Zarówno rynek medycyny regeneracyjnej jak i leczniczej cały czas poszukuje nowych, rewolucyjnych składników.
Takim objawieniem właśnie wydają się być egzosomy – pęcherzyki pozakomórkowe o średnicy od 30-200 nm.
Jaka jest rola egzosomów?
Odgrywają one kluczową rolę w wymianie informacji między otaczającymi komórkami a komórką macierzystą. Jest to proces niezbędny do utrzymania funkcji komórkowych i homeostazy tkanek u wszystkich organizmów wielokomórkowych. Bez egzosomów ta komunikacja byłaby niemożliwa.
Badania prowadzone w ostatnich latach wykazały, że egzosomy odgrywają również bardzo ważną rolę w proliferacji komórek, zwiększaniu odporności, regeneracji tkanek i wielu innych.
Egzosomy odkryto już w latach 60. XX wieku, ale nazwy po raz pierwszy użyto w 1987 roku. Wraz z rozwojem technologii można było odkrywać dokładniej ich potencjał. Egzosomy wydzielane są przez wszystkie komórki ludzkie, roślinne i zwierzęce, ponieważ służą do komunikacji międzykomórkowej i tym samym sygnalizacji wielu procesów komórkowych. Na terenie Unii Europejskiej zakazane jest stosowanie produktów pochodzenia ludzkiego i zwierzęcego, jako składników kosmetyków, dlatego doskonałym rozwiązaniem jest pozyskiwanie tych wyjątkowych cząsteczek z komórek macierzystych roślin (np. Róża damasceńska – działanie regeneracyjne i przeciwzapalne*)
(*Rose-derived stem cell exosomes for recalcitrant to treatment of seborrheic dermatitis with 3 months of follow-up: A case report).
Egzosomy pochodzenia roślinnego, znane również jako nanocząstki roślinne, zaczęły być badane kilka lat temu pod kątem ich potencjalnych zastosowań biomedycznych. Chociaż badania nad egzosomami roślinnymi są stosunkowo nowe w porównaniu do badań nad egzosomami pochodzenia ludzkiego, istnieje już kilka badań naukowych sugerujących, że mogą one posiadać interesujące właściwości terapeutyczne. Obszary zainteresowań badawczych i potencjalne zastosowania egzosomów roślinnych obejmują:
1. Dostarczanie leków: Badania wykazały, że nanocząstki roślinne mogą być wykorzystywane jako nośniki do dostarczania leków, szczególnie w kontekście terapii celowanej, dzięki swojej zdolności do przekraczania barier biologicznych i stabilności w środowisku biologicznym.
2. Właściwości przeciwzapalne i antyoksydacyjne: Wstępne badania na modelach zwierzęcych wykazały, że egzosomy pochodzenia roślinnego mogą zmniejszać stany zapalne oraz posiadać właściwości antyoksydacyjne, co czyni je potencjalnymi kandydatami do terapii przewlekłych stanów zapalnych i związanych z nimi chorób.
3. Regeneracja tkanki: Egzosomy roślinne były również badane pod kątem ich zdolności do wspierania regeneracji tkanki, co może być użyteczne w medycynie regeneracyjnej.
Naukowe podstawy tych efektów opierają się na kilku mechanizmach, w tym na:
– Możliwościach załadowania egzosomów roślinnych cząsteczkami leczniczymi.
– Naturalnej obecności bioaktywnych molekuł w egzosomach, takich jak RNA czy białka, które mogą modulować różne ścieżki biologiczne w organizmie.
Jednakże, pomimo obiecujących wyników wstępnych badań, konieczne są dalsze szeroko zakrojone badania kliniczne w celu pełnego zrozumienia efektywności, bezpieczeństwa, i mechanizmów działania egzosomów roślinnych w kontekście terapii medycznych.
Czy mamy obecnie do czynienia z modą na egzosomy?
Rynek medycyny regeneracyjnej zalewa fala różnego rodzaju produktów deklarujących w składzie egzosomy, dlatego przyjrzyjmy się normom i standaryzacji produkcji tego typu preparatów. Czy wszystkie preparaty deklarujące egzosomy rzeczywiście je zawierają?
Standaryzacja a rynek komercyjny.
Produkty zawierające egzosomy podlegają normom i standaryzacji, a stało się to szczególnie ważne w 2019 roku, gdy w USA pojawiło się dziesiątki firm oferujących produkty z egzosomami, których nie było w składzie reklamowanych produktów. Doprowadziło to to fali nadużyć oraz działań niepożądanych przy użyciu produktów niewiadomego pochodzenia i nie posiadających odpowiedniej standaryzacji*
*https://www.fda.gov/vaccines-blood-biologics/safety-availability-biologics/public-safety-notification-exosome-products
Aby upewnić się czy reklamowany produkt ma egzosomy, należy szukać w składzie INCI (Ingrediends) członu ,,EXTRACELLULAR VESICLES”. Jest to zarejestrowana nazwa egzosomów*.
