Zarówno rynek medycyny regeneracyjnej, jak i leczniczej wciąż poszukuje nowych, rewolucyjnych składników. Takim objawieniem wydają się egzosomy – pozakomórkowe pęcherzyki błonowe o średnicy od 30 do 200 nm.
Agnieszka Mienik o egzosomach
mgr kosmetologii
Badania dowodzą, że egzosomy są wydzielane przez większość typów komórek, w tym przez komórki immunologiczne (komórki tuczne, dendrytyczne, komórki T i B), komórki neuronalne, komórki nabłonka i śródbłonka, komórki zarodkowe, nowotworowe oraz przez komórki macierzyste mezenchemalne (MSC). Egzosomy znajdują się także w płynach ustrojowych, ślinie, osoczu, żółci, moczu, nasieniu, limfie, mleku matki, a nawet w płynie mózgowo-rdzeniowym. Co więcej, występują one w płynach ustrojowych zarówno zdrowych, jak i chorych osobników.
Czysty egzosom składa się z różnorodnych białek, białek macierzy pozakomórkowej, enzymów, lipidów, receptorów oraz kwasów nukleinowych (miRNA).
Jaką funkcję pełnią?
Egzosomy odgrywają kluczową rolę w wymianie informacji między komórką macierzystą a sąsiednimi komórkami, co jest niezbędne do utrzymania funkcji komórkowych i homeostazy tkanek u wszystkich organizmów wielokomórkowych. Egzosomy są „posłańcami” w procesie komunikacji międzykomórkowej – bez nich byłaby ona niemożliwa.
Ostatnie lata badań pokazały, że egzosomy odgrywają również bardzo ważną rolę między innymi w proliferacji komórek, zwiększaniu odporności, regeneracji tkanek.
Nikomu nieznana nowość?
Nie do końca. Odkryto je już w latach 60. XX wieku, ale nazwy „egzosom” po raz pierwszy użyto w 1987 roku.
Dzięki postępowi w dziedzinie technologii w 1991 roku udało się wyizolować komórki macierzyste z galarety Whartona, substancji pochodzącej z pępowiny. Pierwsze egzosomy pozyskano z tkanki tłuszczowej, wspomnianej galarety Whartona oraz ze szpiku kostnego.
Należy jednak pamiętać, że jakość komórek macierzystych osobnika drastycznie spada z wiekiem, a tym samym spada jakość egzosomów.
Warto wziąć pod uwagę aspekt etyczny i zastanowić się, czy na pewno chcemy używać komórek macierzystych pochodzących od ludzi czy zwierząt?
W Europie stosowanie komórek macierzystych pochodzenia ludzkiego i zwierzęcego jest zakazane, dlatego doskonałym rozwiązaniem jest pozyskiwanie tych wyjątkowych cząsteczek z roślin (np. z imbiru czy róży damasceńskiej).
Czy mamy obecnie do czynienia z modą na egzosomy?
Zdecydowanie tak, ale czy słowo ,,moda” to dobre określenie w przypadku substancji, która może zrewolucjonizować medycynę na całym świecie? Obecnie rynek zalewa fala różnego rodzaju produktów z egzosomami, dlatego przyjrzyjmy się normom i standaryzacji produkcji. Czy wszystkie preparaty „zawierające egzosomy” rzeczywiście mają je w składzie? Czy wszystkie działają tak samo i dlaczego jest taka różnica w cenie?
Kluczowym wyzwaniem związanym z wykorzystaniem egzosomów w medycynie regeneracyjnej jest ich jakość, a to wymaga wielu badań nad ich standaryzacją, w tym przede wszystkim bezpiecznym i etycznym pozyskiwaniem, namnażaniem, izolacją, kontrolą jakości, transportem oraz przechowywaniem pozyskanych i wyizolowanych już cząsteczek. Ważne są również dalsze badania nad mechanizmami molekularnymi w komunikacji egzosomów z komórkami docelowymi. I takie badania cały czas trwają, a potencjał tkwiący w egzosomach jest niezwykle obiecujący.
