Экзосомы: новые возможности в регенеративной дерматологии и косметологии

Наверняка вы уже что-то слышали об экзосомах, так как сегодня на рынке появляется все больше препаратов на их основе. В данном обзоре вы узнаете об уникальных свойствах экзосом и возможностях их применения.

ЗУЛИЯ МАИЗЕТОВА, врач регенеративной медицины, спикер AMWC Монако с 2008 года, Россия

Экзосомы человека (рис. 1) широко изучались в последние несколько десятилетий, что позволило сделать новые научные открытия и выявить решающую роль экзосом в регуляции клеточных процессов. Кроме того, были доказаны уникальные терапевтические свойства экзосом, нашедшие успешное применение в клинической практике. В дерматологии и косметологии экзосомы считаются перспективным средством для регенерации и ускорения реабилитации кожи.

РИС. 1. ЭКЗОСОМЫ. ИСТОЧНИК: GENETIC BIOENGINEERING AND BIOTECHNOLOGY NEWS.

ЧТО ТАКОЕ ЭКЗОСОМЫ?

Экзосомы являются медиаторами клеточной коммуникации и присутствуют во всех клетках и биологических жидкостях организма. Они представляют собой билипидные нановезикулы размером 50–150 нанометров, образующиеся внутри клетки путем слияния интралюминальных пузырьков мультивезикулярных телец (MVB) с клеточной мембраной. Далее они высвобождаются во внеклеточное пространство и направляются к клеткам-реципиентам. Экзосомы являются переносчиками белков, липидов, ферментов и нуклеиновых кислот, необходимых для взаимодействия с клетками-реципиентами, обеспечивая естественную систему межклеточной коммуникации. Они образуют динамическую сеть, посредством которой органы постоянно взаимодействуют, обеспечивая поддержание динамического гомеостаза. Их можно назвать биологическим карго многофункционального действия. Благодаря сигнальной функции исследование экзосом было определено как «новая эндокринология».

Экзосомы присутствуют во всех клетках и тканевых жидкостях организма. Для медицинских целей их получают из донорских материалов, хранящихся в научных центрах или банках, и затем культивируют в лаборатории. Наиболее доступным источником экзосом являются мезенхимальные стволовые клетки (МСК) жировой ткани и пупочного канатика. С целью получения обогащенной экзосомами среды жидкость подвергается концентрированию и затем высокой очистке путем ультрафильтрации. Для консервации экзосом применяются методы криоконсервации и лиофилизации.

СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ И ЭКЗОСОМЫ

Стволовые клетки — это недифференцированные клетки, способные к пролиферации и дифференциации, они являются предшественниками всех тканей нашего организма. Мезенхимальные стволовые клетки (МСК) — это класс мультипотентных стволовых клеток, обнаруженных в костном мозге, жировой ткани, пупочном канатике, пульпе зуба. Терапия на основе МСК как метод регенеративной медицины предлагает новые возможности для пациентов, страдающих ранее неизлечимыми болезнями. Несмотря на то что она в целом безопасна и хорошо переносится, необходимо учитывать возможные побочные эффекты, такие как иммунные реакции и неэффективность самой терапии. Экзосомы, в свою очередь, не имеют клеточного ядра и не способны к самообновлению и пролиферации, и благодаря своим биологическим свойствам они рассматриваются как бесклеточная альтернатива терапии на основе МСК. При нанесении на кожу экзосомы проникают в дерму, побуждая фибробласты синтезировать коллаген, эластин и другие компоненты внеклеточного матрикса, что способствует структурному восстановлению тканей. Благодаря модуляции иммунных реакций и стимулированию роста новых кровеносных сосудов в дерме улучшается качество кожи и повышается ее сопротивляемость к повреждающим факторам внешней среды. Экзосомы способны замедлять старение клеток, ингибируя синтез фактора старения — β-галактозидазы — и содействуя синтезу никотинамидадениндинуклеотида (НАД+). По эффективности их можно сравнить со стволовыми клетками, но экзосомы обладают многочисленными преимуществами: у них нет клеточной мембраны, и, соответственно, они не имеют комплекса гистосовместимости, неиммуногенны, нетоксичны и неонкогенны, их легко транспортировать и хранить.

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ

Терапия и коррекция признаков старения кожи — одно из самых востребованных направлений в косметологии. Китайские ученые из Столичного медицинского университета в Пекине провели рандомизированное контролируемое исследование, результаты которого были опубликованы в журнале Frontiers in Medicine в мае 2022 года. Целью исследования была оценка эффективности комбинации перфорации кожи с помощью микронидлинга и последующего нанесения экзосом, полученных из МСК пуповины для коррекции возрастных изменений и улучшения качества кожи.

