Alteraciones en el efecto ejercido por exosomas de cardiomiocitos humanos bajo condiciones de isquemia

Abstract

Los exosomas son pequeñas vesículas de membrana secretadas por la mayoría de los tipos de células con un papel importante en la comunicación celular. Para evaluar sus efectos en el contexto de la isquemia cardíaca, se añadieron exosomas aislados de cardiomiocitos humanos cultivados (CM-Exo) expuestos a normoxia (Nx) o hipoxia (Hx) a fibroblastos (Fb) y células endoteliales (EC). Los CM-Exo se caracterizaron mediante microscopía electrónica, análisis nanosight y western blot junto con análisis proteómicos. Los exosomas mostraron una fuerte preferencia por ser internalizados por EC sobre Fb, lo que sugiere un mecanismo de comunicación activo basado en exosomas entre CM y EC en el corazón. No se observaron diferencias entre Nx y Hx CM-Exo en un ensayo de formación de tubo de Matrigel, como un modelo in vitro de la angiogénesis humana. Por el contrario, en un ensayo de curación de heridas con Fb, el cierre de la herida fue más rápido en Fb tratados con Hx CM-Exo que con Nx CM-Exo, lo que sugiere un efecto pro-fibrótico de los Hx CM-Exo. En general, estas observaciones son consistentes con las diferentes cargas de proteínas detectadas por el análisis proteómico en condiciones Nx y Hx y las vías biológicas identificadas. La comunicación paracrina entre CM-Exo, Fb y EC en diferentes condiciones fisiológicas podría explicar la contribución de los CM-Exo a la remodelación cardíaca después de una lesión isquémica.

Exosomes are small membrane vesicles secreted by most cell types with an important role in cell-to-cell communication. To test their effects in the context of heart ischemia, exosomes isolated from cultured human cardiomyocytes (CM-Exo) exposed to normoxia (Nx) or hypoxia (Hx) were added to non-CM cells, fibroblasts (Fb) and endothelial cells (EC). CM-Exo were characterized using electron microscopy, nanosight analysis and western blot together with proteomic analysis. Exosomes showed a strong preference to be internalized by EC over Fb, suggesting an active exosome-based communication mechanism between CM and EC in the heart. No differences were observed between Nx and Hx CM-Exo in a Matrigel tube-formation assay, as an in vitro model of human angiogenesis. By contrast, in a Fb wound-healing assay, wound closure was faster in Fb treated with Hx CM-Exo than with Nx CM-Exo, supporting a pro-fibrotic effect of Hx CMExo. Overall, these observations were consistent with the different protein cargoes detected by proteomic analysis under Nx and Hx conditions and the biological pathways identified. The paracrine crosstalk between CM-Exo, Fb and EC in different physiological conditions could account for the contribution of CM-Exo to cardiac remodeling after ischemic insult.Cardiomiocitos, fibroblastos, células endoteliales, exosomas, hipoxia, comunicación celular.