The potential of using exosomes in modern medicine
DOI:
https://doi.org/10.12775/JEHS.2023.25.01.011Keywords
exosomes, regenerative medicine, transplantation, aesthetic medicine, cardiovascular diseaseAbstract
Introduction and purpose of the work: The purpose of this article is to determine the potential for the application of exosomes in modern medicine, inferring from research directions in world literature. Among other things, this paper considers some of the most recent work in the fields of aesthetic medicine, dermatology and transplantation.
Methodology and materials: The search was conducted using PubMed, Google Scholarship, Scopus and Web of Science databases. The search strategy was based on the following terms: exosomes, regenerative medicine, dermatology.
The variety of available scientific works on exosomes raises the question in which of the fields of medicine they will be used the fastest and/or most commonly. Given that a significant part of research focuses on their use in skin treatments, it can be expected that it will be dermatology and/or aesthetic medicine, given its exceptional openness to the implementation of new techniques and the constant search for new solutions that allow physiologically or optically to oppose aging. In addition, the use of exosomes is characterized by a relatively low risk of life-threatening complications or permanent damage to health.
However, the potential applications of exosomes in other fields of medicine should not be underestimated. Therefore, it can be expected that procedures and therapies using exosomes will also be developed and implemented independently in transplantology, cardiology, or other fields that can use exosomes as drug carriers or markers for early detection of complications or diseases.
References
. Johnstone RM, Adam M, Hammond JR, Orr L, Turbide C. Vesicle formation during reticulocyte maturation. Association of plasma membrane activities with released vesicles (exosomes). J Biol Chem. 1987 Jul 5;262(19):9412-20. PMID: 3597417.
. Yáñez-Mó M, Siljander PR, Andreu Z, Zavec AB, Borràs FE, Buzas EI, Buzas K, Casal E, Cappello F, Carvalho J, Colás E, Cordeiro-da Silva A, Fais S, Falcon-Perez JM, Ghobrial IM, Giebel B, Gimona M, Graner M, Gursel I, Gursel M, Heegaard NH, Hendrix A, Kierulf P, Kokubun K, Kosanovic M, Kralj-Iglic V, Krämer-Albers EM, Laitinen S, Lässer C, Lener T, Ligeti E, Linē A, Lipps G, Llorente A, Lötvall J, Manček-Keber M, Marcilla A, Mittelbrunn M, Nazarenko I, Nolte-'t Hoen EN, Nyman TA, O'Driscoll L, Olivan M, Oliveira C, Pállinger É, Del Portillo HA, Reventós J, Rigau M, Rohde E, Sammar M, Sánchez-Madrid F, Santarém N, Schallmoser K, Ostenfeld MS, Stoorvogel W, Stukelj R, Van der Grein SG, Vasconcelos MH, Wauben MH, De Wever O. Biological properties of extracellular vesicles and their physiological functions. J Extracell Vesicles. 2015 May 14;4:27066. doi: 10.3402/jev.v4.27066. PMID: 25979354; PMCID: PMC4433489
. Wójtowicz A, Baj-Krzyworzeka M, Baran J. Charakterystyka i znaczenie biologiczne mikropęcherzyków błonowych [Characterization and biological role of extracellular vesicles]. Postepy Hig Med Dosw (Online). 2014 Dec 4;68:1421-32. Polish. doi: 10.5604/17322693.1130655. PMID: 25531706.
. Cocucci E, Racchetti G, Meldolesi J. Shedding microvesicles: artefacts no more. Trends Cell Biol. 2009 Feb;19(2):43-51. doi: 10.1016/j.tcb.2008.11.003. Epub 2009 Jan 12. PMID: 19144520.
. Diamant M, Tushuizen ME, Sturk A, Nieuwland R. Cellular microparticles: new players in the field of vascular disease? Eur J Clin Invest. 2004 Jun;34(6):392-401. doi: 10.1111/j.1365-2362.2004.01355.x. PMID: 15200490.
. Hong, P., Yang, H., Wu, Y. i in. Funkcje i potencjał zastosowania klinicznego egzosomów pochodzących z mezenchymalnych komórek macierzystych tkanki tłuszczowej: kompleksowy przegląd. Komórki macierzyste Res Ther 10 , 242 (2019).