Исследование было направлено на изучение синергетического эффекта микронидлинга в сочетании с экзосомами для коррекции признаков старения кожи. Для объективной оценки изменений кожи до проведения процедур и через две недели после использовались неинвазивные устройства. В исследовании участвовало 30 добровольцев со стареющей кожей лица. На левую и правую стороны лица случайным образом наносили либо физиологический раствор, либо экзосомы. Каждому добровольцу провели пять сеансов с двухнедельными интервалами. Два дерматолога оценивали клиническое улучшение с точки зрения качества и текстуры кожи. Оценка удовлетворенности, основанная на анкете самооценки, регистрировалась через две недели после окончания процедур. Объективную оценку регистрировали перед процедурами и через две недели после них. Исследование завершили 28 добровольцев со средним возрастом 41 год. Оценка качества, текстуры кожи и удовлетворенности результатами выявила статистически лучший эффект в группе с применением экзосом, чем в группе только с использованием физраствора. В течение всего периода исследования не было зареги- стрировано никаких серьезных побочных эффектов. Объективная оценка выявила значительные улучшения тона кожи (снижение индекса меланина, ультрафиолетовых пятен и ко- ричневых пятен) и текстуры кожи (уменьшение морщин и пор и повышение эластичности кожи) у группы, получившей экзосомы. В группе с физраствором не было выявлено явных различий по показателям гидратации кожи, трансэпидермальной потере воды и индексу эритемы. Ученые сделали вывод, что комбинация экзосом с микронидлингом показала антивозрастную эффективность.

ПРИМЕНЕНИЕ В КОСМЕТОЛОГИИ

Хроническое системное воспаление нарушает процесс регенерации всего организма, что в свою очередь проявляется как видимые признаки старения кожи. Экзосомы ингибируют экспрессию воспалительных факторов и восстанавливают способность клеток дермы к регенерации. Аппаратные технологии с использованием различных видов энергии, таких как свет, радиочастоты, ультразвук и лазер, уже доказали свою эффективность в косметологии.

Сочетание аппаратных методов с терапией экзосомами способствует улучшению регенерации кожи и сокращению срока реабилитации. Применение экзосом с микроигольчатой перфорацией дает прекрасные результаты при коррекции признаков старения кожи, лечении рубцов и алопеции. В одном исследовании ученые применили микронидлинг с низкомолекулярными лекарствами и экзосомами МСК для лечения алопеции и доказали, что такая методика повышает эффективность лечения при более низких дозах, способствует репигментации и возобновлению роста волос. Кроме того, трансдермальная доставка с помощью микроигл показала бóльшую эффективность по сравнению с местным применением.

ПРИМЕНЕНИЕ В ДЕРМАТОЛОГИИ

В повседневной практике дерматологи сталкиваются с такими проблемами, как хроническое воспаление и старение кожи, пигментация, рубцовые деформации и выпадение волос. Экзосомы являются перспективным регенеративным и терапевтическим средством, способным одновременно решать множество проблем. Старение кожи характеризуется деградацией матрикса кожи из-за повышенной активности металлопротеиназ (MMP-1) и снижением функции фибробластов, в результате чего снижается синтез коллагена. При трансдермальной доставке экзосом наблюдается увеличение про- коллагена типа 1 и снижение экспрессии MMP-1.

Установлено, что экзосомы из МСК пуповины подавляют дифференцировку и избыточную агрегацию миофибробластов, что приводит к уменьшению фиброза и рубцевания. Таким образом, экзосомы обладают терапевтическим потенциалом не только улучшения заживления ран, но и профилактики образования рубцов. Исследования показали, что экзосомы способствуют деградации меланосом при гиперпигментации кожи и ингибированию меланогенеза за счет снижения экспрессии гена MITF, что, соответственно, значительно ингибирует синтез меланина. Алопеция является распространенной проблемой, и не всегда удается успешно с ней справиться. Результаты исследований показали, что экзосомы ускоряют наступление анагена и способствуют росту волосяных фолликулов. Экзосомы играют центральную роль в морфогенезе и регенерации волос и успешно используются в лечении алопеции. Атопический дерматит является одним из наиболее распространенных иммуноопосредованных заболеваний кожи. Экзосомы обладают способностью восстанавливать защитный барьер кожи путем активации генов, ответственных за метаболизм липидов и стимуляцию синтеза керамидов. Базируясь на результатах исследований, основанную на использовании экзосом терапию можно рассматривать как возможный метод лечения атопического дерматита.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Применение экзосом в косметологии и дерматологии является весьма перспективным направлением. По мере того как научные исследования продолжат раскрывать потенциал экзосом, мы будем узнавать о разрабатывающихся с учетом их уникальных свойств новых препаратах. Использование экзосом в сочетании с традиционными косметическими методами приведет к более эффективному воздействию на кожу и лучшим результатам. С развитием биотехнологий экзосомы будут модифицированы, чтобы обеспечить адресную доставку активных ингредиентов. Экзосомы обладают уникальным потенциалом для создания инновационных препаратов, которые могут произвести настоящую революцию в косметологии и регенеративной дерматологии.