Concetti Chiave
- Il secretoma è composto da tutte le molecole secrete da una cellula, ed è cruciale per diagnosi e terapie, cambiando in base allo stato di salute cellulare.
- La frazione del secretoma si divide in solubile, che include proteine e zuccheri, e vescicolare, composta da esosomi e microvescicole destinate al trasporto di materiale cellulare.
- Gli esosomi, di dimensioni tra 30-200 nm, si formano tramite endocitosi e possono secernere contenuti verso l'esterno, contribuendo alla comunicazione cellulare.
- Le microvescicole, più grandi (500-1000 nm), si formano dalla membrana plasmatica e proteggono il contenuto fino al raggiungimento di altre cellule, grazie all'organizzazione delle proteine ESCRT.
- Il secretoma è implicato in malattie come tumori e disturbi neurodegenerativi, e potrebbe essere utilizzato in terapie innovative attraverso la modifica delle vescicole cellulari per il rilascio di farmaci.
Qual è il ruolo del secretoma?
L’insieme di tutte le molecole che la cellula secreta verso l’esterno otteniamo il secretoma. Ogni cellula ha un proprio secretoma formato da molecole specifiche. Il secretoma di una cellula è rilevante per vari aspetti:
- Diagnosi: una cellula ammalata cambia il suo secretoma, per cui si possono individuare queste molecole secrete (biomarcatori) nei liquidi (sangue e urina) per scoprire la provenienza della malattia. Anche i tumori hanno un secretoma, per cui analizzare il secretoma tumorale può essere utile a monitorare il tumore.
- Terapie: il secretoma influenza le altre cellule vicine. L'idea potrebbe essere quella di trapiantare solo il secretoma delle MSC.
Frazioni del secretoma
Il materiale secreto si divide in:
a) Frazione solubile (proteine, enzimi, zuccheri, lipidi, colesterolo). Questa frazione segue la via secretoria canonica, per poi fondersi con la membrana e riversare il contenuto all’esterno.
b) Frazione vescicolare: strutture racchiuse da membrana, cioè “pacchetti” che la cellula invia all’esterno. Questa frazione si dedica al trasporto di proteine con tratti idrofobici, che per essere secreti all’esterno devono comunque trovarsi all’interno di membrane (cioè all’interno delle membrane degli esosomi). Le vescicole extracellulari hanno origini, dimensioni e contenuti diversi (proteine e materiale genetico da spedire ad altre cellule):
Esosomi e microvescicole
- esosomi: dimensioni tra 30–200 nm, hanno origine da un percorso endosomiale. Tramite endocitosi si generano delle vescicole, le quali si fondono con l’endosoma precoce, che poi diventerà tardivo. A questo punto, il complesso ESCRT riconosce il carico e forma delle invaginazioni per formare all’interno dell’endosoma tante vescicole ed avremo il corpo multivescicolare. Questo corpo multivescicolare può sia fondersi col lisosoma (degradazione) sia fondersi con la membrana plasmatica per secernere il contenuto verso l’esterno (esosomi). A guidare il corpo multivescicolare abbiamo Rab27 A/B che lo ancorano ai microtubuli e lo trasportano alla membrana plasmatica.
Dobbiamo considerare che ogni cellula endocita sostanze diverse con metodi diversi (fagocitosi per neutrofili= batteri, pinocitosi= sostanza fluida), per cui queste andranno a fondersi nel corpo multivescicolare e di conseguenza gli esosomi avranno contenuto diverso in base alla cellula da cui provengono.
- microvescicole: dimensioni tra 500–1000 nm, si formano tramite estroflessione diretta della membrana plasmatica. Si generano tramite la polimerizzazione di actina, che fisicamente deforma la membrana per formare la vescicola. Le proteine ESCRT1 e ESCRT3 organizzano il contenuto della vescicola. Lo scopo della secrezione tramite vescicole è quello di proteggere il contenuto fino a quando il cargo raggiunge altre cellule o tessuti.
Vescicole e malattie
Le vescicole extracellulari possono anche essere complici dei tumori, infatti questi inviano vescicole in organi distanti per fertilizzare il terreno per una prossima invasione (angiogenesi e spegnere i linfociti). Sono responsabili anche nelle malattie neurodegenerative (Alzheimer) poiché distribuiscono nei neuroni proteine mal ripiegate. Le vescicole extracellulari potrebbero anche essere meccanismo di terapia: si potrebbero modificare cellule affinché producano vescicole vuote per poi riempirle con farmaci. Oppure le vescicole extracellulari potrebbero essere bersaglio di farmaci che potrebbero impedire l’assorbimento o il rilascio di vescicole. Quindi il secretoma è importantissimo il diagnostica: con un semplice prelievo possiamo individuare un biomarcatore alterato e risalire così ad un’eventuale patologia. Le cellule tumorali hanno un macchinario molecolare alterato che le consente di produrre un secretoma specifico, che gli consente di: -proliferare: secernendo fattori di crescita le cellule tumorali si auto-stimolano a dividersi continuamente. Il tumore agisce come un organo che schiavizza le cellule sane vicine, creando quello che è il Microambiente Tumorale. Queste si staccano dal tumore e formano metastasi in altri organi.
Domande da interrogazione
- Qual è l'importanza del secretoma nella diagnosi delle malattie?
- Come può il secretoma influenzare le terapie?
- Quali sono le principali frazioni del secretoma?
- Qual è la differenza tra esosomi e microvescicole?
- In che modo le vescicole extracellulari sono coinvolte nelle malattie?
Il secretoma di una cellula ammalata cambia, permettendo di identificare biomarcatori nei liquidi corporei come sangue e urina, utili per scoprire la provenienza della malattia (testo).
Il secretoma può influenzare le cellule vicine, suggerendo che trapiantare solo il secretoma delle cellule staminali mesenchimali (MSC) potrebbe essere una strategia terapeutica efficace (testo).
Il secretoma si divide in frazione solubile, che include proteine e lipidi, e frazione vescicolare, composta da esosomi e microvescicole, che trasportano proteine e materiale genetico (testo).
Gli esosomi, di dimensioni tra 30-200 nm, derivano da un percorso endosomiale, mentre le microvescicole, più grandi (500-1000 nm), si formano tramite estroflessione diretta della membrana plasmatica (testo).
Le vescicole extracellulari possono contribuire a malattie come i tumori e le malattie neurodegenerative, trasportando proteine mal ripiegate e favorendo la metastasi e l'angiogenesi (testo).
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