Докладно про екзосоми: звідки, для чого та терапевтичний потенціал

Регенеративна медицина спрямована на покращення регенерації пошкоджених, несправних та відсутніх тканин і органів [1]. Зростає кількість доказів того, що терапія стовбуровими клітинами може бути перспективною в цій галузі на основі потенційного терапевтичного використання стовбурових клітин у пошкоджених органах, таких як міокард після інфаркту серця, інсульту, травми спинного мозку, захворювань сітківки ока та пошкодженої печінки [2-4]. Крім того, терапія на основі стовбурових клітин може бути перспективним способом лікування захворювань, які на сьогодні є незворотними та невиліковними [5]. Зокрема, регенеративна медицина має дві мети: ефективне та безпечне перенесення стовбурових клітин у пошкоджені органи та тканини, що в найближчому майбутньому може замінити трансплантацію всього органу; інша - розробка стратегій для покращення регенеративного потенціалу та функції дорослих стовбурових клітин, що знаходяться в різних органах [6]. За останні десятиліття численні доклінічні дослідження підтвердили терапевтичний потенціал стовбурових клітин. Стовбурові клітини, що включають ембріональні стовбурові клітини (ЕСК), індуковані плюрипотентні стовбурові клітини (ІПСК) та стовбурові клітини дорослого організму, мають відповідні переваги та недоліки. Деякі типи стовбурових клітин оцінюються в клінічних дослідженнях з багатообіцяючими результатами [7]. Такі стовбурові клітини, як мезенхімальні стовбурові клітини (МСК), відносно безпечні, але терапевтичні стратегії, що уникають прямого використання живих стовбурових клітин, швидше за все, забезпечать більш безпечний спосіб запобігти прогресуванню захворювання. Хоча прямі та непрямі механізми, такі як фактори росту та цитокіни, пояснюють терапевтичні ефекти, паракринна секреція, здається, відіграє домінуючу роль. Ключовим компонентом паракринної секреції є позаклітинні везикули (ЕВ), особливо фракція екзосом, яка в основному сприяє дії стовбурових клітин, в яких генетична інформація може горизонтально передаватися між стовбуровими клітинами і клітинами пошкоджених тканин. Виходячи зі здатності мікровезикул (МВ) імітувати властивості стовбурових клітин, можна припустити, що МВ, отримані зі стовбурових клітин, особливо екзосоми, є важливим терапевтичним засобом у регенеративній медицині. У цьому огляді ми підсумовуємо ролі, які відіграють МВ, особливо екзосоми, у кожному типі стовбурових клітин.

Екзосоми - одна з декількох груп ЕК, які включають ектосоми, що секретуються безпосередньо з плазматичних мембран, та апоптичні тільця, що вивільняються з відмираючих клітин.

