Las pequeñas vesículas extracelulares (pVE) tienen un tamaño de ~30-200 nm de diámetro y pueden actuar como portadoras de diferentes cargas, dependiendo de la célula de origen o de la condición fisiológica/patológica. Como nanovesículas endógenas, las pVE son importantes en la comunicación intercelular y tienen muchas de las características deseables de un sistema ideal de administración de fármacos. Las pVE son naturalmente biocompatibles, con una capacidad de orientación superior, un perfil de seguridad adecuado, un tamaño nanométrico y pueden cargarse con agentes tanto lipofílicos como hidrofílicos. Debido a sus propiedades bioquímicas y físicas, las pVE se consideran una estrategia prometedora frente a otros vehículos de administración en el sistema nervioso central (SNC), ya que atraviesan libremente la barrera hematoencefálica (BHE) y pueden dirigirse a células nerviosas específicas, potenciando una orientación más precisa de su carga. Además, los pVEs permanecen estables en la circulación periférica, lo que los convierte en atractivos sistemas de nanotransporte para promover la neuroregeneración.

Las cargas de las pVE y sus ventajas como sistemas de administración de moléculas funcionales y terapéuticas.
Las pequeñas vesículas extracelulares (pVE) constan de un compartimento acuoso rodeado por una bicapa lipídica. Las pVEs pueden compartimentar y solubilizar compuestos hidrofílicos en los compartimentos acuosos (A) y moléculas lipofílicas casi totalmente atrapadas en la capa lipídica (B), que las protege de la degradación. Los agentes con un coeficiente de partición intermedio se distribuyen por igual entre el acuoso y el lipídico. Las proteínas, los péptidos y el material genético también pueden liberarse de las pVEs (C). La fijación de compuestos de focalización, moléculas de bioimagen y enlaces covalentes a la superficie de las pVE contribuyen a mejorar su utilidad como vehículos para la administración de biomoléculas y fármacos (D). Las ventajas más importantes de los pVE como nanotransportadores terapéuticos (E).

En los últimos años, las pVE se han propuesto como una poderosa herramienta terapéutica que puede utilizarse para atacar la patología cerebral, ya que presentan numerosas ventajas como nanotransportadores terapéuticos. Teniendo en cuenta su biocompatibilidad y su capacidad como eficientes mensajeros de célula a célula, las pVE pueden administrarse por varias vías, para superar las barreras biológicas y llegar al SNC.

Las pVE tienen una baja inmunogenicidad y son más estables en la circulación que otros sistemas de nanopartículas debido a su origen endógeno y a su especial composición superficial. Además, tienen la capacidad de cargar múltiples moléculas, como fármacos, ARNm, y proteínas, permitiendo una entrega más eficiente en células o tejidos específicos, modificando adecuadamente su superficie en función del estado de la célula parental y/o la fuente de las células donantes. De este modo, su uso evita que los fármacos administrados se acumulen en otros lugares que no sean el objetivo previsto. Últimamente, las pVEs han sido manipuladas para ser cargadas con moléculas terapéuticas específicas y mRNAs, a través de la generación de pVE-miméticos o por manipulación de sus células donantes. A pesar de todas las pruebas positivas para el uso de las pVE como nanotransportadores, todavía hay que dilucidar algunos aspectos, como el análisis de la biodistribución de las pVE, el mecanismo de entrada al cerebro a través de la BHE, y su estabilidad y propiedades farmacocinéticas.

Una cuestión crítica que debe tenerse en cuenta es la elección de las células donantes de las pVE. La información adicional sobre la compleja constitución molecular de las pVEs, es decir, su dependencia de la carga de su fuente celular, entre otras, será imprescindible para la elección del objetivo terapéutico y su uso. Además, todavía se necesitan más estudios para explorar los efectos de las pVEs in vivo, en términos de seguridad, la eficacia de la administración y la prevención de los efectos no deseados. Un mejor conocimiento de la carga de las pVE y de sus objetivos específicos de células/tejidos proporcionará, sin duda, nuevas estrategias terapéuticas para superar los trastornos del sistema nervioso central.

Referencia del estudio:
Loch-Neckel G, Matos AT, Vaz AR and Brites D (2022) Challenges in the Development of Drug delivery systems based on small extracellular vesicles for therapy of brain diseases.,Front. Pharmacol. 13:839790.doi: 10.3389/fphar.2022.839790