardioprotective microparticles.». J Mol Cell Cardiol. 48 (6): 1215–1224. PMID 20064522. doi:10.1016/j.yjmcc.2009.12.021 
  19. ↑ Faculty of 1000 (2011). «Faculty of 1000 evaluations, dissents and comments for [Lai RC et al. Exosome secreted by MSC reduces myocardial ischemia/reperfusion injury. Stem Cell Res. 2010 May; 4(3):214-22]». Faculty of 1000 

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