Відкриття позаклітинних везикул мікроводоростей

Позаклітинні везикули – це ендогенні нанорозмірні везикули, що секретуються клітинами, діаметром від 30 до 200 нм, оповиті ліпідною двошаровою мембраною, які переносять нуклеїнові кислоти, білки, ліпіди та метаболіти тощо. Позаклітинні везикули є основними інструментами міжклітинної комунікації, які беруть участь в обміні речовинами між клітинами. Позаклітинні везикули можуть секретуватися різними клітинами за нормальних та патологічних умов, вони переважно походять з полівезикул, утворених внутрішньоклітинними лізосомальними частинками, та вивільняються в позаклітинний матрикс після злиття позаклітинної мембрани та клітинної мембрани полівезикул. Завдяки низькій імуногенності, нетоксичним побічним ефектам, сильному таргетному впливу, здатності долати гематоенцефалічний бар'єр та іншим характеристикам, їх розглядають як потенційний носій ліків. У 2013 році Нобелівську премію з фізіології та медицини було присуджено трьом вченим, які стосуються вивчення зовнішніх везикул. Відтоді академічні та промислові кола спричинили сплеск досліджень, розробок, застосування та комерціалізації позаклітинних везикул.

Позаклітинні везикули з рослинних клітин багаті на унікальні активні компоненти, невеликі за розміром і здатні проникати в тканини. Більшість з них можна всмоктувати безпосередньо в кишечник. Наприклад, везикули женьшеню сприяють диференціації стовбурових клітин у нервові клітини, а везикули імбиру можуть регулювати кишкову флору та полегшувати коліт. Мікроводорості є найстарішими одноклітинними рослинами на Землі. Існує майже 300 000 видів мікроводоростей, широко поширених в океанах, озерах, річках, пустелях, на плато, в льодовиках та інших місцях, з унікальними регіональними характеристиками. Протягом еволюції 3-мільярдної Землі мікроводорості завжди могли процвітати як окремі клітини на Землі, що невіддільне від їхнього надзвичайного росту та здатності до самовідновлення.

Мікроводорості позаклітинні везикули – це нові біомедичні активні матеріали з підвищеною безпекою та стабільністю. Мікроводорості мають численні переваги у виробництві позаклітинних везикул, такі як простий процес культивування, контрольованість, дешевизна, швидкий ріст, висока продуктивність везикул та легкість штучного інженірування. У попередніх дослідженнях було виявлено, що позаклітинні везикули мікроводоростей легко інтерналізуються клітинами. У тваринних моделях було виявлено, що вони безпосередньо абсорбуються через кишечник та збагачуються певними тканинами. Після потрапляння в цитоплазму вони можуть зберігатися протягом кількох днів, що сприяє тривалому вивільненню ліків.

Крім того, очікується, що позаклітинні везикули мікроводоростей завантажуватимуть різноманітні лікарські засоби, що покращує стабільність молекул, уповільнює вивільнення, адаптивність при пероральному застосуванні тощо, вирішуючи існуючі перешкоди у введенні ліків. Таким чином, розробка позаклітинних везикул мікроводоростей має високу доцільність у клінічній трансформації та індустріалізації.