Dr. Oscar René Hernández Pérez¹ & Dr. N. Emmanuel Díaz-Martínez^2*

¹Facultad de Medicina, UNAM, ²Laboratorio de Reprogramación Celular y Bioingenieria de Tejidos, CIATEJ.

*ediaz@ciatej.mx

¿Cómo se comunican las células del cerebro entre sí? ¿Y qué ocurriría si pudiéramos aprovechar esos mismos mecanismos de comunicación para comprender mejor trastornos como el autismo? Una de las respuestas más prometedoras podría encontrarse en unas diminutas estructuras llamadas exosomas.

El trastorno del espectro autista (TEA) es una condición del neurodesarrollo que afecta la forma en que una persona percibe, interpreta e interactúa con el mundo que la rodea. Se caracteriza principalmente por diferencias en la comunicación e interacción social, así como por la presencia de patrones repetitivos de comportamiento, intereses restringidos y formas particulares de procesar la información.

De acuerdo con estimaciones recientes, la prevalencia del TEA ha aumentado de forma sostenida durante las últimas décadas, en parte debido a mejoras en los criterios diagnósticos, una mayor concienciación social y una mejor detección clínica.

Actualmente, los investigadores reconocen que el TEA no tiene una única causa. Por el contrario, se trata de una condición altamente heterogénea en la que intervienen factores genéticos, ambientales, inmunológicos y neurobiológicos. Diversos estudios han identificado alteraciones en la conectividad neuronal, cambios en la comunicación entre distintas regiones cerebrales y modificaciones en la respuesta del sistema inmunológico. Asimismo, estudios recientes sugieren que, en algunos individuos con TEA, ciertas alteraciones inmunológicas podrían influir en la formación y funcionamiento de los circuitos neuronales durante etapas tempranas del desarrollo cerebral.

El creciente aumento en el número de diagnósticos de TEA en todo el mundo ha impulsado el desarrollo de numerosas líneas de investigación orientadas a comprender mejor sus bases biológicas y a explorar posibles estrategias terapéuticas. Para ello, los científicos han desarrollado diferentes modelos animales capaces de reproducir algunas de las características observadas en personas con autismo.

Entre los modelos más utilizados se encuentran los ratones Shank3B, que presentan alteraciones genéticas asociadas con el neurodesarrollo; los modelos inducidos por exposición prenatal al ácido valproico, un compuesto capaz de alterar procesos tempranos del desarrollo cerebral; y los ratones BTBR, una cepa que de forma natural presenta dificultades de interacción social y conductas repetitivas similares a algunas observadas en el TEA. Aunque ningún modelo animal puede reproducir completamente la complejidad del autismo humano, estos sistemas experimentales permiten estudiar mecanismos biológicos específicos y evaluar nuevas aproximaciones terapéuticas.

En este contexto ha surgido una línea de investigación particularmente innovadora: el estudio de los exosomas.

Los exosomas son pequeñas vesículas microscópicas liberadas por prácticamente todas las células del organismo. Durante muchos años fueron considerados simples residuos celulares. Sin embargo, hoy sabemos que desempeñan un papel fundamental en la comunicación entre células. Estas diminutas estructuras funcionan como auténticos paquetes biológicos de información capaces de transportar proteínas, lípidos, ARN y microARN hacia otras células, modificando su funcionamiento. Podrían compararse con pequeños sobres biológicos o mensajes microscópicos que las células envían para intercambiar instrucciones y coordinar sus funciones.

Lo que ha despertado el interés de los neurocientíficos es que muchos exosomas han demostrado la capacidad de atravesar o interactuar con la barrera hematoencefálica, una característica que los convierte en candidatos particularmente atractivos para aplicaciones neurológicas. Esta barrera funciona como un sofisticado sistema de protección que impide que muchas sustancias presentes en la sangre lleguen al cerebro. Aunque esta función es esencial para proteger al sistema nervioso, también representa uno de los principales obstáculos para el desarrollo de tratamientos dirigidos a enfermedades neurológicas.

