Exosome và ứng dụng trong Mỹ phẩm!

Gần đây, công nghệ Exosome đã nổi lên như một xu hướng đầy triển vọng, thu hút sự quan tâm mạnh mẽ từ giới y học toàn cầu, đặc biệt là trong lĩnh vực thẩm mỹ da liễu. Hãy cùng BTH tìm hiểu về công nghệ nổi bật này nhé!

Exosome là gì?

Exosome là một tập hợp các túi ngoại bào được giải phóng bởi tất cả các loại tế bào và được lý thuyết hóa là đóng vai trò quan trọng trong giao tiếp giữa các tế bào. Có đường kính từ 40 đến 160 nm, exosome chứa nhiều loại vật liệu di truyền bao gồm DNA, RNA, mRNA, chất chuyển hóa, protein và lipid tùy thuộc vào nguồn gốc tế bào của chúng.

Exosome và ứng dụng

Exosome có thể thu được thông qua quá trình siêu ly tâm các nuôi cấy tế bào có nguồn gốc từ sinh thiết mô mỡ có thể chứa tế bào gốc trung mô (MSC), tế bào sừng hoặc tế bào mỡ. Sau đó, exosome được phân lập và tinh chế được đông khô và đưa vào dung dịch hoặc kết hợp với chất mang phân tử khác [1] [2].

Hình 1: Exosome

  • Tái dạo da

Trong những năm gần đây, việc sử dụng exosome trong tái tạo da đã thu hút được sự quan tâm lớn từ cộng đồng thẩm mỹ như một phương pháp tái tạo và không phẫu thuật tiềm năng để cải thiện vẻ ngoài và sức khỏe của da.

Vì exosome được tiết ra bởi nhiều loại tế bào, bao gồm cả tế bào gốc, nên chúng chứa các phân tử hoạt tính sinh học có thể kích thích giao tiếp giữa các tế bào và sửa chữa mô [3]. Khi được áp dụng cho da, exosome có thể có một số tác dụng có lợi cho việc trẻ hóa da [4].

Collagen đóng vai trò quan trọng trong quá trình tái tạo da do tầm quan trọng về mặt cấu trúc và chức năng của nó trong việc duy trì tính toàn vẹn, độ đàn hồi và sức mạnh của da. Là protein dồi dào nhất trong ma trận ngoại bào (ECM) của da, collagen cung cấp một khung hỗ trợ sự kết dính, tăng sinh và di chuyển của tế bào, đây là những quá trình thiết yếu để sửa chữa và tái tạo mô. [5]

Hình 2: Cơ chế hoạt động của collagen exosome trong tái tạo da

Trong quá trình tái tạo da, collagen đóng vai trò là thành phần chính trong quá trình chữa lành vết thương. Các nguyên bào sợi được kích hoạt để tổng hợp và lắng đọng collagen, chủ yếu là loại I và loại III, trong ECM để tái tạo mô bị tổn thương. Collagen loại III được sản xuất sớm trong quá trình chữa lành, cung cấp một khuôn khổ tạm thời, trong khi collagen loại I dần thay thế nó, tăng cường và ổn định làn da được tái tạo [6].

Ngoài ra, collagen ảnh hưởng đến hành vi của tế bào da bằng cách tương tác với các thụ thể bề mặt, chẳng hạn như integrin, làm trung gian cho các con đường truyền tín hiệu tế bào. Các con đường này điều chỉnh các quá trình như tăng sinh tế bào sừng, hoạt động của nguyên bào sợi và quá trình hình thành mạch máu, tất cả đều rất quan trọng đối với quá trình sửa chữa mô và tái tạo da. Sự cân bằng giữa sản xuất và phân hủy collagen, được điều chỉnh bởi các metalloproteinase ma trận (MMP) và chất ức chế của chúng, là điều cần thiết để đảm bảo tái tạo da hiệu quả mà không để lại sẹo hoặc xơ hóa [6].