Екзосоми виникають внаслідок брунькування клітинних мембран всередину з подальшим утворенням багатоклітинних тілець (БТ). Коли МВТ зливаються з плазматичними мембранами, вивільняються екзосоми (рис. 1). Оскільки було виявлено, що вони вивільняються з ретикулоцитів овець, екзосоми колись визначалися як небажані білки, що виділяються з клітин і проявляються у вигляді мембранних везикул [8]. В даний час доведено, що екзосоми секретуються з різних клітин, включаючи В-клітини [9], Т-клітини [10], дендритні клітини [11], тромбоцити [12], клітини Шванна [13], пухлинні клітини [14], кардіоміоцити [15], ендотеліальні клітини [16] та стовбурові клітини [17], серед інших. Крім того, екзосоми містяться у фізіологічних рідинах, таких як сеча [18], плазма [19], церебральна рідина [20] і навіть в органах, таких як тимус [21]. Екзосоми характеризуються діаметром від 30 до 120 нм і щільністю в сахарозі 1,13-1,19 г/мл. Їхні мембрани містять велику кількість холестерину, сфінгомієліну, керамідів та ліпідних рафтів. Крім того, екзосоми збагачені різними нуклеїновими кислотами, включаючи мРНК, мікроРНК (miRNA) та інші некодуючі РНК [22]. Ці РНК можуть бути захоплені сусідніми або віддаленими клітинами, згодом модулюючи клітини-реципієнти; з іншого боку, РНК захищені від деградації після упаковки в екзосоми або мікровезикули, що в цілому призводить до підвищеної уваги до екзосом і РНК, що переносяться ними. На цій підставі в різних екзосомах клітинного походження виявляється дедалі більша кількість мРНК і мікроРНК. Більшість екзосом зберегли набір білків, таких як білки теплового шоку, HSP70 [ 23 ] та HSP90 [ 24 ], деякі члени суперсімейства білків тетраспанінів, особливо CD9, CD63, CD81 та CD82 [ 25 ], білки, пов'язані з мультивезикулами, такі як Alix та TSG-101, а також білки мембранного транспорту та злиття, такі як Rab GTPase та флотилін. Крім того, екзосоми містять унікальні тканинні білки, які можуть відображати їхнє клітинне джерело. Матіванан і Сімпсон [ 26 ] створили ExoCarta, вільно доступну базу даних, в якій перераховані білки і РНК, виявлені в екзосомах. Репрезентативні характеристики екзосом, виділених із МСК за допомогою трансмісійної електронної мікроскопії (ПЕМ) та аналізу відстеження наночастинок (НТА), показано на рисунку 2 [ 27 ]. Говорячи про функцію екзосом (таблиця 1), хоча це ще не з'ясовано, у більшості випадків ми співвідносимо її із засобом міжклітинної комунікації для модуляції клітинних процесів [ 9, 11, 25, 28, 29 ]. Наприклад, екзосоми беруть участь у неінфекційних захворюваннях, таких як рак [ 30 ], та дегенеративних захворюваннях, таких як хвороба Паркінсона та хвороба Альцгеймера [ 31 , 32 ], а також у процесі імунної відповіді [ 33 ] (Малюнок 1).

Стовбурові клітини являють собою різновид клітин з потенціалом самооновлення і мультиплексного диференціювання і можуть диференціюватися в різні види дорослих клітин, таких як ЕСК, ІПСК і соматичні стовбурові клітини [ 34 , 35 ].

Раніше клітинна терапія привертала велику увагу, але зіткнулася з багатьма реальними проблемами, такими як можливість імунного відторгнення та етичні проблеми, хоча плюрипотентні ЕСК вже давно вважаються ідеальним вибором для регенеративної медицини. У результаті можливості обійти проблеми, пов'язані з ЕСК, ІПСК привертають дедалі більшу увагу.

Однак, незважаючи на їхній багатообіцяючий потенціал, існує ще безліч перешкод, які необхідно подолати, перш ніж терапію на основі ІПСК буде впроваджено в клінічну практику [ 36]. Зокрема, терапевтичне застосування ІПСК може бути пов'язане з ризиком утворення тератом і викликати генетичну модифікацію, що може призвести до різних перешкод [ 37 , 38 ].

Відповідно, терміново необхідний кращий тип стовбурових клітин. МСК, тип дорослих стовбурових клітин, що здається безпечним, широко використовувалися в різних клінічних експериментах [ 39 ]. Однією з проблем є обмежена кількість трансплантованих МСК на тваринних моделях, таких як моделі ушкодження нирок [ 40 ], ушкодження легень [ 41 ] та гострого інфаркту міокарда [ 42 ] після введення, а також рідкісне диференціювання на відповідні типи клітин [ 43-45 ].]; крім того, терапевтичний ефект МСК може не корелювати із приживленням, диференціюванням та злиттям клітин під час додавання стовбурових клітин до клітин-мішеней [ 46,47 ].

Ці явища можуть вказувати на те, що МСК надають свої терапевтичні ефекти за рахунок впливу секретованих факторів. Екзосомам, важливій частині активних компонентів факторів, приділяють дедалі більше уваги, і дослідження показали, що екзосоми, отримані зі стовбурових клітин, імітують фенотип батьківських стовбурових клітин, маючи терапевтичний потенціал за різних захворювань [48-51]. Стовбурові клітини, такі як ІПСК, ЕСК, гемопоетичні стовбурові клітини (ГСК), мезенхімальні стовбурові клітини (МСК) і нервові стовбурові клітини (НСК), були здатні секретувати екзосоми [52]., 53 ].

