Τα εξωκυτταρικά κυστίδια είναι ενδογενή νανοκυστίδια που εκκρίνονται από τα κύτταρα, με διάμετρο 30-200 nm, τυλιγμένα σε μια λιπιδική διπλοστιβάδα μεμβράνης, που μεταφέρει νουκλεϊκά οξέα, πρωτεΐνες, λιπίδια και μεταβολίτες. Τα εξωκυτταρικά κυστίδια είναι το κύριο εργαλείο για την ενδοκυτταρική επικοινωνία και συμμετέχουν στην ανταλλαγή ουσιών μεταξύ των κυττάρων. Τα εξωκυτταρικά κυστίδια μπορούν να εκκριθούν από διάφορα κύτταρα υπό φυσιολογικές και παθολογικές συνθήκες, κυρίως από τον σχηματισμό πολυκυστικών λυσοσωμικών σωματιδίων μέσα στα κύτταρα. Μετά τη σύντηξη της εξωκυτταρικής μεμβράνης και της εξωτερικής μεμβράνης των πολυκυστικών κυττάρων, απελευθερώνονται στην εξωκυτταρική μήτρα. Λόγω της χαμηλής ανοσογονικότητάς του, των μη τοξικών παρενεργειών του, της ισχυρής ικανότητας στόχευσης και της ικανότητάς του να διασχίζει τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό, θεωρείται πιθανός φορέας φαρμάκων. Το 2013, το βραβείο Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής απονεμήθηκε σε τρεις επιστήμονες που ασχολήθηκαν με τη μελέτη των εξωτερικών κυστιδίων. Έκτοτε, υπήρξε ένα κύμα έρευνας, εφαρμογής και εμπορευματοποίησης των εξωκυτταρικών κυστιδίων τόσο στον ακαδημαϊκό χώρο όσο και στη βιομηχανία.

Στιγμιότυπο οθόνης WeChat _20240320104934.png

Τα εξωκυτταρικά κυστίδια από τα φυτικά κύτταρα είναι πλούσια σε μοναδικά δραστικά συστατικά, έχουν μικρό όγκο και μπορούν να διεισδύσουν στους ιστούς. Τα περισσότερα από αυτά μπορούν να καταποθούν και να απορροφηθούν απευθείας στο έντερο. Για παράδειγμα, οι φυσαλίδες τζίνσενγκ είναι ευεργετικές για τη διαφοροποίηση των βλαστοκυττάρων σε νευρικά κύτταρα, ενώ οι φυσαλίδες τζίντζερ μπορούν να ρυθμίσουν την εντερική μικροχλωρίδα και να ανακουφίσουν την κολίτιδα. Τα μικροφύκη είναι τα παλαιότερα μονοκύτταρα φυτά στη Γη. Υπάρχουν σχεδόν 300.000 είδη μικροφυκών, ευρέως κατανεμημένων σε ωκεανούς, λίμνες, ποτάμια, ερήμους, οροπέδια, παγετώνες και άλλα μέρη, με μοναδικά περιφερειακά χαρακτηριστικά. Καθ' όλη τη διάρκεια της εξέλιξης της Γης των 3 δισεκατομμυρίων, τα μικροφύκη ήταν πάντα σε θέση να ευδοκιμήσουν ως μεμονωμένα κύτταρα στη Γη, κάτι που σχετίζεται στενά με τις εξαιρετικές ικανότητές τους στην ανάπτυξη και την αυτοΐαση.

Τα εξωκυτταρικά κυστίδια μικροφυκών είναι ένα νέο βιοϊατρικό ενεργό υλικό με υψηλή ασφάλεια και σταθερότητα. Τα μικροφύκη έχουν τα πλεονεκτήματα της απλής και ελεγχόμενης διαδικασίας καλλιέργειας, του χαμηλού κόστους, της ταχείας ανάπτυξης, της υψηλής απόδοσης σε κυστίδια και της εύκολης μηχανικής παραγωγής εξωκυτταρικών κυστιδίων. Σε προηγούμενες μελέτες, διαπιστώθηκε ότι τα εξωκυτταρικά κυστίδια μικροφυκών εσωτερικεύονται εύκολα από τα κύτταρα. Σε ζωικά μοντέλα, διαπιστώθηκε ότι απορροφώνται απευθείας μέσω του εντέρου και εμπλουτίζονται σε συγκεκριμένους ιστούς. Μετά την είσοδό τους στο κυτταρόπλασμα, μπορούν να διαρκέσουν για αρκετές ημέρες, κάτι που είναι ευεργετικό για τη μακροχρόνια παρατεταμένη απελευθέρωση φαρμάκων.

Επιπλέον, τα εξωκυτταρικά κυστίδια μικροφυκών έχουν τη δυνατότητα να φορτίζουν πολλαπλά φάρμακα, να βελτιώνουν τη μοριακή σταθερότητα, την παρατεταμένη απελευθέρωση, την προσαρμοστικότητα από το στόμα και να επιλύουν υπάρχοντα εμπόδια χορήγησης φαρμάκων. Επομένως, η ανάπτυξη εξωκυτταρικών κυστιδίων μικροφυκών έχει υψηλή σκοπιμότητα στην κλινική μετάφραση και τη βιομηχανοποίηση.