Открытие внеклеточных везикул микроводорослей

Внеклеточные везикулы — это эндогенные наноразмерные везикулы, секретируемые клетками, диаметром от 30 до 200 нм, заключенные в липидный бислой, которые переносят нуклеиновые кислоты, белки, липиды и метаболиты и т. д. Внеклеточные везикулы являются основными средствами межклеточной коммуникации, участвующими в обмене веществ между клетками. Внеклеточные везикулы могут секретироваться различными клетками в нормальных и патологических условиях, в основном это поливезикулы, образующиеся из внутриклеточных лизосомальных частиц и высвобождающиеся во внеклеточный матрикс после слияния внеклеточной и клеточной мембран поливезикул. Благодаря низкой иммуногенности, нетоксичным побочным эффектам, сильной направленности, способности преодолевать гематоэнцефалический барьер и другим характеристикам, они рассматриваются как потенциальные носители лекарственных средств. В 2013 году Нобелевская премия по физиологии и медицине была присуждена трем ученым, занимавшимся изучением внешних везикул. С тех пор академические и промышленные круги дали толчок к активизации исследований и разработок, применению и коммерциализации внеклеточных везикул.

Внеклеточные везикулы растительных клеток богаты уникальными активными компонентами, имеют небольшой размер и способны проникать в ткани. Большинство из них могут быть поглощены и непосредственно всасываться в кишечнике. Например, везикулы женьшеня способствуют дифференциации стволовых клеток в нервные клетки, а везикулы имбиря могут регулировать кишечную флору и облегчать колит. Микроводоросли — древнейшие одноклеточные растения на Земле. Существует около 300 000 видов микроводорослей, широко распространенных в океанах, озерах, реках, пустынях, на плато, ледниках и в других местах, обладающих уникальными региональными характеристиками. В ходе эволюции 3 миллиардов лет назад микроводоросли всегда могли процветать в виде одноклеточных организмов, что неразрывно связано с их необычайным ростом и способностью к самовосстановлению.

Внеклеточные везикулы из микроводорослей представляют собой новые биомедицинские активные материалы с повышенной безопасностью и стабильностью. Микроводоросли обладают множеством преимуществ в производстве внеклеточных везикул, таких как простой процесс культивирования, контролируемость, низкая стоимость, быстрый рост, высокая производительность везикул и легкость модификации. В предыдущих исследованиях было установлено, что внеклеточные везикулы из микроводорослей легко поглощаются клетками. В экспериментах на животных было обнаружено, что они непосредственно абсорбируются через кишечник и накапливаются в определенных тканях. После попадания в цитоплазму они могут сохраняться в течение нескольких дней, что способствует длительному высвобождению лекарственных препаратов.

Кроме того, ожидается, что внеклеточные везикулы из микроводорослей позволят загружать различные лекарственные препараты, улучшая стабильность молекул, обеспечивая медленное высвобождение, адаптацию к пероральному приему и т.д., что позволит преодолеть существующие препятствия в применении лекарственных средств. Таким образом, разработка внеклеточных везикул из микроводорослей имеет высокую перспективу для клинического применения и промышленного производства.