Крім того, обмін між екзосомами та клітинами-мішенями є двонаправленим; з одного боку, пошкоджені клітини секретують екзосоми, які містять клітинно-специфічні мікроРНК, і після інтерналізації в стовбурові клітини стовбурові клітини починають диференціюватися та набувати тканинно-специфічних типів клітин; з іншого боку, MV, що вивільняються зі стовбурових клітин, можуть надавати ушкодженим клітинам фенотипу, подібного до стовбурових клітин, отже, активуючи програми самовідновлення [ 54 ]. У наступній частині обговорюються екзосоми та їхнє потенційне використання в різних типах стовбурових клітин, включаючи ЕСК і дорослі стовбурові клітини.

ЕСК є плюрипотентними, самовідновлювальними клітинами, що походять із внутрішньої клітинної маси бластоцисти, що розвивається [ 55 ]. Було показано, що ESCs є рясним джерелом MV, які містять критичні компоненти, що підтримують самовідновлення і розмноження стовбурових клітин [ 56 , 57 ].

Крім того, вони містять клітинні сигнальні молекули, такі як різні види мРНК, мікроРНК і білки. Ратайчак та ін. [ 57 ] довели, що екзосоми, які секретуються з ЕСК, підвищують виживаність і покращують експансію мишачих гемопоетичних клітин-попередників (HSPC), а також посилюють експресію ранніх плюрипотентних генів за рахунок перенесення мРНК і білків. Юань та ін. [ 58] охарактеризували РНК і білковий вміст MV і показали, що екзосоми можуть бути сконструйовані так, щоб нести екзогенно експресовані мРНК і білки, такі як зелений флуоресцентний білок (GFP). Ба більше, екзосоми можуть змінювати експресію генів шляхом перенесення мікроРНК і GFP, що містяться в МВ, під час стикування і злиття з іншими ЕСК.

Отже, MV, отримані з ESCs, особливо екзосоми, можуть бути корисними терапевтичними інструментами для перенесення мРНК, мікроРНК, білків і siRNA у клітини та важливих медіаторів передачі сигналів у нішах стовбурових клітин. Крім того, MV, що вивільняються з ESCs, можуть індукувати диференціювання і плюрипотентність у клітинах-мішенях Мюллера [ 59 ], тим самим ініціюючи ранній ретиногенний процес диференціювання. Чонг та ін. [ 60] показали, що МВ, отримані з ЕСК, можуть посилювати проліферацію клітин і потенційно сприяти відновленню або процесу загоєння ран тканин. Водночас ми маємо з обережністю ставитися до клінічного використання MV, отриманих з ESCs, що найкраще ілюструється дослідженням Кубікової та ін. [61] , в якому вони провели дослідження з ЕСК. [61 ], в якому вони провели протеомне профілювання MV, отриманих з ESC людини. Це дослідження підтвердило роль МВ у спілкуванні між ЕСК людини.

Що ще більш важливо, вони підкреслили потенційний ризик для клінічного застосування ЕСК людини на підставі свого відкриття про те, що імуногенні мембранні домени та інфекційні частинки також переносяться МВ.

5.1. МСК

МСК повсюдно експресуються не тільки в багатьох тканинах мезодермального походження, таких як кістковий мозок, жирова тканина, м'язи або кістки, а й також у багатьох тканинах, виділених із мозку, печінки, селезінки, нирок, легень, тимуса та підшлункової залози [98]. МСК мають потенціал диференціюватися в опорні клітини строми і секретувати фактори для підтримки строми або інших клітин [ 99 , 100 ]. Прості процедури їхнього розширення in vitroа їхня присутність у багатьох тканинах робить МСК найбільш вивченими дорослими стовбуровими клітинами в регенеративній медицині. Терапевтичний потенціал і безпеку МСК ретельно вивчають, опубліковано численні клінічні дослідження, а ще кілька перебувають у стадії розробки. Ба більше, терапевтичний потенціал МСК може бути зумовлений паракринними факторами, що містяться в МВ. МСК є найбільш плідними продуцентами порівняно з іншими типами клітин, які, як відомо, виробляють екзосоми [ 101 ]. Великі дослідження показали, що МВ, особливо екзосоми, отримані з МСК, можуть відновлювати пошкоджені тканини. Наприклад, на моделях ГІМ було показано, що МСК секретують екзосоми, які чинять кардіопротекторну дію і зберігають серцеву діяльність [ 17, 62]. Більше того, MV, отримані з МСК людини, були терапевтично ефективні на тваринних моделях гострого пошкодження легень, спричиненого ендотоксином [ 63 ]. Екзосоми МСК також продемонстрували захисні ефекти на моделі гострого пошкодження нирок [ 64 ]. Крім того, вони можуть сприяти загоєнню шкірних ран, сприяючи синтезу колагену та ангіогенезу [ 69 ]. Після того, як щури були піддані черепно-мозковій травмі, екзосоми МСК могли сприяти функціональному відновленню та нейроваскулярному ремоделюванню [ 70 ], а при неврологічних захворюваннях, таких як інсульт, екзосоми МСК також показали свій терапевтичний потенціал, як показано в роботі Xin et al. дослідження, в якому системне введення екзосом МСК сприяло функціональному відновленню, ремоделюванню нейритів, нейрогенезу та ангіогенезу на тваринних моделях інсульту [ 71 ].