. Wójtowicz A, Baj-Krzyworzeka M, Baran J. Charakterystyka i znaczenie biologiczne mikropęcherzyków błonowych [Characterization and biological role of extracellular vesicles]. Postepy Hig Med Dosw (Online). 2014 Dec 4;68:1421-32. Polish. doi: 10.5604/17322693.1130655. PMID: 25531706.
. Kharaziha P, Ceder S, Li Q, Panaretakis T. Tumor cell-derived exosomes: a message in a bottle. Biochim Biophys Acta. 2012 Aug;1826(1):103-11. doi: 10.1016/j.bbcan.2012.03.006. Epub 2012 Apr 1. PMID: 22503823.
. Burnier L, Fontana P, Kwak BR, Angelillo-Scherrer A. Cell-derived microparticles in haemostasis and vascular medicine. Thromb Haemost. 2009 Mar;101(3):439-51. PMID: 19277403.
. Hessvik NP, Llorente A. Current knowledge on exosome biogenesis and release. Cell Mol Life Sci. 2018 Jan;75(2):193-208. doi: 10.1007/s00018-017-2595-9. Epub 2017 Jul 21. PMID: 28733901; PMCID: PMC5756260.
. Wójtowicz A, Baj-Krzyworzeka M, Baran J. Charakterystyka i znaczenie biologiczne mikropęcherzyków błonowych [Characterization and biological role of extracellular vesicles]. Postepy Hig Med Dosw (Online). 2014 Dec 4;68:1421-32. Polish. doi: 10.5604/17322693.1130655. PMID: 25531706.
. Valadi, Hadi i in. „Transfer mRNA i mikroRNA za pośrednictwem egzosomów to nowy mechanizm wymiany genetycznej między komórkami”. Biologia komórki przyrody 9.6 (2007): 654-659.
. Subra C, Laulagnier K, Perret B, Record M. Exosome lipidomics unravels lipid sorting at the level of multivesicular bodies. Biochimie. 2007 Feb;89(2):205-12. doi: 10.1016/j.biochi.2006.10.014. Epub 2006 Nov 16. PMID: 17157973.
. UTT Than, DI Leavesley, TJ Parker Charakterystyka i rola pęcherzyków zewnątrzkomórkowych uwalnianych przez keratynocyty naskórka J. Eur. Acad. Dermatol. Wenerol., 33 ( 2019 ), s. 2264 - 2272 ,
. Raghu Kalluri Valerie S. LeBleu ,Biologia, funkcja i zastosowania biomedyczne egzosomów. Nauka 367, eau6977 (2020). DOI: 10.1126/science.aau69
. Tkach M, Théry C. Communication by Extracellular Vesicles: Where We Are and Where We Need to Go.Cell. 2016 Mar 10;164(6):1226-1232. doi:10.1016/j.cell.2016.01.043. PMID: 26967288.
. JL Welton , S. Loveless , T. Stone , C. von Ruhland , NP Robertson , A. Clayton Wzbogacenie pęcherzyków zewnątrzkomórkowych płynu mózgowo-rdzeniowego w celu odkrycia biomarkerów białkowych w chorobach neurologicznych; stwardnienie rozsiane
. L. Debbi , S. Guo , D. Safina , S. Levenberg Zwiększenie zewnątrzkomórkowego wydzielania pęcherzyków Biotechnologia. adw. , 59 ( 2022 ) , Artykuł 107983
. Saravanan, PB, Vasu, S., Yoshimatsu, G. et al. Zróżnicowana ekspresja i uwalnianie egzosomalnych miRNA przez ludzkie wysepki pod wpływem stresu zapalnego i niedotlenienia. Diabetologia 62 , 1901–1914 (2019).
. Kim YJ, Yoo SM, Park HH, Lim HJ, Kim YL, Lee S, Seo KW, Kang KS. Exosomes derived from human umbilical cord blood mesenchymal stem cells stimulates rejuvenation of human skin. Biochem Biophys Res Commun. 2017 Nov 18;493(2):1102-1108. doi: 10.1016/j.bbrc.2017.09.056. Epub 2017 Sep 14. PMID: 28919421.
