Khám phá các túi ngoại bào của vi tảo

Các túi ngoại bào là những túi nano nội sinh được tiết ra từ tế bào, có đường kính từ 30–200 nm, được bao bọc bởi màng lipid kép, mang theo axit nucleic, protein, lipid và các chất chuyển hóa, v.v. Túi ngoại bào là công cụ chính của giao tiếp giữa các tế bào, tham gia vào quá trình trao đổi vật chất giữa các tế bào. Túi ngoại bào có thể được tiết ra bởi nhiều loại tế bào trong điều kiện bình thường và bệnh lý, chủ yếu đến từ các đa túi được hình thành bởi các hạt lysosome nội bào và được giải phóng vào ma trận ngoại bào sau khi màng ngoại bào và màng tế bào của đa túi hợp nhất. Do tính sinh miễn dịch thấp, không có tác dụng phụ độc hại, khả năng nhắm mục tiêu mạnh mẽ, khả năng vượt qua hàng rào máu não và các đặc điểm khác, chúng được coi là chất mang thuốc tiềm năng. Năm 2013, giải Nobel Sinh lý và Y học đã được trao cho ba nhà khoa học liên quan đến nghiên cứu về túi ngoại bào. Kể từ đó, giới học thuật và công nghiệp đã thúc đẩy mạnh mẽ hoạt động nghiên cứu và phát triển, ứng dụng và thương mại hóa các túi ngoại bào.

Các túi ngoại bào từ tế bào thực vật rất giàu các thành phần hoạt tính độc đáo, kích thước nhỏ và có khả năng thâm nhập vào mô. Hầu hết chúng có thể được hấp thụ trực tiếp vào ruột. Ví dụ, túi nhân sâm có lợi cho sự biệt hóa của tế bào gốc thành tế bào thần kinh, và túi gừng có thể điều hòa hệ vi khuẩn đường ruột và làm giảm viêm đại tràng. Vi tảo là những thực vật đơn bào lâu đời nhất trên Trái đất. Có gần 300.000 loại vi tảo phân bố rộng rãi ở đại dương, hồ, sông, sa mạc, cao nguyên, sông băng và các nơi khác, với những đặc điểm vùng miền độc đáo. Trong suốt quá trình tiến hóa 3 tỷ năm của Trái đất, vi tảo luôn có thể phát triển mạnh mẽ dưới dạng tế bào đơn lẻ trên Trái đất, điều này không thể tách rời khỏi khả năng sinh trưởng và tự phục hồi phi thường của chúng.

Các túi ngoại bào từ vi tảo là những vật liệu hoạt tính sinh học mới với độ an toàn và ổn định cao hơn. Vi tảo có nhiều ưu điểm trong sản xuất túi ngoại bào, chẳng hạn như quy trình nuôi cấy đơn giản, dễ kiểm soát, giá thành rẻ, tốc độ sinh trưởng nhanh, sản lượng túi cao và dễ dàng được điều chỉnh. Trong các nghiên cứu trước đây, các túi ngoại bào từ vi tảo được phát hiện dễ dàng được tế bào hấp thụ. Trong các mô hình động vật, chúng được hấp thụ trực tiếp qua đường ruột và tích tụ ở các mô cụ thể. Sau khi đi vào tế bào chất, chúng có thể tồn tại trong vài ngày, điều này có lợi cho việc giải phóng thuốc kéo dài.

Ngoài ra, các túi ngoại bào từ vi tảo được kỳ vọng có thể chứa nhiều loại thuốc khác nhau, giúp cải thiện độ ổn định của phân tử, giải phóng chậm, khả năng thích ứng với đường uống, v.v., giải quyết các trở ngại hiện có trong việc sử dụng thuốc. Do đó, việc phát triển các túi ngoại bào từ vi tảo có tính khả thi cao trong chuyển đổi lâm sàng và công nghiệp hóa.