Caracterización de las vesículas extracelulares en fibroblastos de Distrofia Muscular relacionada con el Colágeno VI

Un equipo liderado por el grupo de Investigación aplicada en enfermedades neuromusculares del Institut de Recerca Sant Joan de Déu · Hospital Sant Joan de Déu Barcelona ha logrado importantes avances en la comprensión de la patogénesis de la Distrofia Muscular relacionada con el Colágeno VI, a través de la caracterización de las vesículas extracelulares y su relación con la movilidad celular.

La Dra. Cecilia Jiménez-Mallebrera, investigadora del IRSJD y CIBERER, encabezó el equipo que, por primera vez, realizó un análisis proteómico del contenido de las vesículas extracelulares y del secretoma en los fibroblastos de pacientes con Distrofia Muscular asociada al Colágeno VI (DMC-COL6). Los resultados de esta investigación se han publicado en la revista Scientific Reports y cuenta con la colaboración de la Plataforma de Proteómica del Centro de Investigación Biomédica Navarrabiomed.

Actualmente, los trastornos relacionados con el colágeno VI son las segundas distrofias musculares congénitas más comunes y para las cuales aún no existe ningún tratamiento. Su gravedad varía desde una miopatía de Bethlem relativamente leve hasta las distrofias musculares de Ullrich mucho más graves.

"El objetivo principal de nuestro estudio consistió en investigar el papel de las vesículas extracelulares en la comunicación entre las células como un posible mecanismo implicado en el desarrollo de la enfermedad. Además, la comparación entre el contenido proteico de las vesículas extracelulares y de las proteínas excretadas (el secretoma) liberadas por fibroblastos de pacientes con DMC-COL6 con el de fibroblastos de niños que no padecen la enfermedad nos permite identificar nuevos biomarcadores relacionados con la enfermedad. Estos estudios completan nuestros resultados previos de transcriptómica y proporcionan una descripción completa de la célula afectada en DMC-COL6".  Comenta la Dra. Jiménez-Mallebrera, coordinadora del grupo Investigación aplicada en enfermedades neuromusculares del IRSJD.

Unos resultados interesantes para el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas

"Se identificaron determinadas proteínas asociadas con el transporte de vesículas, la remodelación del citoesqueleto de actina, la hemostasia celular y el estrés oxidativo, que se detectaban en las vesículas extracelulares de los pacientes; lo cual sugiere que estas podrían estar involucradas en la patogénesis de la enfermedad." Comenta Carmen Badosa (IRSJD), primera autora del artículo.

"En efecto, en este trabajo demostramos que cuando añadimos vesículas extracelulares derivadas de fibroblastos de pacientes a cultivos de fibroblastos control, la motilidad de estas últimas se ve afectada, provocando cambios en la velocidad y dirección". Para obtener estos resultados, empleamos la técnica de la herida y la visualización de células vivas a través de microscopía, ambas coordinadas por la Dra. Mònica Roldán, directora de la plataforma de Microscopía Confocal e Imagen Celular del HSJD e investigadora del IRSJD.

El ensayo de la herida in vitro mide la migración celular en una zona sin células dentro de una capa celular confluente, logrando esto al eliminar o excluir las células durante el cultivo. Posteriormente, se monitorea el cierre de la herida mediante imágenes de microscopía in vivo. . Este método nos ayuda a comprender cómo las células se desplazan en procesos biológicos, como la propagación del cáncer, el desarrollo embrionario y la reparación de tejidos.

Vídeo sobre la técnica de la herida donde se ve el cultivo de fibroblastos moviéndose hacia la herida para recubrirla. La primera parte del vídeo se muestran las células y la segunda parte el procesamiento de la imagen que nos permite extraer los datos.

En este contexto, este estudio aporta nuevas perspectivas sobre el papel de las vesículas extracelulares en la patogénesis de la Distrofia Muscular relacionada con el Colágeno VI, ya que estos pacientes sufren de problemas de cicatrización y de regeneración de distintos tejidos conectivos que podrían estar relacionados con nuestras observaciones sobre la motilidad celular.

La Dra. Cecilia Jiménez-Mallebrera, líder del equipo de investigación, concluye: "Nuestra investigación representa la primera descripción detallada de las vesículas extracelulares en pacientes con distrofia muscular congénita, y demuestra que los fibroblastos de estos pacientes liberan un conjunto de proteínas que pueden reflejar el estado de la enfermedad y tener un impacto en la función de las células circundantes".

Estos descubrimientos abren nuevas oportunidades para lograr un diagnóstico y tratamiento de la Distrofia Muscular relacionada con Colageno VI más precisas.

El papel de las vesículas extracelulares en la comunicación entre células

La comunicación entre las células desempeña un papel fundamental en el mantenimiento de la homeostasis de los tejidos, asegurando que funcionen de manera óptima y en equilibrio dentro del organismo. Esta comunicación es esencial para la supervivencia y el correcto funcionamiento de todos los sistemas corporales. Mientras que parte de esta comunicación se realiza mediante la liberación de moléculas en el espacio extracelular o a través del contacto directo entre células, también debemos destacar el papel crucial de las vesículas extracelulares, que actúan como mediadoras en el intercambio de moléculas, tanto a corta como a larga distancia.

Las vesículas extracelulares son diminutas estructuras liberadas por las células y que contienen una variedad de componentes, incluyendo proteínas, lípidos y ácidos nucleicos, que pueden ser transferidos de una célula a otra. Estas vesículas desempeñan un papel esencial en la comunicación celular y su análisis nos proporciona información valiosa sobre el estado de las células. Aunque todavía no se ha comprendido por completo su función fisiológica, se cree que están involucradas en una serie de procesos cruciales, como la regulación del crecimiento celular, la diferenciación, la respuesta inmunitaria y la reparación de tejidos. Además, se ha observado que también pueden desempeñar un papel relevante en la patogénesis de diversas enfermedades.

Artículo de referencia

Badosa C, Roldán M, Fernández-Irigoyen J, Santamaria E, Jimenez-Mallebrera C. Proteomic and functional characterisation of extracellular vesicles from collagen VI deficient human fibroblasts reveals a role in cell motility. Sci Rep. 2023 Sep 5;13(1):14622. doi: 10.1038/s41598-023-41632-1. PMID: 37670049; PMCID: PMC10480450.