La mayor parte de las investigaciones realizadas hasta ahora se han centrado en exosomas derivados de células troncales mesenquimales, conocidas como MSC por sus siglas en inglés. Estas células poseen propiedades inmunomoduladoras y regenerativas, y durante años han sido estudiadas por su potencial terapéutico en diversas enfermedades. Curiosamente, los científicos han descubierto que gran parte de los beneficios observados tras la administración de estas células podría no depender de las células mismas, sino de las moléculas que liberan, especialmente de sus exosomas.

Se cree que los exosomas derivados de MSC pueden ayudar a reducir procesos de neuroinflamación, favoreciendo un entorno más adecuado para el funcionamiento neuronal. Diversos estudios sugieren que estas vesículas son capaces de disminuir la producción de moléculas proinflamatorias y modular la actividad de células inmunológicas involucradas en la respuesta inflamatoria del sistema nervioso.

Los resultados obtenidos en modelos animales de autismo, tras la administración de exosomas derivados de MSC, han sido particularmente prometedores. Diversos estudios han reportado incrementos en la interacción social, reducción de conductas repetitivas, aumento de vocalizaciones y mejorías en diferentes formas de comunicación social. Estos hallazgos son especialmente relevantes porque se han observado en distintos modelos experimentales de autismo, lo que fortalece la hipótesis de que los exosomas podrían actuar sobre mecanismos biológicos compartidos entre diferentes formas de TEA.

Además de los cambios conductuales, algunos estudios han identificado modificaciones en sistemas neuronales relacionados con el equilibrio entre excitación e inhibición cerebral. Este equilibrio es esencial para el correcto funcionamiento de las redes neuronales y constituye una de las hipótesis neurobiológicas más relevantes para explicar algunos aspectos del autismo. Particularmente, se han observado cambios en vías asociadas con el neurotransmisor GABA, una molécula fundamental para regular la actividad cerebral.

El potencial de los exosomas no se limita únicamente al tratamiento, ya que también podrían convertirse en valiosas herramientas diagnósticas. Debido a que circulan en la sangre y otros fluidos corporales, contienen información sobre el estado fisiológico de los tejidos de los que proceden. Diversas investigaciones han identificado diferencias en proteínas, ARN y moléculas inflamatorias presentes en los exosomas de personas con autismo en comparación con individuos neurotípicos.

En otras palabras, los exosomas podrían actuar como una especie de “biopsia líquida del cerebro”, proporcionando información sobre procesos biológicos cerebrales mediante una simple muestra de sangre. Esto permitiría obtener información relevante de manera mínimamente invasiva y podría facilitar la identificación de biomarcadores tempranos asociados al TEA.

Hasta la fecha, ninguna terapia basada específicamente en exosomas ha sido aprobada para el tratamiento del autismo por organismos reguladores como la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA) o la Agencia Europea de Medicamentos (EMA). Aunque existen ensayos clínicos registrados que evalúan la seguridad y el potencial beneficio de intervenciones relacionadas con exosomas, sus resultados todavía son preliminares y no permiten establecer recomendaciones clínicas.

Sin embargo, todavía existen importantes interrogantes científicos. Las y los investigadores deben determinar cuáles son los componentes específicos de los exosomas responsables de los efectos observados, establecer dosis seguras y reproducibles, optimizar los métodos de producción a gran escala y confirmar sus beneficios en estudios clínicos controlados en seres humanos. Quizá el mayor valor de los exosomas no radique únicamente en su potencial terapéutico, sino en lo que nos están enseñando sobre la forma en que las células del cerebro se comunican entre sí. En esas diminutas vesículas viajan mensajes moleculares que podrían ayudarnos a comprender mejor uno de los trastornos del neurodesarrollo más complejos de nuestro tiempo. Aunque aún quedan muchas preguntas por responder, los exosomas se han convertido se han convertido en una de las herramientas más prometedoras para comprender la compleja comunicación celular del cerebro y abrir nuevas posibilidades para el futuro de la investigación en autismo.