FUNCIONES DE LOS EXOSOMAS EN EL SISTEMA INMUNE

El hallazgo de que los exosomas portan tanto antígenos como complejos estables MHC/péptido ha despertado el interés de los inmunólogos por su posible papel en la respuesta inmune [Chaput & Théry, 2011].

Funciones de los exosomas in vitro

Los exosomas pueden llevar en su superficie complejos estables MHC/péptido que en determinadas ocasiones pueden ser presentados a células T específicas. Varios estudios han demostrado que los exosomas derivados de APCs, previamente pulsadas con péptidos, contienen complejos estables MHC-II/péptido [Segura et al., 2005a; Théry et al., 2009]. Estos estudios han indicado que dichos complejos son funcionales, ya que son capaces de activar células T CD4+ en presencia de APCs deficientes en MHC-II. También se ha demostrado que exosomas derivados de DCs, que

expresan complejos MHC-I/péptido, son capaces de activar clones de células T CD8+, tanto en ausencia como en presencia de DCs que expresan complejos MHC-I alogénicos [Hsu et al., 2003; Alonso et al., 2005; Admyre et al., 2006].

Los exosomas secretados por células tumorales, así como los derivados de líquido ascítico de pacientes con cáncer, contienen antígenos tumorales, tales como ERBB2, MART1 o gp100 [Wolfers et al., 2001; André et al., 2002; Napoletano et al., 2009]. Estos exosomas son capaces de activar células T CD4+ o CD8+ específicas a través de DCs que no han tenido contacto con el antígeno. Además, los exosomas derivados de macrófagos infectados con las bacterias Mycobacterium tuberculosis o M. bovis, contienen antígenos derivados de dichos patógenos [Giri & Schorey, 2008], mientras que los exosomas derivados de células endoteliales infectadas con citomegalovirus son capaces de transferir antígenos derivados del virus a DCs para activar a células CD4+ [Walker et al., 2009].

Además de moléculas de MHC, los exosomas contienen una gran cantidad de proteínas que pueden inhibir la respuesta inmune mediante diferentes mecanismos independientes de antígeno [Chaput & Théry, 2011]. Así, los exosomas derivados de varias líneas tumorales son capaces de inducir la apoptosis de células T, tanto CD4+ como CD8+, a través de los ligandos FasL y TRAIL [Andreola et al., 2002; Czystowska et al., 2009; Peng et al., 2011], y de la galectina-9 [Klibi et al., 2009]. Los exosomas derivados de la leche materna y del calostro son capaces de inhibir la activación de células T CD4+ o CD8+ in vitro, posiblemente a través de la expresión en superficie de TGF-β [Admyre et al., 2007b]. Por último, los exosomas derivados de la placenta reducen la citotoxicidad de las células NK y CD8+, probablemente a través de los ligandos de NKG2 que expresan [Hedlund et al., 2009].

Bajo determinadas circunstancias, los exosomas pueden tener funciones activadoras del sistema inmune [Chaput & Théry, 2011]. Así, los exosomas derivados de macrófagos infectados con patógenos son capaces de inducir la liberación de citoquinas proinflamatorias por macrófagos que no han tenido contacto previo con dicho patógeno [Bhatnagar et al., 2007]. Además, se ha descrito una actividad inmunoestimuladora en exosomas derivados de tumores, generalmente cuando las células tumorales han sido expuestas a condiciones de estrés [Gastpar et al., 2005; Vega et al., 2008]. La capacidad inmunoestimuladora también ha sido documentada en exosomas derivados de fluidos biológicos como el fluido sinovial de pacientes con artritis reumatoide [Zhang et al., 2006] y el BALF de pacientes con sarcoidosis [Qazi et al., 2010].

Funciones de los exosomas in vivo

De forma similar a los hallazgos in vitro, numerosos estudios preclínicos han demostrado que los exosomas tienen efectos pleiotrópicos en las células del sistema inmune in vivo, ya que son capaces de activar o inhibir una respuesta inmune.