МСК здатні секретувати імунологічно активні екзосоми [ 72 ] і, таким чином, чинити імуномодулюючу дію на диференціювання, активацію та функцію різних підпопуляцій лімфоцитів [ 73 ], що дає змогу припустити, що екзосоми, отримані з МСК, можна розглядати як спосіб лікування захворювань, пов'язаних із запаленням. Оскільки МСК все частіше використовуються для лікування гострої та хронічної реакції "трансплантат проти хазяїна" (РТПХ) завдяки їхнім імуномодулювальним ефектам, клінічна цінність буде фантастичною, коли ми максимально використаємо терапевтичний потенціал екзосом, отриманих із МСК, якщо екзосоми отримані з МСК.
Іншим перспективним терапевтичним потенціалом МВ, отриманих із МСК, є їхня роль у доставці ліків [ 75 ]. Нещодавнє дослідження показало, що МСК можуть упаковувати та доставляти активні ліки через свої МВ [ 76 ], відкриваючи шлях до використання МСК для розроблення нових ліків із підвищеною ефективністю та здатністю до самонаведення.

Відомо, що міжклітинна комунікація відіграє важливу роль у дії МВ, що походять із МСК, особливо екзосом. МВ можуть модифікувати клітини-мішені за допомогою взаємодії з поверхневими рецепторами і перенесення внутрішніх білків, мРНК і мікроРНК. Надекспресія GATA4 може посилити кардіозахист МСК із використанням безклітинних методів. Ю та ін. [ 102 ] підкреслили важливість МСК, що надекспресують екзосоми, які походять із GATA-4, для захисту серця, а екзосоми вивільняють антиапоптотичні мікроРНК, які регулюють різні сигнальні шляхи виживання клітин. Коли МСК піддавалися ішемічному стану, екзосоми збагачувалися міР-22 і могли переносити цю міРНК до кардіоміоцитів, що в кінцевому підсумку покращувало функцію серця після інфаркту міокарда [103]. Крім того, у моделях інсульту на тваринах саме міР-133b, перенесена до астроцитів та нейронів за допомогою екзосом МСК, сприяла ремоделюванню нейритів та функціональному відновленню [ 104 ]. Інші екзосоми, подібні до цих, отримані з МСК, отриманих із тканин раку шлунка, доставляють miR-221 у клітини HGC-27, сприяючи проліферації та міграції раку шлунка [ 105 ] . Наразі доступні методи для характеристики компонентів МВ, отриманих із МСК. Ейрін та ін. [ 106] охарактеризували вантаж РНК МВ, отриманих із МСК жирової тканини свині, і вказали, що МК вибірково збагачені різними видами РНК. Ці дослідження показали, що МВ передають інформацію про регуляцію генів для модуляції ангіогенезу, адипогенезу та інших клітинних шляхів у клітинах-реципієнтах, що загалом забезпечує теоретичну основу для зміни вмісту екзосом МСК.

