Investigación de exosomas: del polvo de plaquetas a los tratamientos pioneros

Janet Sasso, Information Scientist/CAS
Exosome CAS Insights article 3

Los exosomas son un subconjunto de nanovesículas extracelulares rodeadas por una membrana con una doble capa lipídica que liberan las células como parte de su fisiología normal o cuando se dan ciertas patologías. Desde su descubrimiento en el plasma humano como “polvo de plaquetas”, se ha demostrado que son secretados por la mayoría de las células eucariotas y que participan en una amplia gama de procesos fisiológicos y patológicos.

En las entradas anteriores, ofrecimos una panorámica general de los exosomas y describimos sus posibles usos en la administración de medicamentos y en aplicaciones diagnósticas. En esta tercera y última entrega de la serie, repasaremos el amplio abanico de investigaciones sobre exosomas que se están llevando a cabo en esas áreas y examinaremos los principales avances y las perspectivas futuras de este campo tan dinámico.

Principales actores en la investigación sobre el uso terapéutico de los exosomas

El número de empresas que están utilizando exosomas en tratamientos crece con rapidez, y tanto las que trabajan en el ámbito preclínico como las centradas en el clínico están avanzando en el desarrollo de tratamientos basados ellos. Partiendo de los datos de CAS Content Collection™, la mayor recopilación de conocimiento científico publicado seleccionada por expertos, exploramos las enfermedades en las que estas compañías terapéuticas están centrando sus esfuerzos. Descubrimos que las enfermedades con más presencia en la investigación de los exosomas son el cáncer, las enfermedades neurológicas y neurodegenerativas, las enfermedades pulmonares y la cicatrización de heridas, lo que se traduce en un alto número de candidatos exosómicos en estas áreas (figura 1). Aunque la mayoría de las empresas con plataformas de investigación de exosomas tienen carteras de productos que cubren numerosas áreas terapéuticas (p. ej., VivaZome, Avalon Globocare y Vitti Labs), algunas se especializan en un área concreta, como Kimera Labs, que centra sus esfuerzos en la regeneración de la piel y la cicatrización de heridas.

Gráfico 3 de exosomas de CAS
Figura 1. Empresas que están desarrollando investigaciones prometedoras sobre el uso terapéutico de los exosomas y enfermedades objetivo. 

Un análisis de las empresas que están invirtiendo en la investigación preclínica de los exosomas muestra que Estados Unidos encabeza la clasificación con una amplia selección de productos terapéuticos exosómicos. La empresa biotecnológica californiana Capricor Therapeutics está desarrollando varias plataformas de exosomas, entre las que se incluyen exosomas celulares derivados de la cardiosfera, exosomas manipulados y una vacuna a base de exosomas para la COVID-19. Aunque su plataforma de exosomas se encuentra aún en fase preclínica, han obtenido resultados prometedores en varias indicaciones y se han asociado con otras instituciones académicas para impulsar su investigación de los exosomas.

Xollent Biotech es otro actor clave en la investigación de los exosomas y cuenta con un conjunto diversificado de tratamientos exosómicos. La versatilidad de los exosomas abre la puerta a vías de administración alternativas. Así, se están investigando tratamientos con un parche intravenoso para tratar el infarto de miocardio, un aerosol para la alopecia y una inyección sin aguja para combatir el envejecimiento de la piel. Entre las empresas centradas en los cosméticos se encuentran Exocel Bio y Florica Therapeutics, que están explorando los tratamientos regeneradores con exosomas derivados de células madre con fines estéticos y de prevención del envejecimiento.