*https://cosmileeurope.eu/pl/inci/
W 2011 roku powstało międzynarodowe stowarzyszenie ISEV (International Society of Extracellular Vesicles), założone przez szwedzkiego naukowca prof. Jana Lötvalla, nazywanego ,,ojcem egzosomów”. Profesor Jan Lötvall jest jednym z pionierów w badaniach nad egzosomami i miał znaczący wkład w rozumienie ich roli w komunikacji międzykomórkowej oraz potencjalnych zastosowaniach klinicznych. Jego praca, szczególnie badanie opublikowane w 2007 roku, było przełomowe w potwierdzeniu, że egzosomy mogą przenosić RNA między komórkami, co otworzyło nowe perspektywy dla badań w dziedzinie komunikacji międzykomórkowej i medycyny molekularnej.
Członkami ISEV są najlepsi naukowcy i badacze na świecie, czuwający nad prawidłowo przeprowadzanymi badaniami i standaryzacją uzyskiwania m.in. egzosomów. Narzuca to sztywne normy (standaryzacja MISEV), które producenci muszą spełnić aby nazwać produkt ,, zawierający egzosomy”. Normy są na tyle restrykcyjne, że obecnie na polskim rynku komercyjnym tylko jedna firma spełnia wszystkie normy standaryzacji ISEV – EXOCOBIO (BENEV). Na forum organizowanym w ramach kongresu IMCAS 2024, to właśnie EXOCOBIO ( produkty ASCEplus, EXOCODE, CELLTWEET) zostało wskazane jako firma posiadająca największą liczbę opublikowanych badań nt. skuteczności swoich produktów, zawierających egzosomy.
Ocena jakości produktów zawierających egzosomy jest skomplikowanym procesem, który wymaga zastosowania różnych metod biochemicznych i biologicznych. Jak skomplikowany jest to proces świadczą wymienione poniżej kluczowe techniki, które są używane do sprawdzenia jakości i charakterystyki egzosomów w produkcie:
1. Nanocząstkowa analiza śledząca (NTA – Nanoparticle Tracking Analysis): Metoda ta pozwala na wizualizację i pomiar rozmiaru cząstek na podstawie ruchów Brown’a. NTA jest szczególnie użyteczna do określenia rozmiaru i koncentracji egzosomów w próbce.
2. Elektronowa mikroskopia (EM): Mikroskopia transmisyjna (TEM) lub skaningowa (SEM) pozwala na bezpośrednią wizualizację morfologii egzosomów. Obrazy uzyskane tą techniką mogą potwierdzić typowe dla egzosomów struktury pęcherzykowe i ich wielkość.
3. Western blot i ELISA: Te metody są używane do potwierdzenia obecności białek specyficznych dla egzosomów, takich jak tetraspaniny (CD9, CD63, CD81). Są one ważne do weryfikacji, czy izolowane pęcherzyki to rzeczywiście egzosomy.
4. Sekwencjonowanie RNA i analiza proteomu: Profilowanie zawartości RNA i białek w egzosomach może dostarczyć informacji o ich potencjalnej funkcji biologicznej oraz o pochodzeniu komórkowym. Te metody są użyteczne do oceny składu molekularnego egzosomów.
5. Analiza czystości: Ocena czystości egzosomów, w tym identyfikacja i kwantyfikacja potencjalnych zanieczyszczeń, jak fragmenty komórek czy inne pęcherzyki, jest kluczowa. Może być przeprowadzona przy użyciu różnych technik, włączając chromatografię czy metody oparte na gęstości.
6. Funkcjonalne testy biologiczne: Aby ocenić funkcjonalność i biologiczną aktywność egzosomów, mogą być przeprowadzone różne testy, takie jak promocja proliferacji komórkowej, indukcja różnicowania komórek, czy badania wpływu na procesy immunologiczne.
7. Certyfikaty i dokumentacja: Ważne jest, aby produkty zawierające egzosomy były dostarczane z odpowiednimi certyfikatami i dokumentacją, które potwierdzają ich jakość i spełnianie określonych standardów, zgodnie z regulacjami narodowymi i międzynarodowymi.
Ostatecznie, wybór odpowiednich metod oceny zależy od specyfiki produktu oraz od wymagań regulacyjnych i badawczych.
Egzosomy pochodzenia zwierzęcego
Aktualnie w Unii Europejskiej (UE) regulacje dotyczące produktów zawierających egzosomy, szczególnie tych pochodzenia zwierzęcego, są dość rygorystyczne i skomplikowane, głównie ze względu na potencjalne ryzyko związane z bezpieczeństwem biologicznym i przekazywaniem chorób. Produkty te są zazwyczaj traktowane jako zaawansowane produkty terapeutyczne lub biologiczne, które muszą spełniać szczegółowe wytyczne i przejść przez rygorystyczne procedury zatwierdzania przed wprowadzeniem na rynek.
Dodatkowo, produkty pochodzenia zwierzęcego, w tym te zawierające egzosomy, muszą spełniać surowe normy dotyczące bezpieczeństwa biologicznego, aby zapobiec ryzyku przeniesienia zakażeń międzygatunkowych, takich jak wirusy czy priony. Poza tym każdy produkt biologiczny pochodzący ze zwierząt musi spełniać etyczne i prawne wymogi dotyczące dobrostanu zwierząt oraz zasad etycznych wykorzystania zwierzęcych komponentów w produktach medycznych.
