Dzięki współpracy naukowców z dwóch niemieckich ośrodków powstały syntetyczne egzosomy. Mają one naśladować naturalne struktury biologiczne, które uczestniczą w procesach regeneracji tkanek i tworzenia nowych naczyń krwionośnych. Badania potwierdziły ich skuteczność terapeutyczną.
Naukowcy z Max Planck Institute for Medical Research w Heidelbergu oraz DWI Leibniz Institute for Interactive Materials w Aachen opracowali syntetyczne struktury, które mają naśladować właściwości pęcherzyków zewnątrzkomórkowych, czyli struktur odpowiedzialnych za komunikację międzykomórkową. Dzięki badaniom nad syntetycznymi egzosomami naukowcy odkryli kluczowe mechanizmy związane z gojeniem ran i tworzeniem naczyń krwionośnych, w jakich biorą udział te struktury w naturalnych warunkach.
Przekazywanie informacji między komórkami
Pęcherzyki zewnątrzkomórkowe (ang. extracellular vesicles, EVs) to struktury, które zawierają zróżnicowane biomolekuły, a na ich powierzchni znajdują się swoiste markery. Pęcherzyki zewnątrzkomórkowe przyczepiają się do komórek lub zostają przez nie wchłonięte, w wyniku czego uwalniają biomolekuły. W ten sposób przekazują informacje pomiędzy komórkami, co pozwala na koordynację różnorodnych procesów w organizmie, w tym również gojenia ran. Jednym z rodzajów pęcherzyków zewnątrzkomórkowych są egzosomy – najmniejsze struktury o średnicy ok. 30-150 nm.
W celu lepszego zrozumienia mechanizmów działania tych struktur niemieccy naukowcy zaprojektowali w pełni syntetyczne pęcherzyki zewnątrzkomórkowe, które precyzyjnie naśladują formę i funkcję ich naturalnych odpowiedników. Badania nad działaniem syntetycznych struktur pozwoliły wyodrębnić ich kluczowe składniki, które odpowiadają za pozytywny efekt terapeutyczny.
Jak mówi dr Oskar Staufer, jeden z głównych autorów projektu i badacz na wydziale Biofizyki Komórkowej w Max Planck Institute for Medical Research, odkrycia te mogą mieć duże znaczenie dla praktyki klinicznej:
– Egzosomy od ponad 20 lat budzą duże nadzieje w medycynie regeneracyjnej. Dzięki nowej technologii jesteśmy w stanie produkować egzosomy o wysokiej czystości. Pozwoli to wykorzystać mechanizmy komunikacji, w których uczestniczą pęcherzyki pozakomórkowe, do celów terapeutycznych. Możemy również badać funkcje tych struktur w systematyczny sposób, co przyczyni się do ich lepszego poznania i wykorzystania w medycynie.
Skuteczność syntetycznych egzosomów w leczeniu ran
Naukowcy przetestowali skuteczność syntetycznych struktur w leczeniu ran w warunkach in vitro. W tym celu wykorzystali próbki ludzkiej skóry. Na sztucznie wytworzone rany zaaplikowano syntetyczne egzosomy. Wyniki badań opublikowane w czasopiśmie naukowym „Science Advances” wykazały, że terapia przyspieszyła proces gojenia i stymulowała tworzenie nowych naczyń krwionośnych.
Autorzy projektu przewidują, że w przyszłości możliwe będzie opracowywanie pęcherzyków zewnątrzkomórkowych o precyzyjnie zaprojektowanych właściwościach, co pozwoli na stosowanie ich w praktyce klinicznej na szeroką skalę – nie tylko w leczeniu ran, ale również w onkologii, leczeniu chorób układu immunologicznego oraz schorzeń neurodegeneracyjnych.
Źródło: eurekalert.org
Przeczytaj także: Terapia komórkami macierzystymi skuteczna przeciwko zakażeniom MRSA
