На кафедре экспериментальной медицины CIRM под руководством проф. Юрия Захарова с 2006 года используются разные виды стволовых клеток для терапии сахарного диабета 1 типа. Но, появляются новые подходы к терапии с использованием как внеклеточных экзосом, так и экзосом-подобных клеток, что повышает уровень безопасности терапии для детей и подростков. принципиально новые подходы используют экзосомоподобные везикулы выделенные из некоторых лекарственных растений — CIRM имеет опыт применения средств природного происхождения для терапии СД 1 типа с 1995 года.
Since 2006, the Department of Experimental Medicine at CIRM, under the direction of prof. Yuri Zakharov, has been using different types of stem cells to treat type 1 diabetes. However, new approaches to therapy are emerging using both extracellular exosomes and exosome-like cells, which increases the safety level of therapy for children and adolescents. Fundamentally new approaches use exosome-like vesicles isolated from some medicinal plants — CIRM has experience using natural remedies to treat type 1 diabetes since 1995.
Обладая выдающимся терапевтическим потенциалом в регенерации тканей и противовоспалительном эффекте, экзосомы, полученные из мезенхимальных стволовых клеток (MSC-EXO), в последнее время стали выдающимся терапевтическим средством. экзосомы могут эффективно модулировать клеточную функцию клеток-реципиентов и играют важную роль в межклеточной коммуникации в различных физиологических процессах, включая развитие и патогенез. Кроме того, экзосомы содержат генетический пул исходных клеток, они вносят решающий вклад в поддержание гомеостаза тканей, тонизируя соседние клетки, чтобы они были похожи на другие. Экзосомы из стволовых клеток стали потенциальным кандидатом для терапии живыми стволовыми клетками из-за их преимуществ, поскольку неживые материалы обладают низкой иммуногенностью, высокой стабильностью и длительным сроком хранения. низкий выход продукции MSC-EXO является существенной проблемой в ограниченном выходе продукции экзосом из-за конечного числа делений клеток и низкой скорости биогенеза экзосом стволовых клеток. Хотя было проведено много испытаний по улучшению выхода продукции экзосом, это оставалось загадкой, поскольку корректировка стволовых клеток или условий их культивирования может неожиданно повлиять на компоненты и функции экзосом.
Клеточный пассаж стволовых клеток может влиять на дифференцирующий потенциал экзосом. По мере увеличения пассажа стволовых клеток биогенез экзосом и их пролиферативный потенциал снижаются. Недостаточный биологический период полураспада (<6 ч) часто указывается как слабость, сдерживающая терапевтический потенциал экзосом. Благодаря своим внутренним свойствам экзосомы могут эффективно интернализоваться в клетки, и после системного введения экзосомы имеют тенденцию накапливаться в печени, селезенке и почках, а не достигать своих целевых участков. Внеклеточные везикулы или экзосомоподобные нановезикулы из различных биологических источников были предложены в качестве альтернативы MSC-EXO, устраняющей недостатки.
Растения являются наиболее известными источниками питательных веществ для человека, и различные виды растений уже давно безопасно употребляются в пищу. Благодаря своей высокой доступности растения широко используются в качестве источника биологически активных соединений, и было проведено множество испытаний для оценки их потенциала в качестве терапевтических средств. В частности, фитохимические вещества, уникальный тип соединений, присутствующих в растениях, были идентифицированы как основные молекулы, посредством которых растения оказывают свое терапевтическое действие.
в 2009 году Регенте и др. (2009) сообщили о наличии экзосомоподобных наночастиц в семенах подсолнечника, что предполагает возможность использования экзосом растительного происхождения в качестве нового терапевтического материала, который сочетает свойства экзосом с преимуществами растений. Обычно экзосомы растительного происхождения можно выделить из культуральной среды каллуса, недифференцированной тотипотентной клетки, которая может повторно дифференцироваться в исходные растения. Подобно MSC-EXO, мультипотентное свойство каллуса обеспечивает множество биоактивных компонентов экзосом растительного происхождения, а уникальные фитохимические вещества в каждом растении обладают незаменимыми свойствами противовоспалительной и антиоксидантной терапии. Кроме того, биоактивные ингредиенты экзосом растительного происхождения можно регулировать, контролируя условия культивирования, такие как применение клеточных стрессов или вторичных метаболитов. подобно экзосомам растительного происхождения, нановезикулы растительного происхождения, подобные экзосомам (PELN), содержат природные биоактивные компоненты, такие как липиды, нуклеиновые кислоты, белки и небольшие вторичные метаболиты из их отдельных растений, которые обладают противовоспалительной, антиоксидантной и противораковой активностью.
Экзосомоподобные нановезикулы, полученные из имбиря (GELN), являются одними из самых известных PELN в качестве потенциального иммуномодулятора, поскольку превосходный противовоспалительный эффект имбиря, характерный для 6-гингерола и 6-шогаола ( Zhang et al., 2016; Mehrotra et al., 2024 ).
Экзосомоподобные нановезикулы, полученные из женьшеня (GDNP), считаются одними из самых известных PELN, обеспечивающими превосходные антиоксидантные и противовоспалительные возможности. Женьшень содержит множество биоактивных ингредиентов, таких как полифенолы и кислые полисахариды, которые обладают противовоспалительным потенциалом женьшеня. В частности, гинзенозиды, уникальная группа фитохимических веществ женьшеня, были выделены в качестве потенциальных терапевтических кандидатов из-за их антиоксидантной, противораковой и антивозрастной активности.
Экзосомоподобные нановезикулы, полученные из цитрусовых лимонов (LDEV), содержат различные биоактивные микроэлементы цитрусового происхождения, и они могут эффективно доставлять свои грузы внутриклеточно. Согласно исследованию, опубликованному Baldini et al. (2018), LDEV содержат обнаруживаемые количества лимонной кислоты и витамина C и вызывают антиоксидантный ответ в клетках человека, доставляя свои антиоксиданты.
Терапевтические эффекты LDEV могут быть связаны с обильным содержанием флавоноидов (например, эриоцитрина, кверцетина, нарингина и лимонина). https://www.frontiersin.org/journals/bioengineering-and-biotechnology/articles/10.3389/fbioe.2024.1478517/full