  • Chống lão hóa da

Exosome có khả năng làm giảm các dấu hiệu lão hóa bằng cách kích thích quá trình thay đổi tế bào và tăng cường cơ chế sửa chữa nội tại của da. Ngoài ra, chúng có thể làm giảm căng thẳng oxy hóa, một yếu tố chính góp phần gây lão hóa sớm, bằng cách tạo điều kiện cung cấp các phân tử hoạt tính sinh học thúc đẩy khả năng phục hồi và cân bằng nội môi của tế bào [7]

Trong da liễu, exosome đã được khám phá về tiềm năng kích thích sản xuất collagen và elastin, những thành phần thiết yếu cho độ săn chắc và đàn hồi của da. Bằng cách thúc đẩy quá trình thay đổi tế bào và tái tạo ma trận ngoại bào (ECM), exosome có thể làm giảm các dấu hiệu lão hóa có thể nhìn thấy, chẳng hạn như nếp nhăn và nếp nhăn nhỏ. Những tác động này định vị exosome như một thành phần đầy hứa hẹn của liệu pháp chống lão hóa. [[8]

  • Cung cấp độ ẩm cho da

Tình trạng mất nước của da xảy ra khi da thiếu đủ độ ẩm, dẫn đến khô, bong tróc và khó chịu. Tương tự như vậy, các túi ngoại bào này có thể giúp da giữ độ ẩm bằng cách cải thiện chức năng hàng rào tự nhiên của da. Hàng rào da khỏe mạnh ngăn ngừa mất nước, giúp da ngậm nước. [9]

Trong bối cảnh hydrat hóa da, exosome đang đi đầu trong nghiên cứu do khả năng điều chỉnh cân bằng da, phục hồi ma trận ngoại bào (ECM) và điều chỉnh giao tiếp tế bào ở lớp hạ bì và biểu bì [8].

  • Rối loạn sắc tố da

Exosome có khả năng điều chỉnh melanin, sắc tố chịu trách nhiệm cho màu da. Chúng có khả năng làm giảm sản xuất melanin quá mức ở những vùng cụ thể, mang lại tông màu da đồng đều hơn. Một số exosome chứa các thành phần giúp làm sáng da. Ngoài ra, một số exosome có đặc tính chống viêm, có thể làm dịu vùng da bị kích ứng hoặc ửng đỏ, góp phần tạo nên tông màu da đồng đều hơn. Hơn nữa, exosome có khả năng tùy chỉnh để đáp ứng nhu cầu của từng làn da, do đó cung cấp các giải pháp được cá nhân hóa để giải quyết các vấn đề về sắc tố cụ thể [10] [11] [12]

  • Chữa lành vết thương

Exosome đã thu hút được sự chú ý đáng kể trong lĩnh vực chữa lành vết thương do các ứng dụng điều trị tiềm năng của chúng. Trong mỹ phẩm, chúng có thể được sử dụng trong các sản phẩm nhằm mục đích làm giảm sự xuất hiện của sẹo hoặc thúc đẩy quá trình chữa lành các vết thâm nhỏ trên da. Các thành phần cấu trúc đóng vai trò quan trọng trong giao tiếp giữa các tế bào và đã được nghiên cứu về đặc tính tái tạo của chúng trong quá trình chữa lành vết thương [13] [14]

Sự hình thành mạch máu là một quá trình khác được thúc đẩy bởi các exosome, đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp oxy và chất dinh dưỡng cho vùng bị thương. Điều này giúp tái tạo mô và đẩy nhanh quá trình chữa lành [15].

Exosome có thể kích thích sự phát triển của nhiều loại tế bào khác nhau tham gia vào quá trình chữa lành vết thương, bao gồm nguyên bào sợi, chịu trách nhiệm sản xuất collagen và tái tạo mô tại vị trí vết thương. Tương tự như vậy, exosome có thể ảnh hưởng đến quá trình tái tạo ma trận ngoại bào, điều này rất cần thiết cho quá trình sửa chữa mô thích hợp. Chúng có thể điều chỉnh quá trình tổng hợp và phân hủy các thành phần của ma trận, chẳng hạn như collagen và elastin [16] [17]

  • Vận chuyển các phân tử sinh học

Exosome có thể đóng vai trò là phương tiện vận chuyển các thành phần hoạt tính khác trong các sản phẩm chăm sóc da. Chúng có thể bao bọc và vận chuyển các phân tử hoạt tính sinh học, đảm bảo phân phối chúng đến các tế bào da một cách có mục tiêu [18].