En relación con las propiedades inmunoestimuladoras, los exosomas derivados de DCs pulsadas in vitro con antígenos o péptidos derivados del protozoo Toxoplasma gondii son capaces de estimular tanto células Th1 como células B, generando una respuesta protectora frente a un nuevo ataque del parásito [Beauvillain et al., 2007; Qazi et al., 2009]. Por otro lado, se ha visto que los exosomas secretados por el protozoo Leishmania donovani tienen la capacidad de alterar el sistema inmune del huésped, promoviendo el crecimiento del parásito [Silverman et al., 2010]. En el caso de los exosomas

secretados por hongos, éstos tienen la capacidad de aumentar tanto la captura como la secreción de citoquinas proinflamatorias en macrófagos, alterando de esta forma la progresión de la infección [Oliveira et al., 2010].

Diversos estudios han demostrado que los exosomas derivados de DCs inmaduras promueven la supervivencia de trasplantes [Aline et al., 2004] y reducen la inflamación en un modelo de shock séptico [Peche et al., 2003]. También, los exosomas derivados de DCs, que expresan CD95 o IL-10, reducen la inflamación en un modelo de artritis reumatoide [Kim et al., 2005b; Kim et al., 2006]. Finalmente, los tolerosomas derivados de células epiteliales intestinales pulsadas con ovoalbúmina (OVA), o aisladas del suero de ratas tratadas vía oral con OVA, presentan propiedades inmunosupresoras [Karlsson et al., 2001]. En dicho estudio se demostró que las microvesículas eran capaces de prevenir la sensibilización a OVA. Sin embargo, otros estudios sugieren que los exosomas derivados de células epiteliales intestinales expuestas a OVA inducen una respuesta efectora y no tolerogénica frente a dicho antígeno [van Niel et al., 2003].

El tipo de respuesta inmune inducida in vivo por los exosomas derivados células tumorales es contradictorio. Así, varios estudios han observado que los exosomas pueden promover una respuesta inmune antitumoral [Dai et al., 2005; Dai et al., 2006b; Cho et al., 2009], mientras que otros han sugerido que favorecen la progresión del tumor [Liu et al., 2006; Jung et al., 2009; Liu et al., 2010]. La discrepancia observada en los resultados obtenidos por diferentes grupos podría estar relacionada con el diseño de la metodología empleada: la ruta de administración de los exosomas, la dosis del antígeno y/o el entorno in vivo. Estas consideraciones son especialmente importantes en el diseño de estrategias terapéuticas basadas en exosomas.

Hasta la fecha, pocos estudios han mostrado el papel de los exosomas en la alergia. En un estudio realizado por el grupo de la Dra. Gabrielsson, se demostró que los exosomas derivados de células B de pacientes alérgicos a abedul eran capaces de presentar péptidos derivados del antígeno e inducir tanto la proliferación de células Th2 como la secreción de IL-5 e IL-13. Estos resultados sugerían que los exosomas podrían jugar un papel en la reacción alérgica [Admyre et al., 2007a; Admyre et al., 2008]. El mismo grupo ha demostrado, recientemente, que los exosomas presentes en el BALF de pacientes asmáticos podrían contribuir a la inflamación de las vías respiratorias [Torregrosa-Paredes et al., 2012]. En dicho estudio se observó que los exosomas eran capaces de promover la secreción in vitro de IL-8 y leucotrienos por células epiteliales bronquiales. En relación con las propiedades tolerogénicas de los exosomas en la alergia, un estudio ha demostrado que los tolerosomas aislados del suero de ratones tratados vía oral con OVA eran capaces de prevenir la sensibilización en un modelo de ratón [Almqvist et al., 2008].

A pesar de los numerosos estudios realizados no se sabe cuál es el significado fisiológico de los exosomas in vivo. Sin embargo, todos los estudios sugieren que la naturaleza de la respuesta inmune inducida depende de su composición molecular, que es un reflejo del tipo y estado de la célula que los origina. La determinación del proteoma de los exosomas secretados por un determinado tipo de célula en diferentes condiciones fisiológicas podría ayudar a resolver este interrogante.