. Lou G., Chen Z., Zheng M., Liu Y. (2017). Egzosomy pochodzące z mezenchymalnych komórek macierzystych jako nowa strategia terapeutyczna w chorobach wątroby. Do potęgi. Mol. Med. 49 : e346 . 10.1038/emm.2017.63
. Alves NO, da Silva GT, Weber DM, Luchese C., Wilhelm EA, Fajardo AR (2016). Biokompozyty chitozan/poli(alkohol winylowy)/sproszkowane kości wołowe: potencjalny biomateriał do leczenia zmian skórnych przypominających atopowe zapalenie skóry. Węglowodany. Polim. 148 115–124. 10.1016/j.carbpol.2016.04.049
. Shin K.-O., Ha DH, Kim JO, Crumrine DA, Meyer JM, Wakefield JS i in. (2020). Egzosomy z mezenchymalnych komórek macierzystych pochodzących z ludzkiej tkanki tłuszczowej promują naprawę bariery naskórkowej poprzez indukowanie syntezy de novo ceramidów w atopowym zapaleniu skóry. Komórki 9 : 680 . 10.3390/cells9030680
. H.Cheng, S.Chang , R. Xu, L. Chen, X. Song, J. Wu i in. Prowokowane niedotlenieniem egzosomy pochodzące z MSC dostarczają miR-210 w celu osłabienia apoptozy serca po zawale Komórki Macierzyste Ter. , 11 ( 1 ) ( 2020 ) , s. 224
. D.Zhu, S. Liu ,K. Huang, Z. Wang, S. Hu, J. Li i in. Doosierdziowa terapia egzosomami tłumi uszkodzenie serca poprzez aktywację Foxo3 cyrk. Rez., 131 (10) (2022), s. e135 - e150
. MI Nasser, M. Masood , S. Adlat , D. Gang , S. Zhu , G. Li i in. MikroRNA egzosomów pochodzących z mezenchymalnych komórek macierzystych jako terapia uszkodzenia niedokrwiennego serca Biomed. Farmakoterapeuta. = Biomedecine Pharmacother., 143 (2021), Artykuł 112118
. AS Moghaddam, JT Afshari, SA Esmaeili, E.Saburi, Z. Joneidi , AA Momtazi-Borojeni Kardioprotekcyjne mikroRNA: wnioski z egzosomalnych mikroRNA pochodzących z komórek macierzystych w leczeniu chorób sercowo-naczyniowych Miażdżyca tętnic, 285 (2019 ), s. 1- 9
. L.Huang, W. Ma, Y. Ma , D. Feng, H. Chen , B. Cai Egzosomy w mezenchymalnych komórkach macierzystych, nowa strategia terapeutyczna w chorobach układu krążenia? Int. J. Biol. nauka, 11( 2 )( 2015 ), s. 238 - 245
. C. Wang, H. Zhou, R. Wu, Y. Guo, L. Gong, K. Fu i in. Egzosomy i niekodujące RNA pochodzące z mezenchymalnych komórek macierzystych: rola regulacyjna i terapeutyczna w chorobach wątroby Biomed. Farmakoterapeuta. = Biomedecine Pharmacother. , 157 ( 2023 ), Artykuł 114040
. E. Ghasempour, S. Hesami, E. Movahed, SH Keshel, M. Doroudian Egzosomy pochodzące z mezenchymalnych komórek macierzystych jako nowa strategia terapeutyczna w guzach mózgu Komórki Macierzyste Ter., 13 (1)( 2022 ), s. 527
. Y.mLi , X. Liu Hamująca rola chińskiej materia medica w apoptozie kardiomiocytów i leżący u jej podstaw mechanizm molekularny Biomed. Farmakoterapeuta. = Biomedecine Pharmacother., 118 (2019), Artykuł 109372
. SA Fisher, BL Langille, D. Srivastava Apoptoza podczas rozwoju układu sercowo-naczyniowego cyrk. Rez., 87 (10)(2000), s. 856 - 864
. SA Fisher, BL Langille, D. Srivastava, J.X. Wang, P.F. Li Apoptoza podczas rozwoju układu sercowo-naczyniowego cyrk. Rez. , 87 (10)(2000), s. 856 - 864
