Laura Soriano / 30 Septiembre 2020

¿Cuál es el potencial de las vesículas extracelulares como ingrediente funcional para la industria?

Actualmente hay un gran interés en la aplicación de las vesículas en campos tan diversos como la medicina, la cosmética, la alimentación o la agricultura pero hay que desarrollar ciertos aspectos clave. Desde AINIA queremos dar respuesta a estos aspectos clave la obtención y aislamiento de las vesículas extracelulares como potencial ingrediente bioactivo en los distintos sectores industriales mediante nuestra participación en el proyecto FIVEX.

Las vesículas extracelulares (VE) son un conjunto heterogéneo de estructuras esféricas secretadas por las células de cualquier organismo y que juegan un papel importante en la comunicación celular. La composición de dichas vesículas; principalmente ARN, lípidos y proteínas bioactivas; es una representación de la célula de la que procede, manteniendo una funcionalidad similar con la ventaja que suponen las aplicaciones en ausencia de células vivas.

Inicialmente estas VEs se emplearon en el ámbito clínico, lo que potenció la utilización de metodologías de separación que proporcionaban una alta pureza, pero con bajo rendimiento en el proceso. Sin embargo, dichas metodologías no son rentables para ser empleadas a nivel industrial. Por este motivo, AINIA está evaluando y aplicando distintos métodos de aislamiento que permitan el escalado del proceso de separación de las VEs a partir de distintas fuentes al mismo tiempo que caracteriza el efecto biológico de las mismas.

La optimización y validación de los métodos que permitan obtener mayor volumen de VEs manteniendo su funcionalidad, proporcionará una herramienta útil para explorar la aplicación de las VES como un nuevo ingrediente funcional en los diversos sectores industriales.

En la década de los 90 se descubrió un nuevo sistema de comunicación célula-célula que consiste en la liberación de vesículas cargadas de partículas bioactivas en el espacio extracelular. Se ha demostrado que estas VEs tienen funciones fisiológicas y patológicas siendo una herramienta de comunicación entre células, órganos o tejidos. Por ello, enseguida se identificó el gran potencial que estas vesículas podían ofrecer en el sector salud, razón por la que en los últimos años se ha extendido su estudio, implicando generalmente VEs aisladas de células madre u otras células humanas.

Sin embargo, también las bacterias (probióticos o patógenas) o plantas y frutos son fuentes de este tipo de vesículas, ya que todas las células tanto de organismos pluricelulares como unicelulares las expresan. Este hecho abre el campo de investigación y permite explorar múltiples funcionalidades de las VEs obtenidas a partir de distintas fuentes. Actualmente hay un gran interés en la aplicación de estas vesículas en campos tan diversos como la medicina, la cosmética, la alimentación o la agricultura.

Claves para la investigación de las vesículas extracelulares como ingrediente innovador para la industria

Sin embargo, al ser un ingrediente tan innovador es necesario mencionar ciertos puntos clave a los que dirigir la investigación:

  • desarrollo de fabricación a gran escala y su aislamiento
  • caracterización de las VEs obtenidas, tanto del efecto funcional como de su composición
  • las condiciones de almacenamiento apropiadas para mantener la estabilidad a largo plazo,

Potencial de las vesículas extracelulares como ingrediente funcional

Desde AINIA queremos dar respuesta a estos aspectos clave para el desarrollo de las VEs como potencial ingrediente bioactivo en los distintos sectores industriales mediante nuestra  participación en el proyecto FIVEX, que pretende alcanzar los siguientes objetivos:

  • Estudio y evaluación de las metodologías de producción de VEs
  • Estudio y evaluación de las metodologías de aislamiento de VEs
  • Caracterización de la funcionalidad de las VEs de diversas fuentes
  • Selección de la metodología más apropiada para su conservación

Tras una revisión exhaustiva del estado del arte y el encuadre legal en el que estaría el empleo de estas vesículas como ingrediente, vamos a diseñar un sistema de purificación de VEs que permita la separación escalable a nivel industrial de este potencial ingrediente, validándolo en distintas fuentes. Además, trabajaremos  en la optimización de métodos de evaluación de su potencial bioactivo empleando modelos más complejos y adaptados a este ingrediente, y definiremos los protocolos que mejores resultados den para su conservación a largo plazo.

La metodología que mejores resultados obtenga se empleará para aislar VEs de distintas fuentes más novedosas, como probióticos o frutas, evaluando funcionalidades relacionadas con la alimentación (e.g. inmunomodulación intestinal) o cosmética (e.g. efecto blanqueante).

Los resultados obtenidos y las técnicas desarrolladas bajo el proyecto FIVEX, permitirán a las empresas innovadoras de distintos sectores disponer de técnicas optimizadas para la obtención, aislamiento, evaluación y caracterización de VEs en el sector de interés, permitiendo su incorporación como ingrediente funcional en gran diversidad de productos.

El proyecto FIVEX, cuenta con el respaldo del Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE) con co-financiación de la Unión Europea, a través del Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), junto con la participación de 4 empresas valencianas de los distintos sectores de interés como el agroalimentario o el cosmético. Además, parte del equipo técnico de AINIA son miembros de la sociedad internacional de VE (ISEV) y del grupo español de innovación e investigación en VE (GEIVEX).

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