Extrazelluläre Vesikel sind von Zellen abgesonderte endogene Nanovesikel mit einem Durchmesser von 30–200 nm, die in eine Lipiddoppelschichtmembran eingewickelt sind und Nukleinsäuren, Proteine, Lipide und Metaboliten transportieren. Extrazelluläre Vesikel sind das Hauptinstrument der interzellulären Kommunikation und am Stoffaustausch zwischen Zellen beteiligt. Extrazelluläre Vesikel können von verschiedenen Zellen unter normalen und pathologischen Bedingungen abgesondert werden, was hauptsächlich auf die Bildung multivesikulärer lysosomaler Partikel innerhalb der Zellen zurückzuführen ist. Nach der Verschmelzung der extrazellulären Membran und der äußeren Membran multivesikulärer Zellen werden diese in die extrazelluläre Matrix freigesetzt. Aufgrund seiner geringen Immunogenität, seiner ungiftigen Nebenwirkungen, seiner starken Targeting-Fähigkeit und seiner Fähigkeit, die Blut-Hirn-Schranke zu überwinden, gilt es als potenzieller Wirkstoffträger. Im Jahr 2013 wurde der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin an drei Wissenschaftler verliehen, die sich mit der Erforschung äußerer Vesikel befassen. Seitdem gab es sowohl in der Wissenschaft als auch in der Industrie eine Welle der Forschung, Anwendung und Kommerzialisierung extrazellulärer Vesikel.

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Extrazelluläre Vesikel aus Pflanzenzellen sind reich an einzigartigen Wirkstoffen, haben ein kleines Volumen und können in Gewebe eindringen. Die meisten davon können mit der Nahrung aufgenommen und direkt in den Darm aufgenommen werden. Ginsengbläschen wirken sich beispielsweise positiv auf die Differenzierung von Stammzellen in Nervenzellen aus, während Ingwerbläschen die Darmflora regulieren und Kolitis lindern können. Mikroalgen sind die ältesten einzelligen Pflanzen der Erde. Es gibt fast 300.000 Mikroalgenarten, die in Ozeanen, Seen, Flüssen, Wüsten, Hochebenen, Gletschern und anderen Orten weit verbreitet sind und einzigartige regionale Merkmale aufweisen. Im Laufe der Evolution der 3-Milliarden-Erde konnten Mikroalgen immer als einzelne Zellen auf der Erde gedeihen, was eng mit ihrem außergewöhnlichen Wachstum und ihren Selbstheilungsfähigkeiten zusammenhängt.

Extrazelluläre Vesikel aus Mikroalgen sind ein neuartiges biomedizinisches Wirkstoffmaterial mit hoher Sicherheit und Stabilität. Mikroalgen haben die Vorteile eines einfachen und kontrollierbaren Kultivierungsprozesses, niedriger Kosten, eines schnellen Wachstums, einer hohen Vesikelausbeute und einer einfachen Technik bei der Produktion extrazellulärer Vesikel. In früheren Studien wurde festgestellt, dass extrazelluläre Vesikel von Mikroalgen leicht von Zellen internalisiert werden können. In Tiermodellen wurde festgestellt, dass sie direkt über den Darm aufgenommen und in bestimmten Geweben angereichert werden. Nach dem Eintritt in das Zytoplasma kann es mehrere Tage anhalten, was für die langfristig anhaltende Freisetzung von Arzneimitteln von Vorteil ist.

Darüber hinaus haben extrazelluläre Vesikel von Mikroalgen das Potenzial, mehrere Medikamente zu beladen, die molekulare Stabilität, die verzögerte Freisetzung und die orale Anpassungsfähigkeit zu verbessern und bestehende Barrieren bei der Medikamentenverabreichung zu lösen. Daher ist die Entwicklung von extrazellulären Mikroalgenvesikeln für die klinische Umsetzung und Industrialisierung sehr gut durchführbar.