Τα εξωκυτταρικά κυστίδια είναι ενδογενή νανο κυστίδια που εκκρίνονται από κύτταρα, με διάμετρο 30-200 nm, τυλιγμένα σε μεμβράνη διπλής στοιβάδας λιπιδίων, που φέρουν νουκλεϊκά οξέα, πρωτεΐνες, λιπίδια και μεταβολίτες. Τα εξωκυτταρικά κυστίδια είναι το κύριο εργαλείο για τη διακυτταρική επικοινωνία και συμμετέχουν στην ανταλλαγή ουσιών μεταξύ των κυττάρων. Τα εξωκυτταρικά κυστίδια μπορούν να εκκριθούν από διάφορα κύτταρα υπό φυσιολογικές και παθολογικές συνθήκες, που προέρχονται κυρίως από το σχηματισμό πολυκυστιδιακών λυσοσωμικών σωματιδίων μέσα στα κύτταρα. Μετά τη σύντηξη της εξωκυττάριας μεμβράνης και της εξωτερικής μεμβράνης των πολυφυσαλιδωδών κυττάρων, απελευθερώνονται στην εξωκυτταρική μήτρα. Λόγω της χαμηλής ανοσογονικότητάς του, των μη τοξικών παρενεργειών, της ισχυρής ικανότητας στόχευσης και της ικανότητας να διασχίζει τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό, θεωρείται πιθανός φορέας φαρμάκου. Το 2013, το Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής απονεμήθηκε σε τρεις επιστήμονες που ασχολήθηκαν με τη μελέτη των εξωτερικών κυστιδίων. Από τότε, υπήρξε ένα κύμα έρευνας, εφαρμογής και εμπορευματοποίησης των εξωκυτταρικών κυστιδίων τόσο στον ακαδημαϊκό χώρο όσο και στη βιομηχανία.

Στιγμιότυπο οθόνης WeChat _20240320104934.png

Τα εξωκυτταρικά κυστίδια από φυτικά κύτταρα είναι πλούσια σε μοναδικά ενεργά συστατικά, έχουν μικρό όγκο και μπορούν να διεισδύσουν στους ιστούς. Τα περισσότερα από αυτά μπορούν να καταποθούν και να απορροφηθούν απευθείας στο έντερο. Για παράδειγμα, οι φυσαλίδες ginseng είναι ευεργετικές για τη διαφοροποίηση των βλαστοκυττάρων σε νευρικά κύτταρα, ενώ οι φυσαλίδες τζίντζερ μπορούν να ρυθμίσουν τη μικροχλωρίδα του εντέρου και να ανακουφίσουν την κολίτιδα. Τα μικροφύκη είναι τα παλαιότερα μονοκύτταρα φυτά στη Γη. Υπάρχουν σχεδόν 300.000 είδη μικροφυκών, ευρέως διαδεδομένα σε ωκεανούς, λίμνες, ποτάμια, ερήμους, οροπέδια, παγετώνες και άλλα μέρη, με μοναδικά τοπικά χαρακτηριστικά. Καθ' όλη τη διάρκεια της εξέλιξης των 3 δισεκατομμυρίων Γης, τα μικροφύκη ήταν πάντα σε θέση να ευδοκιμούν ως μεμονωμένα κύτταρα στη Γη, γεγονός που σχετίζεται στενά με την εξαιρετική τους ανάπτυξη και τις ικανότητες αυτοθεραπείας τους.

Τα εξωκυτταρικά κυστίδια μικροφυκών είναι ένα νέο βιοϊατρικό ενεργό υλικό με υψηλή ασφάλεια και σταθερότητα. Τα μικροφύκη έχουν τα πλεονεκτήματα της απλής και ελεγχόμενης διαδικασίας καλλιέργειας, χαμηλού κόστους, γρήγορης ανάπτυξης, υψηλής απόδοσης κυστιδίων και εύκολης μηχανικής στην παραγωγή εξωκυτταρικών κυστιδίων. Σε προηγούμενες μελέτες, βρέθηκε ότι τα εξωκυτταρικά κυστίδια των μικροφυκών εσωτερικεύονται εύκολα από τα κύτταρα. Σε ζωικά μοντέλα, διαπιστώθηκε ότι απορροφήθηκαν απευθείας μέσω του εντέρου και εμπλουτίστηκαν σε συγκεκριμένους ιστούς. Μετά την είσοδο στο κυτταρόπλασμα, μπορεί να διαρκέσει για αρκετές ημέρες, κάτι που είναι ευεργετικό για τη μακροπρόθεσμη παρατεταμένη απελευθέρωση των φαρμάκων.

Επιπλέον, τα εξωκυτταρικά κυστίδια μικροφυκών έχουν τη δυνατότητα να φορτώσουν πολλαπλά φάρμακα, να βελτιώσουν τη μοριακή σταθερότητα, τη διαρκή απελευθέρωση, την προσαρμοστικότητα από το στόμα και να λύσουν τα υπάρχοντα εμπόδια χορήγησης φαρμάκων. Επομένως, η ανάπτυξη εξωκυτταρικών κυστιδίων μικροφυκών έχει υψηλή σκοπιμότητα στην κλινική μετάφραση και εκβιομηχάνιση.