Investigación sobre las aplicaciones diagnósticas de los exosomas: progreso actual y direcciones futuras

Como ya se vio en las entradas anteriores de la serie, los exosomas tienen varias propiedades que los convierten en biomarcadores ideales, como su durabilidad, su especificidad y su sensibilidad. Como resultado, el uso de exosomas como biomarcadores y en pruebas diagnósticas es un área de investigación en alza. Aunque la investigación está aún en sus primeras etapas, varias empresas han realizado investigaciones preclínicas sobre los exosomas en esta área, en especial en relación con el cáncer. Destaca el ejemplo de Mercy Bioanalytics y su test Halo para la detección precoz del cáncer, así como las investigaciones del MD Anderson Cancer Center de la Universidad de Texas sobre el uso de exosomas circulantes positivos de glipicano-1 para la detección precoz del cáncer pancreático.

Algunas organizaciones también están optimizando las pruebas diagnósticas en otras áreas terapéuticas. Por ejemplo, una colaboración entre la Harvard Medical School (EE. UU.) y la Facultad de Medicina de Wenzhou (China) está utilizando el análisis iTEARS (análisis de exosomas de lágrimas mediante un sistema de aislamiento rápido), que ha demostrado potencial en el diagnóstico molecular del síndrome del ojo seco y la retinopatía diabética. Las enfermedades neurodegenerativas son también una de las prioridades de los estudios de marcadores exosómicos. Los investigadores del San Francisco Medical Center de la Universidad de California han descubierto un panel de biomarcadores que podrían desempeñar un papel importante en el diagnóstico de la enfermedad de Alzheimer precoz.

Ensayos clínicos sobre tratamientos con exosomas

Actualmente, hay un total de 59 ensayos clínicos de tratamientos con exosomas registrados en https://clinicaltrials.gov. Entre las enfermedades más investigadas en el campo de los tratamientos con exosomas se incluyen las enfermedades pulmonares (11 ensayos clínicos), las infecciones por SARS-CoV-2 (9 ensayos clínicos), el cáncer, las cardiopatías y las enfermedades neurológicas (todas con 4 ensayos clínicos). Los ensayos clínicos destacados asociados a estas enfermedades se enumeran en la tabla 1. Si desea ver una lista más completa de ensayos clínicos de tratamientos, puede consultar nuestro informe sobre exosomas, publicado recientemente en CAS Insights.

Tabla 1. Ensayos clínicos destacados de tratamientos con exosomas

Empresa/Centro médico/Universidad (ubicación) Exosoma  Enfermedad tratada Número del ensayo clínico Fase o estado del ensayo clínico (fecha de inicio)
M.D. Anderson Cancer Center (EE. UU.) Exosomas derivados de células madre mesenquimatosas con ARN interferente pequeño (ARNip) con mutación KrasG12D (iExosomes) Cáncer pancreático metastásico con mutación KrasG12D NCT03608631 Fase I (2018)
Organicell Regenerative Medicine (EE. UU.) Exosomas derivados del líquido amniótico/Zofin (Organicell Flow) COVID-19 leve/moderada  NCT04657406 Estado de acceso ampliado (2020) 
emoveDirect Biologics (EE. UU.) Exosomas derivados de células madre mesenquimatosas de médula ósea/DB-001/ExoFlo SDRA asociado a la COVID-19 NCT04657458 Estado de acceso ampliado (2020)
Hospital de Ruijin (China) Exosomas derivados de células madre mesenquimatosas adiposas (MSC-Exos) Demencia inducida por la enfermedad de Alzheimer NCT04388982 Fase I/II (2020)

Ensayos clínicos sobre diagnósticos con exosomas

Actualmente, en https://clinicaltrials.gov hay un total de 208 ensayos clínicos de aplicaciones diagnósticas de los exosomas. Más de la mitad de esos ensayos clínicos (108) están relacionados con el uso de exosomas para el diagnóstico del cáncer. Otras enfermedades con una alta representación son las neurológicas (15 ensayos clínicos), las enfermedades cardiovasculares (13 ensayos clínicos) y las enfermedades pulmonares (6 ensayos clínicos). El diagnóstico precoz de estas enfermedades es crucial para mejorar el pronóstico. El elevado número de ensayos clínicos sobre el uso diagnóstico de los exosomas pone de relieve su valor y sus ventajas para el diagnóstico precoz de las enfermedades. La tabla 2 destaca las empresas, los centros médicos y las universidades que participan en ensayos clínicos sobre el uso de exosomas para diagnosticar estas enfermedades. Si desea ver una lista más completa de ensayos clínicos de diagnósticos, puede consultar nuestro informe sobre exosomas, publicado recientemente en CAS Insights.