Na dzień dzisiejszy, brak jest informacji o szeroko dostępnych produktach zawierających egzosomy pochodzenia zwierzęcego, które byłyby dopuszczone do obrotu w UE bez spełnienia wyżej wymienionych warunków. Każdy taki produkt wymagałby indywidualnej oceny i zatwierdzenia przez odpowiednie organy regulacyjne.
Czy każda nanocząsteczka to egzosom?
Monitorując ostatni rok branży estetycznej w Polsce można odnieść wrażenie, że każdy nowy produkt do mezoterapii mikroigłowej nazywany jest już egzosomami, niezależnie od substancji czynnej, która jest w produkcie. To bardzo niepokojący trend, który prowadzi do nadużyć poprzez przypisywanie produktom właściwości substancji, których nie posiadają – w tym wypadku – egzosomów*
* Zgodnie z art. 20 ROZPORZĄDZENIA NR 1223/2009 z dnia 30 listopada 2009 r. dotyczącego produktów kosmetycznych podczas udostępniania na rynku i reklamowania produktów kosmetycznych, tekst, nazwy, znaki towarowe, obrazy lub inne znaki nie mogą być używane tak, aby przypisywać tym produktom cechy lub funkcje, których nie posiadają.
Poniżej prezentujemy kilka przykładów nanocząsteczek, które mimo przekazu marketingowego nie są egzosomami:
- Ekstrakty np. owocowe (fruit extracts).
To rodzaj nanocząsteczki, który pozyskuje się w prostej procedurze mieszania owocu lub rośliny z dowolnego rodzaju rozpuszczalnikiem (często alkoholem) w celu uzyskania soku z owocu lub rośliny. Zawierają one witaminy, białka i działają antyoksydacyjnie, są zazwyczaj podstawowym składnikiem 95% kosmetyków. Można je pozyskać w warunkach domowych za pomocą np. miksera.
- Egzosomy autologiczne, pochodzące z krwi lub osocza.
Proces ten zazwyczaj wymaga pobrania próbki krwi od pacjenta, co jest standardową procedurą ambulatoryjną, podobnie jak przy typowych badaniach krwi. Ale po pobraniu krwi, próbka to jest przetwarzana w celu izolacji egzosomów, co może odbywać się jedynie za pomocą skomplikowanych i czasochłonnych oraz wymagających specjalistycznego sprzętu metod laboratoryjnych, takich jak wielogodzinne ultrawirowanie (prędkości 120 000 obrotów) a, filtracja, chromatografia czy metody immunoafinityczne.
I chociaż początkowy etap, czyli pobranie krwi, jest prosty i może być przeprowadzony w ambulatorium lub klinice, to same techniki izolacji są złożone i czasochłonne, Dalsze przetwarzanie próbki często wymaga specjalistycznych narzędzi i umiejętności, dlatego jest realizowane w laboratoriach wyposażonych w odpowiedni specjalistyczny sprzęt. Nie ma możliwości przygotowania preparatu zawierającego standaryzowane egzosomy ad hoc w gabiniecie medycznym po pobraniu krwi. Dostępnych jest wiele badań na temat prób pozyskiwania egzosomów autologicznych i wszystkie one jasno wskazują, że procedura ta na chwile obecną jest niemożliwa do przeprowadzenia w warunkach ambulatoryjnych. Na chwilę obecną nierozstrzygnięte są następujące kwestie:
- Procedura separacyjna – obecnie dla uzyskania egzosomów z krwi potrzebny jest szereg ultra wirowań ( 120 000 g), a zasadniczym problemem jest odseparowanie egzosomów od lipoprotein (vide publikacja poniżej)*
- Ponieważ krew posiada głównie egzosomy z erytrocytów, nie ma badań potwierdzających ich zastosowania kliniczne.
- Bezpieczeństwo terapii – jeśli dawca byłby chory, to istnieje duże prawdopodobieństwo zaostrzenia choroby poprzez podanie cząsteczek zawierających np. mRNA uaktywniające patologiczne szlaki sygnalizacyjne
- Egzosomy syntetyczne
Są w fazie badań. Prawdopodobnie będą używane głównie w immuno-onkologii. Obecnie np. firma Exocobio jest na etapie badań i pozyskiwania grantów w zakresie opracowywania szczepionek na bazie egzosomów syntetycznych.
autorka tekstu:
Dr n. med. Lidia Majewska
Jest certyfikowanym lekarzem medycyny estetycznej, ekspertem estetyki twarzy. Posiada wieloletnie doświadczenie w praktyce zabiegowej oraz tworzeniu kompleksowych terapii estetycznych. Ukończyła Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego, a także Podyplomową Szkołę Medycyny Estetycznej Polskiego Towarzystwa Lekarskiego oraz studia podyplomowe z zakresu medycyny estetycznej w Krakowskiej Wyższej Szkole Promocji Zdrowia. Jeste członkiem Polskiego Towarzystwa Medycyny Estetycznej i Anti-Aging.