. Y.Peng, JL Zhao, ZY Peng, WF Xu, GL Yu Egzosomalny miR-25-3p z mezenchymalnych komórek macierzystych łagodzi zawał mięśnia sercowego poprzez celowanie w białka proapoptotyczne i EZH2 Śmierć komórkowa Dis.,11(5)(2020) , s. 317
. Y.Peng, JL Zhao, ZY Peng, WF Xu, GL Yu Egzosomalny miR-25-3p z mezenchymalnych komórek macierzystych łagodzi zawał mięśnia sercowego poprzez celowanie w białka proapoptotyczne i EZH2 Śmierć komórkowa Dis., 11(5)(2020),s. 317-1478
. S. Zhang, KYW Teo, SJ Chuah, RC Lai, SK Lim, WS Toh Egzosomy MSC łagodzą chorobę zwyrodnieniową stawu skroniowo-żuchwowego poprzez łagodzenie stanu zapalnego i przywrócenie homeostazy macierzy Biomateriały, 200(2019), s. 35 - 47
. K.Hamidzadeh, SM Christensen, E.Dalby, P.Chandrasekaran, DM Mosser Makrofagi i powrót do zdrowia po ostrym i przewlekłym zapaleniu rok Wielebny Fizjol.,79 (2017), s. 567-592
. K. Hamidzadeh, SM Christensen, E. Dalby, P. Chandrasekaran, DM Mosser, L.He, et al. Makrofagi i powrót do zdrowia po ostrym i przewlekłym zapaleniu rok Wielebny Fizjol., 79 (2017 ), s.567-592
. S. Zhang, KYW Teo, SJ Chuah, RC Lai, SK Lim, WS Toh Egzosomy MSC łagodzą chorobę zwyrodnieniową stawu skroniowo-żuchwowego poprzez łagodzenie stanu zapalnego i przywrócenie homeostazy macierzy Biomateriały , 200 ( 2019 ), s. 35 - 47
. Saravanan PB, Kalivarathan J, Khan F, Shah R, Levy MF, Kanak MA. Egzosomy w transplantacji: rola w odrzucaniu alloprzeszczepu, biomarker diagnostyczny i potencjał terapeutyczny. Nauka o życiu. 1 lipca 2023 r.;324:121722. doi: 10.1016/j.lfs.2023.121722. Epub 2023 24 kwietnia. PMID: 37100379.
. E.Carrasco, G. Soto-Heredero, M. Mittelbrunn Rola pęcherzyków pozakomórkowych w przebudowie skóry i dynamice mieszków włosowych Int J Mol Sci , 20 (11)(2019) , s . 2758
.E.Carrasco, G.Soto-Heredero, M.Mittelbrunn, et al. Rola pęcherzyków pozakomórkowych w przebudowie skóry i dynamice mieszków włosowych Int J Mol Sci, 20 ( 11 ) ( 2019 ), s. 2758
. E.Carrasco, G.Soto-Heredero, M.Mittelbrunn, et al. Rola pęcherzyków pozakomórkowych w przebudowie skóry i dynamice mieszków włosowych Int J Mol Sci, 20 ( 11 ) ( 2019 ), s. 2758
. L. Zhou, H. Wang, J. Jing i in. Regulacja rozwoju mieszków włosowych przez egzosomy pochodzące z komórek brodawki skórnej Biochem Biophys Res Commun , 500(2) ( 2018 ), s. 325-332
. Natasha G, Gundogan B, Tan A, Farhatnia Y, Wu W, Rajadas J, Seifalian AM. Exosomes as immunotheranostic nanoparticles. Clin Ther. 2014 Jun 1;36(6):820-9. doi: 10.1016/j.clinthera.2014.04.019. Epub 2014 May 23. PMID: 24863261.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2023 Katarzyna Kosecka, Patryk Rudziński, Aleksandra Cieślik, Anna Jargieło, Karolina Kosieradzka, Dominik Adamowicz, Justyna Stańczyk, Inga Łopuszyńska, Alicja Wosińska, Astrik Meliksetian
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
The periodical offers access to content in the Open Access system under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0
Stats
Number of views and downloads: 280
Number of citations: 0