Більше того, екзосоми діють як важливий медіатор міжклітинної комунікації і в мікрооточенні пухлини. Екзосоми, отримані з ракових клітин, можуть впливати на диференціювання МСК, при цьому МСК з більшою вірогідністю перетворюються на асоційовані з карциномою фібробласти [ 70, 107, 108 ]. Наприклад, було показано, що екзосоми, отримані з МСК кісток людини, можуть сприяти зростанню пухлини in vivo [ 65 ]. Крім того, МСК людини підтримують проліферацію клітин раку молочної залози та сприяють міграції через екзосоми, що транспортують мікроРНК, білки та метаболіти, які регулюють пухлину, та можуть впливати на сигнальний шлях [ 66, 67]], аналогічно до ролі екзосом, отриманих із МСК кісткового мозку, у прогресуванні множинної мієломи [ 68].
В інших дослідженнях зверталася увага на протипухлинний ефект екзосом МСК. Зокрема, Лі та ін. [ 77 ] продемонстрували, що екзосоми, отримані з МСК, можуть пригнічувати ріст пухлини та пригнічувати ангіогенез шляхом придушення фактора росту ендотелію судин (VEGF), опосередкованого міР-16, що доставляється екзосомами. Модифікуючи вміст екзосом, наприклад надекспресію міР-146, Katakowski et al. [ 78 ] показали, що екзосоми значно інгібують ріст пухлини головного мозку. Одного разу повідомлялося, що кісткові МСК мають потенційну протипухлинну активність, але дія недостатня та слабка [ 109 ]; Ма та ін. [ 79] розробили новий метод об'єднання міР-екзосом [ 79]. [ 79] розробили новий метод об'єднання кісткових МСК з екзосомами пухлинного походження, який, як пізніше було підтверджено, посилює протипухлинну активність МСК. Це дослідження являє собою багатообіцяючий метод протипухлинної активності, який вимагає подальшого вивчення.

5.2. Нейральні стовбурові клітини та нервові клітини-попередники

Нейральні стовбурові клітини (НСК) є недиференційованими клітинами, здатними до самовідновлення, які дають початок усім основним типам клітин центральної нервової системи, включно з нейронами, астроцитами та олігодендроцитами, тоді як нервові клітини-попередники (НПК) мають менший потенціал диференціювання та обмежені у здатності до відновлення [ 110, 111 ]. Завдяки своїм характеристикам НСК/НПК обрані як інструменти для вивчення механізму хворобливих станів центральної нервової системи. Наприклад, аномальне диференціювання NPCs сприяє патофізіології синдрому ламкої Х-хромосоми [ 112 ]. Скоординовані сигнали сприяли виникненню або посиленню нейропатологічного розвитку НСК, але механізм регуляції залишався неясним. Фелісіано та ін. [ 81] вказали, що ембріональні нановезикули CSF, особливо екзосоми, містять білки та мікроРНК, які містять ключові детермінанти шляху інсуліноподібного фактору росту, що регулює проліферацію НСК [ 80, 82]. Лі та ін. [ 113 ] продемонстрували, що МСК сприяють диференціюванню нервових клітин шляхом доставки екзогенних мікроРНК до НПК людини, забезпечуючи теоретичне підґрунтя потенціалу ефективної доставки мікроРНК у мозок. З іншого боку, НСК були здатні секретувати великі кількості екзосом [ 114 ]. Одне дослідження показало, що екзосоми полегшують процес проникнення вірусу в клітини [ 83 ], і цей процес може бути утруднений молекулами антитіл, експресованими на екзосомах [83].84 ].

Ці дані передбачають альтернативний шлях шляху вірусу/екзосоми, який може допомогти розробити методи лікування для зменшення вірусної інфекції. Щоб охарактеризувати екзосоми в НСК людини, Kang et al. [ 85] застосував метод проточного польового фракціонування та нанопотокової рідинної хроматографії-тандемної мас-спектрометрії, ідентифікувавши 103 білки в екзосомах, серед яких діаметр понад 50 нм морфологічно відрізнявся від білків, менших за 50 нм, а вміст білків кожного типу був різним. Важливо відзначити, що результати показали, що екзосоми містили аутоантиген 2 поліміозиту/склеродермії (PM/Scl2), який був специфічний для системного склерозу (склеродермії), що вказує на те, що екзосоми можуть брати участь у запуску аутоімунітету. Ми припускаємо, що екзосоми, отримані з NPC, можуть бути застосовані для лікування численних неврологічних захворювань у найближчому майбутньому.

5.3. ЕРС
Ендотеліальні клітини-попередники (EPC) являють собою стовбурові клітини, здатні диференціюватися в ендотеліальні клітини [ 115 ], які утворюють внутрішню оболонку кровоносної судини. Екзосоми EPCs можуть керувати ангіогенезом, під час якого екзосоми, отримані з EPCs, зв'язуються з інтегринами α4 і β1, експресованими на поверхні MV, сприяючи виживанню, проліферації та організації ендотеліальних клітин як in vitro, так і in vivo [ 86 ].

