As vesículas extracelulares são nanovesículas endógenas secretadas pelas células, com diâmetro de 30 a 200 nm, envoltas por uma bicamada lipídica e que transportam ácidos nucleicos, proteínas, lipídios e metabólitos. As vesículas extracelulares são a principal ferramenta para a comunicação intercelular e participam da troca de substâncias entre as células. Elas podem ser secretadas por diversas células em condições normais e patológicas, derivando principalmente da formação de partículas lisossômicas multivesiculares no interior das células. Após a fusão da membrana extracelular com a membrana externa das células multivesiculares, as vesículas são liberadas na matriz extracelular. Devido à sua baixa imunogenicidade, ausência de efeitos colaterais tóxicos, forte capacidade de direcionamento e habilidade de atravessar a barreira hematoencefálica, as vesículas extracelulares são consideradas potenciais carreadoras de fármacos. Em 2013, o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina foi concedido a três cientistas envolvidos no estudo de vesículas extracelulares. Desde então, houve uma onda de pesquisas, aplicações e comercialização de vesículas extracelulares tanto na academia quanto na indústria.

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As vesículas extracelulares das células vegetais são ricas em ingredientes ativos únicos, possuem pequeno volume e podem penetrar nos tecidos. A maioria delas pode ser ingerida e absorvida diretamente pelo intestino. Por exemplo, as vesículas de ginseng são benéficas para a diferenciação de células-tronco em células nervosas, enquanto as vesículas de gengibre podem regular a microbiota intestinal e aliviar a colite. As microalgas são as plantas unicelulares mais antigas da Terra. Existem quase 300.000 espécies de microalgas, amplamente distribuídas em oceanos, lagos, rios, desertos, planaltos, geleiras e outros locais, com características regionais únicas. Ao longo da evolução dos 3 bilhões de anos da Terra, as microalgas sempre foram capazes de prosperar como células únicas, o que está intimamente relacionado às suas extraordinárias capacidades de crescimento e autorregeneração.

As vesículas extracelulares de microalgas são um novo material bioativo com alta segurança e estabilidade. As microalgas apresentam vantagens como processo de cultivo simples e controlável, baixo custo, crescimento rápido, alto rendimento de vesículas e facilidade de manipulação na produção de vesículas extracelulares. Estudos anteriores demonstraram que as vesículas extracelulares de microalgas são facilmente internalizadas pelas células. Em modelos animais, observou-se que elas são absorvidas diretamente pelo intestino e se acumulam em tecidos específicos. Após entrarem no citoplasma, podem permanecer por vários dias, o que é benéfico para a liberação sustentada de fármacos a longo prazo.

Além disso, as vesículas extracelulares de microalgas têm o potencial de carregar múltiplos fármacos, melhorar a estabilidade molecular, promover a liberação sustentada, a adaptabilidade oral e superar as barreiras existentes na administração de medicamentos. Portanto, o desenvolvimento de vesículas extracelulares de microalgas apresenta alta viabilidade para aplicação clínica e industrialização.