Pęcherzyki zewnątrzkomórkowe to endogenne nanopęcherzyki wydzielane przez komórki, o średnicy 30-200 nm, owinięte błoną lipidową dwuwarstwową, przenoszące kwasy nukleinowe, białka, lipidy i metabolity. Pęcherzyki zewnątrzkomórkowe są głównym narzędziem komunikacji międzykomórkowej i uczestniczą w wymianie substancji między komórkami. Pęcherzyki zewnątrzkomórkowe mogą być wydzielane przez różne komórki w warunkach normalnych i patologicznych, głównie w wyniku tworzenia wielopęcherzykowych cząstek lizosomalnych wewnątrz komórek. Po fuzji błony zewnątrzkomórkowej i błony zewnętrznej komórek wielopęcherzykowych są one uwalniane do macierzy zewnątrzkomórkowej. Ze względu na niską immunogenność, nietoksyczne działania niepożądane, silne zdolności celowania i zdolność do przekraczania bariery krew-mózg, są uważane za potencjalny nośnik leków. W 2013 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny przyznano trzem naukowcom zajmującym się badaniem pęcherzyków zewnętrznych. Od tego czasu obserwuje się falę badań naukowych, zastosowań i komercjalizacji pęcherzyków zewnątrzkomórkowych, zarówno w środowisku akademickim, jak i przemysłowym.

Zrzut ekranu WeChat _20240320104934.png

Pęcherzyki zewnątrzkomórkowe z komórek roślinnych są bogate w unikalne składniki aktywne, mają niewielką objętość i mogą przenikać do tkanek. Większość z nich może być połknięta i bezpośrednio wchłonięta do jelit. Na przykład, bąbelki żeń-szenia korzystnie wpływają na różnicowanie komórek macierzystych w komórki nerwowe, a bąbelki imbiru mogą regulować mikrobiotę jelitową i łagodzić zapalenie okrężnicy. Mikroalgi to najstarsze jednokomórkowe rośliny na Ziemi. Istnieje blisko 300 000 gatunków mikroalg, szeroko rozpowszechnionych w oceanach, jeziorach, rzekach, pustyniach, płaskowyżach, lodowcach i innych miejscach, charakteryzujących się unikalnymi cechami regionalnymi. W ciągu ewolucji 3-miliardowej Ziemi, mikroalgi zawsze były w stanie rozwijać się jako pojedyncze komórki na Ziemi, co jest ściśle związane z ich niezwykłym wzrostem i zdolnością do samoregeneracji.

Pęcherzyki zewnątrzkomórkowe z mikroalg to nowy biomedyczny materiał aktywny o wysokim bezpieczeństwie i stabilności. Mikroalgi charakteryzują się prostym i kontrolowanym procesem hodowli, niskim kosztem, szybkim wzrostem, wysoką wydajnością pęcherzyków oraz łatwością inżynierii w produkcji pęcherzyków zewnątrzkomórkowych. We wcześniejszych badaniach stwierdzono, że pęcherzyki zewnątrzkomórkowe z mikroalg są łatwo internalizowane przez komórki. W modelach zwierzęcych stwierdzono, że są one bezpośrednio wchłaniane przez jelita i gromadzone w określonych tkankach. Po wniknięciu do cytoplazmy mogą utrzymywać się przez kilka dni, co jest korzystne dla długotrwałego, podtrzymywanego uwalniania leków.

Ponadto pęcherzyki zewnątrzkomórkowe z mikroalg mają potencjał do ładowania wielu leków, poprawy stabilności molekularnej, przedłużonego uwalniania, adaptacji do podawania doustnego oraz rozwiązania istniejących barier w dostarczaniu leków. Dlatego rozwój pęcherzyków zewnątrzkomórkowych z mikroalg ma duże szanse na wdrożenie kliniczne i przemysłowe.