Extrazelluläre Vesikel sind endogene Nanovesikel, die von Zellen sezerniert werden. Sie haben einen Durchmesser von 30–200 nm, sind von einer Lipiddoppelschicht umgeben und transportieren Nukleinsäuren, Proteine, Lipide und Metaboliten. Extrazelluläre Vesikel sind das wichtigste Werkzeug der interzellulären Kommunikation und am Stoffaustausch zwischen Zellen beteiligt. Sie können von verschiedenen Zellen unter normalen und pathologischen Bedingungen sezerniert werden und entstehen hauptsächlich durch die Bildung multivesikulärer lysosomaler Partikel innerhalb der Zellen. Nach der Fusion der extrazellulären Membran mit der äußeren Membran multivesikulärer Zellen werden sie in die extrazelluläre Matrix freigesetzt. Aufgrund ihrer geringen Immunogenität, der geringen toxischen Nebenwirkungen, der hohen Zielgenauigkeit und der Fähigkeit, die Blut-Hirn-Schranke zu überwinden, gelten sie als potenzielle Wirkstoffträger. Im Jahr 2013 wurde der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin an drei Wissenschaftler verliehen, die sich mit der Erforschung extrazellulärer Vesikel befassten. Seitdem hat es eine Welle von Forschung, Anwendung und Kommerzialisierung extrazellulärer Vesikel sowohl in der akademischen Welt als auch in der Industrie gegeben.

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Extrazelluläre Vesikel aus Pflanzenzellen sind reich an einzigartigen Wirkstoffen, haben ein geringes Volumen und können in Gewebe eindringen. Die meisten von ihnen können eingenommen und direkt über den Darm aufgenommen werden. Ginsengbläschen beispielsweise fördern die Differenzierung von Stammzellen zu Nervenzellen, während Ingwerbläschen die Darmflora regulieren und Colitis lindern können. Mikroalgen sind die ältesten einzelligen Pflanzen der Erde. Es gibt fast 300.000 Mikroalgenarten, die weit verbreitet in Ozeanen, Seen, Flüssen, Wüsten, Hochebenen, Gletschern und anderen Orten vorkommen und jeweils einzigartige regionale Merkmale aufweisen. Im Laufe der Evolution der drei Milliarden Menschen auf der Erde konnten Mikroalgen stets als Einzeller überleben, was eng mit ihrem außergewöhnlichen Wachstums- und Selbstheilungsvermögen zusammenhängt.

Extrazelluläre Vesikel aus Mikroalgen sind ein neuartiges biomedizinisches Wirkstoffmaterial mit hoher Sicherheit und Stabilität. Mikroalgen bieten Vorteile wie einen einfachen und kontrollierbaren Kultivierungsprozess, geringe Kosten, schnelles Wachstum, hohe Vesikelausbeute und einfache Möglichkeiten zur Herstellung extrazellulärer Vesikel. Frühere Studien zeigten, dass extrazelluläre Vesikel aus Mikroalgen leicht von Zellen aufgenommen werden. In Tiermodellen wurde beobachtet, dass sie direkt über den Darm resorbiert werden und sich in spezifischen Geweben anreichern. Nach Eintritt in das Zytoplasma können sie mehrere Tage verbleiben, was für die langfristige, kontrollierte Freisetzung von Wirkstoffen von Vorteil ist.

Darüber hinaus besitzen extrazelluläre Vesikel aus Mikroalgen das Potenzial, mehrere Wirkstoffe zu beladen, die molekulare Stabilität zu verbessern, eine verzögerte Freisetzung zu gewährleisten, die orale Verträglichkeit zu erhöhen und bestehende Barrieren der Arzneimittelverabreichung zu überwinden. Daher ist die Entwicklung extrazellulärer Vesikel aus Mikroalgen hinsichtlich der klinischen Anwendung und der industriellen Umsetzung vielversprechend.