Exosome, nanometer-große Vesikel, die von Zellen sekretiert werden, wecken zunehmendes Interesse im Bereich der biomedizinischen Forschung aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften, insbesondere Biokompatibilität, die Fähigkeit, Inhalte zu laden, und das Eindringen in tiefes Gewebe. Ein Überblick über ihr Potenzial, was sie sind und wo und wann sie eingesetzt werden sollten (*).
Unverzichtbar für die interzelluläre Kommunikation sind Exosome eine nanometrische Untergruppe (30-200nm) von extrazellulären Vesikeln, die von Zellen freigesetzt werden (Abbildung 1) im Rahmen ihrer normalen Physiologie oder bei bestimmten Pathologien. Sie dienen als natürliche Signalmoleküle in der interzellulären Kommunikation und enthalten Aminosäuren, Lipide, Wachstumsfaktoren, Peptide, Mineralien, Vitamine, was ihnen ein bemerkenswertes therapeutisches Potenzial verleiht, insbesondere für Chemotherapie, Gentherapie und photothermische Therapie.
Abbildung 1: Klassifikation der extrazellulären Vesikel, Biogenese und Struktur der Exosome (1).
Mehrere Quellen von Exosomen sind heute verfügbar: menschlich, tierisch oder pflanzlich, natürlich oder ingenieurtechnisch mit Zellen aus Makrophagen, dendritischen Zellen, Tumorzellen, Thrombozyten, mesenchymalen oder neuronalen Stammzellen… (Abbildung 2)(2). Wenn Exosome die Miniaturversion der Zellen sind, aus denen sie stammen, kann ihr Inhalt jedoch verändert werden, aber sie können sich nicht replizieren, da sie keinen Kern enthalten. Sie sind jedoch stabil in biologischen Flüssigkeiten mit hoher Biokompatibilität, haben eine lange Halbwertszeit und schützen ihren Inhalt vor jeglichem Abbau (3). Gut verträglich und mit einer sehr geringen Immunogenität können sie immunmodulatorische, entzündungshemmende, antioxidative, anti-apoptotische, angiogene und gewebeheilende Eigenschaften haben, was ihr Interesse unterstreicht (3). Es ist daher nicht verwunderlich, dass Exosome aus mesenchymalen Stammzellen erfolgreich bei vielen altersbedingten oder entzündlichen Erkrankungen getestet wurden: Covid-19, ARDS, COPD, bronchopulmonale Dysplasie, Alzheimer- oder Parkinson-Krankheit, refraktäre Epilepsie, Morbus Crohn, Colitis ulcerosa… (4), oder in der Dermatologie bei Psoriasis, atopischer Dermatitis oder Hautverjüngung (5). Dieser Nutzen scheint mit den angiogenen Fähigkeiten der Exosome, der Förderung der Kollagensynthese und der Regulierung der Entzündung verbunden zu sein. Mehrere Verabreichungswege wurden in der dermatologischen Anti-Aging-Behandlung getestet, berichtet Beatrice Devos: durch Mikronadeln, in subdermalen Injektionen, durch fraktionierte CO2-Laser oder durch Injektion in die Wunde, um Narben zu minimieren. Unabhängig von den Vorteilen dieser Behandlungen und obwohl es sich um eine sicherere und weniger vielseitige Technik als die Behandlung mit Stammzellen handelt, muss man wissen, dass die Behandlung mit menschlichen Exosomen in der Europäischen Union nicht erlaubt ist, was unter bestimmten Bedingungen in den Vereinigten Staaten möglich ist.
Abbildung 2: a) Produktion und Reinigung von Exosomen; b) Gehalt der natürlichen Exosome; c) Modifikation der Exosome (2).
(BM Knochenmark, DC dendritische Zelle, IAC Immunaffinitätschromatographie, iPSC induzierte pluripotente Stammzelle, MHC Hauptgewebekompatibilitätskomplex, miRNA Mikro-RNA, MSC mesenchymale Stammzelle, MVB multivesikulärer Körper, NSC neuronale Stammzelle, SEC Größenausschlusschromatographie, UC Nabelschnur)
(*) Nach einem Vortrag von Dr. Beatrice Devos (Antwerpen) auf dem letzten Kongress der Belgischen Gesellschaft für Ästhetische Medizin
