Dermale monolag fibroblaster blev dyrket til sfæroider, derefter blev exosomer opsamlet og leveret af en nålefri injektor til behandling af hudens aldring. Kredit:North Carolina State University
I fremtiden, du kunne være din helt egen ungdomskilde – eller i det mindste dit eget hudreparationsreservoir. I en proof-of-concept undersøgelse, forskere fra North Carolina State University har vist, at exosomer høstet fra menneskelige hudceller er mere effektive til at reparere solbeskadigede hudceller hos mus end populære retinol- eller stamcellebaserede behandlinger, der i øjeblikket er i brug. Derudover de nanometerstore exosomer kan leveres til målcellerne via nålefrie injektioner.
Exosomer er små sække (30-150 nanometer på tværs), der udskilles og optages af celler. De kan overføre DNA, RNA eller proteiner fra celle til celle, påvirker modtagercellens funktion. Inden for regenerativ medicin, exosomer bliver testet som bærere af stamcelle-baserede behandlinger for sygdomme lige fra hjertesygdomme til luftvejslidelser.
"Tænk på et exosom som en konvolut med instruktioner indeni - som at en celle sender et brev til en anden celle og fortæller den, hvad den skal gøre, " siger Ke Cheng, professor i molekylær biomedicinsk videnskab ved NC State, professor i NC State/UNC-Chapel Hill Joint Department of Biomedical Engineering og tilsvarende forfatter til et papir, der beskriver arbejdet. "I dette tilfælde, kuverten indeholder mikroRNA, ikke-kodende RNA, der instruerer modtagercellen til at producere mere kollagen."
For at teste, om exosomer kunne være effektive til hudreparation, Cheng og hans team dyrkede først og høstede exosomer fra hudceller. De brugte kommercielt tilgængelige humane dermale fibroblastceller, udvide dem i en suspensionskultur, der gjorde det muligt for cellerne at klæbe til hinanden, danner sfæroider. Sfæroiderne udskilte derefter exosomer i medierne.
"Disse 3-D strukturer genererer mere procollagen - mere potente exosomer - end du får med 2-D celleudvidelse, " siger Cheng.
Hud fra mus behandlet med exosomer (højre) havde mindre rynker efter UV-eksponering end ubehandlede mus (venstre). Målestok, 100 μm. Kredit:Tilpasset fra ACS Nano 2019, DOI:10.1021/acsnano.9b0438
I en fotograferet, nøgen mus model, Cheng testede de 3-D sfæroid-dyrkede exosomer mod tre andre behandlinger:retinoid creme; 2-D-dyrkede exosomer; og knoglemarvs-afledte mesenkymale stamceller (MSC'er) exosomer, en populær stamcelle-baseret anti-aging behandling, der er i brug. Holdet sammenlignede forbedringer i hudtykkelse og kollagenproduktion efter behandling. De fandt, at hudtykkelsen hos 3-D exosombehandlede mus var 20 % bedre end hos de ubehandlede og 5 % bedre end hos de MSC-behandlede mus. Derudover de fandt 30 % mere kollagenproduktion i hud behandlet med 3-D exosomer end i MSC-behandlet hud, hvilket var den næstmest effektive behandling.
"Jeg tror, at denne undersøgelse viser potentialet for, at 3-D exosomer kan bruges i anti-aging hudbehandlinger, " siger Cheng. "Der er to store fordele ved exosombehandlinger i forhold til konventionelle behandlinger:en, du kan bruge donorhudceller fra enhver til at dyrke og høste disse exosomer – de er ikke celler, så du ikke risikerer at blive afvist. Og to, behandlingen kan administreres uden nåle - exosomer er små nok til at kunne trænge ind i huden via tryk, eller jet-injektionsmetoder.
"Vores håb er, at folk i sidste ende kan være i stand til at 'banke' hudprøver og vende tilbage til dem, eller bruge donor exosombehandlinger, som de selv kan administrere. Vi mener, at dette arbejde er et vigtigt skridt i retning af at forstærke fremtidige humane kliniske forsøg i forebyggelse og behandling af kutan aldring."