Nanovesículas similares a exosomas (NVEs) vegetales para mejorar la entrega dirigida de carotenoides

Abstract

Los carotenoides juegan un papel importante en la salud ocular al tener la capacidad de proteger a la retina de lesiones fotoquímicas. Sin embargo, existen diversos obstáculos para proveer un efecto terapéutico específico en el tejido, por lo que existe la necesidad de buscar nuevas alternativas que permitan incrementar su biodisponibilidad, como los son las nanovesículas extracelulares similares a exosomas (NVEs) de origen vegetal, las cuales desempeñan un papel importante en la comunicación celular. Con lo anterior, se generó la hipótesis de que la carga mediante electroporación de las NVEs derivadas de jugo y callo de zanahoria con carotenoides podría incrementar la eficiencia de suministro además de la biodisponibilidad de estos compuestos. La metodología desarrollada constó de tres fases principales: La primera, referente al establecimiento del material inicial para la obtención de las NVEs, seleccionándose jugo y callos de zanahoria. La segunda fase consistió en el aislamiento, purificación, caracterización y carga con carotenoides de las NVEs. Finalmente, la tercera fase tuvo como objetivo el ensayo de bioactividad de carotenoides en la línea celular ARPE-19 del epitelio pigmentario de la retina humana utilizando estas nanovesículas. Dentro de los principales resultados se obtuvieron NVEs aislados mediante ultracentrifugación de un tamaño entre 231 y 1631 nm, y una carga del potencial zeta negativo entre 1.26 y 11.13 mV. Se obtuvo el perfil de los carotenoides nativos en los NVEs de jugo de zanahoria en donde se encontraron hasta 12 carotenoides, siendo identificadas 3 xantófilas y 5 carotenos. Se evaluaron 4 métodos de carga distintos y se obtuvo como resultado que la electroporación (200 mV, 50 µF) tuvo una mayor eficiencia de carga (80%) para zeaxantina. En el ensayo de viabilidad celular para analizar la biodisponibilidad de los carotenoides, se obtuvo que las NVEs derivadas de callo cargadas con xantófilas presentan una mayor protección (< 95%) contra agentes oxidantes en comparación con las NVEs derivadas de jugo cargadas. Los resultados obtenidos en el presente trabajo son considerados de alto impacto debido al creciente interés en encontrar nuevas formas de administración de biocompuestos que tengan propiedades terapéuticas, que puedan potencialmente producirse a gran escala y que sean provenientes de una fuente segura para el consumo humano, de modo que los productos a base de zanahoria, como los NVEs, podrían ser considerados como una atractiva posibilidad para dichas necesidades.