Normy i standardy
Egzosomy podlegają normom i standaryzacjom potwierdzającym ich jakość. Standaryzacja rozpoczęła się w USA, gdy na rynku pojawiło się wiele firm oferujących produkty z egzosomami, których nawet nie było w składzie. Dlatego w 2011 roku powstała ISEV (International Society of Extracellular Vesicle) – międzynarodowa komisja zajmująca się badaniem wydzielanych ekstracelularnie pęcherzyków, w tym również egzosomów. Została założona przez szwedzkiego naukowca Jana Lötvalla, nazywanego ,,ojcem egzosomów”, który jest autorem ,,cell to cell discovery”. W skład komisji wchodzą najlepsi naukowcy i badacze na świecie. ISEV narzuca sztywne normy (standaryzacja MISEV), które należy spełnić, aby można było nazywać swój produkt ,,egzosomami”. Normy te są tak restrykcyjne, że niewiele firm chwalących się posiadaniem w swojej ofercie preparatów z egzosomami jest w stanie je spełnić. FDA wymusiło taką standaryzację, aby móc kwalifikować egzosomy w kierunku wyrobu medycznego lub leku (trwa wiele badań nad egzosomami w obszarze neuropsychiatrii czy onkologii).
Proces otrzymywania egzosomów
Jakie są etapy produkcji, której zwieńczeniem jest uzyskanie egzosomów dostępnych preparatach?
Najpierw szukamy „dawcy”, którym – jak już wiemy – może być człowiek, zwierzę lub roślina. Wiemy również, że według norm europejskich źródłem naszego egzosomu mogą być tylko rośliny. Znalezienie właściwego źródła to dopiero początek – ma ono za mało komórek, więc musi my je namnożyć. Drogą ekstrakcji uzyskujemy komórki macierzyste, a następnie, korzystając z podłoży kondycjonowanych (pożywek), zakładamy naszą hodowlę komórkową.
Celem hodowli jest namnożenie jak największej liczby komórek macierzystych, zawierających odpowiednio więcej egzosomów. Efektem namnożenia są media kondycjonowane, a więc produkt laboratoryjny o dużym zanieczyszczeniu, ze szczątkową ilością egzosomów ( tylko 0,1%) . Na tym etapie zatrzymuje się większość firm na świecie produkujących egzosomy i oferuje w rzeczywistości produkt egzosomopodobny.
Ile jest egzosomu w egzosomie?
Spotkałam się z informacja, że egzosomy są niepoliczalne i tak jest, jeśli są składnikiem mediów kondycjonowanych. Weryfikując materiały na temat egzosomów, natrafiłam na opatentowaną metodę unikalnej filtracji i oczyszczenia podłoża kondycjonowanego, mającą na celu uzyskanie czystych i policzalnych egzosomów.
Technologia ExoSCRT pozwala na uzyskanie w stu procentach czystych egzosomów charakteryzujących się skutecznością komórek macierzystych. Firma przebadała około 150 roślin i jako źródło egzosomów wybrała różę damasceńską. Ma to związek z wyjątkowym podobieństwem rozmiaru i kształtu egzosomów pochodzących z komórek macierzystych tej właśnie rośliny do egzosomów ludzkich. Oprócz tych podobieństw na uwagę zasługuje podobieństwo aż 27 sekwencji miRNA egzosomów z róży damasceńskiej do sekwencji ludzkich. Idźmy dalej: sześć głównych miRNA, które pod względem działania egzosomów ludzkich są jednymi z najważniejszych, zawierają egzosomy róży damasceńskiej.
Są to m.in. miRNA odpowiedzialne za hamowanie apoptozy, proliferację komórek, syntezę kolagenu, zmniejszenie poziomu melaniny czy też działanie przeciwnowotworowe.
Co więcej, czyste egzosomy ExoSCRT mają niższą cytotoksyczność niż egzosomy pobrane w mediach kondycjonowanych (pożywkach), czyli działają przeciwzapalnie, a nie prozapalnie jak media kondycjonowane.