Tabla 2. Ensayos clínicos destacados sobre diagnósticos con exosomas

Empresa/Centro médico/Universidad (ubicación) Exosoma (diana de la enfermedad) Enfermedad diagnosticada Número del ensayo clínico Estado del ensayo clínico (fecha de inicio)
Universidad de Alabama en Birmingham (EE. UU.) Exosomas derivados de la sangre o la orina (LRRK2) Enfermedad de Parkinson NCT04350177 Completado (2013)
Universidad de Boston (EE. UU.) Exosoma derivado de plasma (tau) Encefalopatía crónica traumática (ETC) NCT02798185 Activo (2016)
Exosome Diagnostics (EE. UU.) Exosomas derivados de la orina (ERG, PCA3 y SPDEF) Cáncer de próstata NCT02702856 Completado (2016)
Universidad Lituana de Ciencias de la Salud (Lituania) Exosomas derivados de eosinófilos Asma NCT04542902 Reclutamiento (2020)

Ensayos clínicos sobre exosomas como dianas de enfermedades

El uso de exosomas como dianas es otro campo que se está explorando para el tratamiento de enfermedades. Aetholon Medical es una empresa clínica con sede en California que ha diseñado un dispositivo médico en fase de investigación llamado Hemopurifier. El Hemopurifier, que analiza exosomas circulantes, captura exosomas de virus, toxinas bacterianas y cáncer para tratar la enfermedad. Hasta la fecha, Aetholon ha usado Hemopurifer para tratar pacientes con ébola, hepatitis C, VIH y COVID-19. Sus dos ensayos clínicos actuales se exploran en la tabla 3.

Tabla 3. Ensayos clínicos destacados que usan los exosomas como dianas (eliminación física) para tratar enfermedades

Empresa (ubicación) Exosoma Enfermedad tratada Número del ensayo clínico Estado del ensayo clínico (fecha de inicio)
Aethlon Medical (PA, EE. UU.) Exosomas circulantes COVID-19 NCT04595903 Reclutamiento (2021)
Aethlon Medical (PA, EE. UU.) Exosomas circulantes Carcinoma de células escamosas de cabeza y cuello NCT04453046 Reclutamiento (2020)

Principales desafíos de la investigación de los exosomas

Los exosomas son un área de investigación apasionante y tienen un enorme potencial tanto terapéutico como diagnóstico. Sin embargo, las aplicaciones clínicas de los exosomas, a pesar de ser tan prometedoras, se ven lastradas actualmente por algunas lagunas en nuestros conocimientos. Por ello, los esfuerzos futuros deben centrarse en el estudio de los mecanismos exactos de biogénesis y captura de los exosomas, así como en la comprensión de sus interacciones con las células objetivo, lo que ayudará a los investigadores a avanzar en la materialización de su potencial terapéutico. Otro obstáculo importante en la investigación de los exosomas tiene que ver con su aislamiento: la falta de estandarización de los procesos disponibles está retrasando la utilidad clínica. Por último, la gran variedad de aplicaciones de los exosomas en proceso de investigación generará problemas de clasificación regulatoria y jurisdicción que habrá que dilucidar para poder establecer planes de desarrollo.

Aunque aún debemos abordar numerosas lagunas en nuestros conocimientos, la investigación de los exosomas presenta oportunidades claras para tratar una amplia selección de enfermedades, lo que demuestra lo lejos que hemos llegado desde el polvo de plaquetas.

Si desea obtener más información, vea el informe sobre los exosomas publicado recientemente en CAS Insights.

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