Odkrycie pęcherzyków zewnątrzkomórkowych mikroalg

Pęcherzyki zewnątrzkomórkowe to endogenne pęcherzyki nano-rozmiaru wydzielane przez komórki, o średnicy od 30 do 200 nm, otoczone dwuwarstwą lipidową, które przenoszą kwasy nukleinowe, białka, lipidy i metabolity itp. Pęcherzyki zewnątrzkomórkowe są głównymi narzędziami komunikacji międzykomórkowej, które biorą udział w wymianie materiałów między komórkami. Pęcherzyki zewnątrzkomórkowe mogą być wydzielane przez różne komórki w warunkach normalnych i patologicznych, pochodzą głównie z wielopęcherzyków utworzonych z wewnątrzkomórkowych cząstek lizosomalnych i są uwalniane do macierzy zewnątrzkomórkowej po fuzji błony zewnątrzkomórkowej i błony komórkowej wielopęcherzyków. Ze względu na niską immunogenność, nietoksyczne skutki uboczne, silne ukierunkowanie, zdolność przekraczania bariery krew-mózg i inne cechy, został uznany za potencjalny nośnik leków. W 2013 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny przyznano trzem naukowcom związanym z badaniem pęcherzyków zewnętrznych. Od tego czasu w kręgach akademickich i przemysłowych obserwowano gwałtowny wzrost badań nad pęcherzykami zewnątrzkomórkowymi, ich rozwojem, zastosowaniem i komercjalizacją.

Pęcherzyki zewnątrzkomórkowe z komórek roślinnych są bogate w unikalne składniki aktywne, niewielkie i zdolne do penetracji tkanek. Większość z nich może być pobrana i bezpośrednio wchłonięta do jelit. Na przykład pęcherzyki żeń-szenia sprzyjają różnicowaniu komórek macierzystych w komórki nerwowe, a pęcherzyki imbiru mogą regulować florę jelitową i łagodzić zapalenie okrężnicy. Mikroalgi to najstarsze rośliny jednokomórkowe na Ziemi. Istnieje blisko 300 000 gatunków mikroalg, szeroko rozpowszechnionych w oceanach, jeziorach, rzekach, pustyniach, płaskowyżach, lodowcach i innych miejscach, o unikalnych cechach regionalnych. W ciągu ewolucji 3-miliardowej Ziemi mikroalgi zawsze były w stanie rozwijać się jako pojedyncze komórki, co jest nierozerwalnie związane z ich niezwykłym wzrostem i zdolnością do samonaprawy.

Pęcherzyki zewnątrzkomórkowe z mikroalg to nowe biomedyczne materiały aktywne o wyższym bezpieczeństwie i stabilności. Mikroalgi mają wiele zalet w produkcji pęcherzyków zewnątrzkomórkowych, takich jak prosty proces hodowli, kontrolowana, tania, szybki wzrost, wysoka wydajność pęcherzyków i łatwość inżynierii genetycznej. W poprzednich 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 sprzyja długotrwałemu, ciągłemu uwalnianiu leku.

Ponadto oczekuje się, że pęcherzyki zewnątrzkomórkowe z mikroalg będą mogły zawierać różnorodne leki, co poprawi stabilność cząsteczek, spowolni uwalnianie, adaptowalność doustną itp., rozwiązując istniejące problemy z podawaniem leków. Dlatego rozwój pęcherzyków zewnątrzkomórkowych z mikroalg ma duże szanse na transformację kliniczną i industrializację.