Uzyskaliśmy nasze egzosomy i co dalej?
Kolejnym etapem jest ich ustabilizowanie. Tu do wyboru mamy zamrożenie, zawieszenie w cieczy lub liofilizację.
W przypadku egzosomów najlepszym rozwiązaniem okazała się ich liofilizacja. Taka forma zapewnia im stabilizację na dłuższy okres, a ExoSCRT daje dodatkowo możliwość ich przechowywania w temperaturze pokojowej nawet do dwóch tygodni. W przypadku dłuższego przechowywania należy to robić w temperaturze 2–8°C (lodówka).
Rola egzosomów w medycynie regeneracyjnej
Egzosomy pełnią w medycynie regeneracyjnej bardzo ważną funkcję, ponieważ mają one udowodnione badaniami działanie:
– anti-ageing – silna stymulacja fibroblastów;
– przeciwzapalne – redukcja podrażnień, zmian trądzikowych, zmian w AZS czy łuszczycy;
– regeneracyjne – między innymi zwiększenie ilości ceramidów w naskórku,
– ochrona lipidów i wzmocnienie bariery skórnej;
– redukujące przebarwienia – zmniejszenie syntezy melaniny;
– w leczeniu łysienia androgenowego, telogenowego, plackowatego.
Aplikacja egzosomów podczas zabiegu jest bardzo prosta. Ponieważ są to nanocząsteczki niewiele większe od DNA czy genów (około 100 nm), nie ma konieczności wstrzykiwania ich do skóry – wystarczy aplikacja bezpo średnio na nią. Po nałożeniu egzosomy bez trudu przenikają przez naskórek, regenerują jego warstwę lipidową oraz procedują de novo syntezę ceramidów, czyli odbudowę naszego cementu komórkowego, a tym samym chronią skórę przed utratą wody. Następnie przechodzą do skóry właściwej, gdzie regenerują kolagen i fibroblasty, a nawet do tkanki podskórnej, którą wzmacniają i chronią przed degradacją. Penetrację egzosomów przyspiesza mikronakłuwanie lub laseroterapia, dlatego te zabiegi i aplikacja egzosomów są często łączone.
Jaka jest przyszłość egzosomów?
Wciąż jeszcze nie zostały zakwalifikowane ich jako wyrób medyczny, ale standaryzacja i badania cały czas trwają. Szczególnie wielkie nadzieje wiąże się z nimi jako potencjalnymi nośnikami do systemów dostarczania leków. Prowadzone są badania w zakresie iniekcji dożylnych przy regeneracji narządów wewnętrznych i całego organizmu.
W neuroonkologii czy neuropsychiatrii zainteresowanie budzi potencjalna możliwość wykorzystania egzosomów do transportu leków. W onkologii podejmowane są próby stworzenia syntetycznych egzosomów, zdolnych atakować komórki nowotworowe za pomocą odpowiednio zaprogramowanych receptorów. Dlatego w przyszłości tak ważna będzie standaryzacja, gwarantująca efektywność egzosomów, i wybranie odpowiedniego produktu.
Egzosomy to na pewno nie chwilowa moda, ale przyszłość zarówno branży beauty, jak i medycyny leczniczej i naukowej.
Dlaczego warto korzystać z zabiegów medycyny regeneracyjnej?
Zabiegi regeneracyjne wykorzystuje się między w odmładzaniu skóry, w leczeniu łysienia, w spowalnianiu procesu starzenia się włosów, w regeneracji skóry przy użyciu tkanki tłuszczowej i hipoestrogenizmie…
Toksyna botulinowa, potocznie nazywana botoksem, pozwala pozbyć się zmarszczek mimicznych i nadać twarzy młodszy, zrelaksowany wygląd. Są jednak pacjenci, którzy się skarżą, że efekt zabiegu …
Ten gęsty preparat wypełniający idealnie sprawdza się do korekcji zmarszczek głębokich i bardzo głębokich oraz do wolumetrii twarzy. Zwiększa objętość tkanek miękkich, poprawia prawidłowe proporcje …