Більше того, цей процес був тісно пов'язаний із перенесенням мРНК, оскільки попередня обробка МВ РНКазою скасовувала ангіогенну активність. Канталуппі та ін. [ 87] виявили, що екзосоми, які вивільняються з EPC, захищають острівці людини, посилюючи їхню васкуляризацію, і саме мікроРНК, що переносяться екзосомами, сприяють їхньому ангіогенному ефекту. Крім того, дані показали, що екзосоми, які вивільняються з EPC, захищають гостре ушкодження нирок на щурячих моделях ішемічно-реперфузійного ушкодження за допомогою перенесення мікроРНК. Зокрема, екзосоми, отримані з EPC, містили велику кількість міР-126 і міР-296, які сприяли ангіогенезу та антиапоптозу [ 116 ].

Пізніші дослідження підтвердили ангіогенез екзосом, що походять з EPC, на мишачій моделі ішемії задніх кінцівок [ 88 ]. Усі вищезазначені дослідження показали, що вміст екзосом визначає дію, і це було повторно підтверджено на інших моделях захворювань, таких як ушкодження мікросудинних ендотеліальних клітин головного мозку людини, спричинене гіпоксією/реоксигенацією, що екзосоми дають два різні ефекти через два різні типи РНК, що переносяться, пов'язаних з АФК, продукція та шлях PI3K/eNOS/NO, що містяться в екзосомах [ 89 ]. Крім того, екзосоми, отримані з EPC, чинять захисну дію на кардіоміоцити проти гіпертрофії та апоптозу, індукованих ангіотензином II- (Ang II-) [ 90 ]. Таким чином, екзосоми, отримані з ЕПК, можуть бути перспективним терапевтичним засобом.

5.3. HSC і HSPC
ЗКП є стовбуровими клітинами з функцією виробництва всіх ліній клітин крові та мають здатність до самооновлення [ 117 ], тоді як аномальне диференціювання може призвести до хронічного мієлоїдного лейкозу (ХМЛ). Екзосоми, що секретуються HSCs, містять маркер стовбурових клітин промінін-1 (CD133), який відіграє важливу роль у підтримці властивостей стовбурових клітин і розміщенні ключових детермінант ендоцитарно-екзоцитарного шляху [ 91 ] . Клітини CD133+, виділені з кровотворних тканин, є ще одним потенційним джерелом стовбурових клітин; Було доведено, що МВ, отримані з цих клітин, експресують мРНК кількох антиапоптотичних і проангіопоетичних факторів, які сприяють ангіогенезу, що забезпечує теоретичне підґрунтя для застосування очищених клітин CD133+ у регенеративній медицині [92]. Сальвуччі та ін. [93] показали, що екзосоми з G-CSF (гранулоцитарного колонієстимулюючого фактора), які мобілізують кістковий мозок, містять велику кількість міР-126 і G-CSF, сприяючи накопиченню екзосом у кістковому мозку. Ба більше, міР-126, що доставляється екзосомами, знижувала експресію молекули адгезії судинних клітин-1 (VCAM1), яка мала вирішальне значення для збереження гемопоетичних клітин-попередників (HSPC) у кістковому мозку. Потім зниження рівня VCAM1 призвело до мобілізації гемопоетичних стовбурових клітин/клітин-попередників (HSC/HSPC) з кісткового мозку в периферичну кров. Крім того, екзосоми, отримані з ХМЛ, сприяють проліферації та виживанню пухлинних клітин за допомогою аутокринної дії в антиапоптотичних шляхах, і цей процес також опосередковано мікроРНК, які селективно експресовують [ 94, 118]. Що стосується терапевтичного ефекту, Ratajczak et al. [ 92 ] виявили, що екзосоми, які секретуються HSC/HSPC, експресують мРНК кількох антиапоптотичних і проангіопоетичних чинників, таких як VEGF, інсуліновий чинник росту-1, основний чинник росту фібробластів та інтерлейкін-8.

Ці мРНК мають антиапоптотичну властивість, підвищують виживання ендотеліальних клітин і стимулюють їхню проліферацію та утворення трубочок. Оскільки ХМЛ може секретувати екзосоми, вакцини на основі екзосом, отриманих із клітин лейкемії, можуть бути багатообіцяючою стратегією для підвищення виживаності пацієнтів, які потерпають від хіміотерапії та трансплантації ЗКП [94]. Відповідно, ми припускаємо, що в найближчому майбутньому спостерігатимуться поліпшення з точки зору терапевтичного впливу на захворювання крові, такі як ХМЛ.

5.5 CPC та інші типи стовбурових клітин
Серцеві клітини-попередники (CPC) є ще одним привабливим кандидатом для лікування захворювань міокарда. Процес кардіопротекції, опосередкованої CPCs, можна пояснити як диференціюванням серцево-судинних ліній, так і паракринними ефектами [ 119-121 ]. Екзосоми є ключовими компонентами паракринних чинників як у CPC людини [ 122 ], так і в мишачих [ 95 ] і забезпечують захист серця за участю мікроРНК як in vitro, так і in vivo . Грей та ін. [ 96] продемонстрували, що CPC секретують прорегенеративні екзосоми у відповідь на гіпоксію, а 11 мікроРНК активуються порівняно з нормальними екзосомами. Більше того, екзосоми, отримані з гіпоксичних ЦПК, покращували функцію серця та зменшували фіброз. Онг та ін. [ 97 ] показали, що CPC, які надекспресують фактор-1, що індукується гіпоксією (HIF-1), покращують виживання трансплантованих CPC, і ці результати пояснюються високими рівнями міР-126 і міР-120, що містяться в екзосомах, які активують кінази, що сприяють виживанню, та індукували гліколітичний перемикач у CPC реципієнта. Ці дані показали, що перенесення мікроРНК з клітин-господарів у трансплантовані клітини може являти собою багатообіцяючий спосіб поліпшити виживаність трансплантованих клітин. Врейсен та ін. [ 15] продемонстрували, що CPC вивільняють екзосоми в навколишнє середовище, стимулюючи міграцію ендотеліальних клітин в аналізі подряпин на ранах in vitro, і цей механізм був пов'язаний з активацією, опосередкованою індуктором металопротеїнази позаклітинного матриксу.

Інші екзосоми, отримані зі стовбурових клітин, наприклад екзосоми, отримані зі стовбурових клітин печінки людини (HLSC), сприяють самовідновленню і розширенню стовбурових клітин [ 57 ]; крім того, екзосоми, отримані з HLSC, активували проліферативну програму в залишкових гепатоцитах після гепатектомії шляхом горизонтального перенесення специфічних мРНК, що в кінцевому підсумку прискорювало регенерацію печінки in vivo [ 123 ]. Крім того, стовбурові клітини CD34(+) людини секретують екзосоми, які проявляють незалежну ангіогенну активність як in vitro, так і in vivo [ 124]. Усі ці результати демонструють, що екзосоми зі стовбурових клітин можуть являти собою суттєвий компонент паракринного ефекту трансплантації клітин-попередників для терапевтичного ангіогенезу.

6. Висновок
Таким чином, екзосоми можуть вивільнятися різними видами стовбурових клітин і здатні змінювати функцію рецепторних клітин і тканин. Порівняно зі стовбуровими клітинами, які можуть спричиняти аномальне диференціювання та утворення пухлин, терапія, опосередкована екзосомами, має більш багатообіцяюче майбутнє. Деякі захворювання, включно з ідіопатичним легеневим фіброзом, наразі невиліковні, але МВ, особливо екзосоми, продемонстрували терапевтичний потенціал [ 125]. Однак у вивченні екзосом все ще є проблеми, які необхідно подолати. Найпоширенішим методом виділення екзосом, як і раніше, залишається ультрацентрифугування, яке вимагає багато часу і великої кількості клітин і біологічної рідини.

Хоча комерційні реагенти для екстракції екзосом в даний час доступні і дають велику кількість екзосом, продукти все ще потребують очищення, оскільки вони містять домішки, які не належать до ЕВ, такі як ліпопротеїни [ 126 ]. Є й інші відкриті області, такі як процес, в якому екзосоми вибирають відповідний вантаж для транспортування, те, як клітини поглинають екзосоми та скільки типів екзосом, потребують подальших досліджень. Що стосується екзосом, що вивільняються стовбуровими клітинами, то певні механізми дії та специфічний терапевтичний потенціал кожного підтипу все ще потребують подальших досліджень.