Exosome đã nổi lên như một hệ thống phân phối thuốc đầy hứa hẹn do các đặc tính và khả năng độc đáo của chúng. Vì exosome có nguồn gốc từ tế bào và thường được cơ thể chấp nhận tốt, chúng đóng vai trò là lựa chọn tương thích sinh học để phân phối thuốc. Ngoài ra, exosome có thể được thiết kế để mang các loại thuốc hoặc phân tử điều trị cụ thể. Chúng cũng có thể được biến đổi để nhắm mục tiêu vào các loại tế bào hoặc mô cụ thể, cải thiện độ chính xác của việc phân phối thuốc. Một lợi thế khác là exosome giúp bảo vệ hàng hóa của chúng, chẳng hạn như thuốc hoặc vật liệu di truyền, khỏi bị phân hủy. Sự ổn định này đặc biệt có giá trị để phân phối các loại thuốc nhạy cảm. [19] [20] [21] [22]

Exosome có khả năng tự nhiên là tập trung vào các loại tế bào cụ thể, khiến chúng có hiệu quả trong việc đưa thuốc đến các vị trí mục tiêu cụ thể. Tuy nhiên, chúng ít có khả năng kích hoạt phản ứng miễn dịch hơn khi so sánh với các hệ thống phân phối thuốc tổng hợp, giúp giảm nguy cơ phản ứng có hại. Các dẫn xuất tế bào này có thể dễ dàng hợp nhất với các tế bào mục tiêu, cho phép phân phối hàng hóa của chúng một cách hiệu quả và khả năng vượt qua các rào cản sinh học, chẳng hạn như hàng rào máu não, gây ra thách thức cho một số hệ thống phân phối thuốc. [19] [23] [24] [25]

Exosome có thể được phân lập từ chính tế bào của bệnh nhân, tùy chỉnh để mang các tác nhân điều trị cụ thể, sau đó đưa trở lại vào bệnh nhân. Phương pháp tiếp cận được cá nhân hóa này hứa hẹn sẽ mang lại các phương pháp điều trị phù hợp. Việc phân phối có mục tiêu và giảm thiểu các tác dụng không mong muốn có thể làm giảm các tác dụng phụ liên quan đến các phương pháp phân phối thuốc truyền thống. [26] [27].

Kết luận

Các sản phẩm mỹ phẩm chứa exosome thường có mặt trong các loại serum, kem dưỡng da, mặt nạ hoặc các sản phẩm chăm sóc chuyên sâu khác. Tuy nhiên, vì exosome là một thành phần tương đối mới, người tiêu dùng nên tìm hiểu kỹ về nguồn gốc và chất lượng của sản phẩm để đảm bảo tính an toàn và hiệu quả.

 

Tài liệu tham khảo:

  1. Ha, D.H.; Kim, H.; Lee, J.; Kwon, H.H.; Park, G.-H.; Yang, S.H.; Jung, J.Y.; Choi, H.; Lee, J.H.; Sung, S.; et al. Mesenchymal Stem/Stromal Cell-Derived Exosomes for Immunomodulatory Therapeutics and Skin Regeneration. Cells 2020, 9, 1157.
  2. Lotfy, A.; AboQuella, N.M.; Wang, H. Mesenchymal Stromal/Stem Cell (MSC)-Derived Exosomes in Clinical Trials. Stem Cell Res. Ther. 2023, 14, 66.
  3. You, Y.; Shan, Y.; Chen, J.; Yue, H.; You, B.; Shi, S.; Li, X.; Cao, X. Matrix Metalloproteinase 13-containing Exosomes Promote Nasopharyngeal Carcinoma Metastasis. Cancer Sci. 2015, 106, 1669–1677.
  4. Hajialiasgary Najafabadi, A.; Soheilifar, M.H.; Masoudi-Khoram, N. Exosomes in Skin Photoaging: Biological Functions and Therapeutic Opportunity. Cell Commun. Signal. 2024, 22, 32.
  5. Amirrah, I.N.; Lokanathan, Y.; Zulkiflee, I.; Wee, M.F.M.R.; Motta, A.; Fauzi, M.B. A Comprehensive Review on Collagen Type I Development of Biomaterials for Tissue Engineering: From Biosynthesis to Bioscaffold. Biomedicines 2022, 10, 2307.
  6. Tracy, L.E.; Minasian, R.A.; Caterson, E.J. Extracellular Matrix and Dermal Fibroblast Function in the Healing Wound. Adv. Wound Care 2016, 5, 119–136.
  7. Li, X.; Zhang, H.; Wang, X.; Lu, M.; Ding, Q.; Chen, A.F.; Xiang, M.; Chen, S. iPSC-Derived Exosomes Promote Angiogenesis in Naturally Aged Mice. Aging 2023, 15, 5854.
  8. Hajialiasgary Najafabadi, A.; Soheilifar, M.H.; Masoudi-Khoram, N. Exosomes in Skin Photoaging: Biological Functions and Therapeutic Opportunity. Cell Commun. Signal. 2024, 22, 32.
  9. Guillot, A.J.; Martínez-Navarrete, M.; Garrigues, T.M.; Melero, A. Skin Drug Delivery Using Lipid Vesicles: A Starting Guideline for Their Development. J. Control. Release 2023, 355, 624–654.
  10. Bondhopadhyay, B.; Sisodiya, S.; Alzahrani, F.A.; Bakhrebah, M.A.; Chikara, A.; Kasherwal, V.; Khan, A.; Rani, J.; Dar, S.A.; Akhter, N.; et al. Exosomes: A Forthcoming Era of Breast Cancer Therapeutics. Cancers 2021, 13, 4672.
  11. Cicero, A.L.; Delevoye, C.; Gilles-Marsens, F.; Loew, D.; Dingli, F.; Guéré, C.; André, N.; Vié, K.; Van Niel, G.; Raposo, G. Exosomes Released by Keratinocytes Modulate Melanocyte Pigmentation. Nat. Commun. 2015, 6, 7506.
  12. Takano, K.; Hachiya, A.; Murase, D.; Tanabe, H.; Kasamatsu, S.; Takahashi, Y.; Moriwaki, S.; Hase, T. Quantitative Changes in the Secretion of Exosomes from Keratinocytes Homeostatically Regulate Skin Pigmentation in a Paracrine Manner. J. Dermatol. 2020, 47, 265–276.
  13. Zhang, Y.; Liu, Y.; Liu, H.; Tang, W.H. Exosomes: Biogenesis, Biologic Function and Clinical Potential. Cell Biosci. 2019, 9, 19.
  14. Maji, S.; Chaudhary, P.; Akopova, I.; Nguyen, P.M.; Hare, R.J.; Gryczynski, I.; Vishwanatha, J.K. Exosomal Annexin II Promotes Angiogenesis and Breast Cancer Metastasis. Mol. Cancer Res. 2017, 15, 93–105.
  15. Quiñones-Vico, M.I.; Sanabria-de La Torre, R.; Sánchez-Díaz, M.; Sierra-Sánchez, Á.; Montero-Vílchez, T.; Fernández-González, A.; Arias-Santiago, S. The Role of Exosomes Derived from Mesenchymal Stromal Cells in Dermatology. Front. Cell Dev. Biol. 2021, 9, 647012.
  16. Prasai, A.; Jay, J.W.; Jupiter, D.; Wolf, S.E.; El Ayadi, A. Role of Exosomes in Dermal Wound Healing: A Systematic Review. J. Investig. Dermatol. 2022, 142, 662–678.e8.
  17. Tienda-Vázquez, M.A.; Hanel, J.M.; Márquez-Arteaga, E.M.; Salgado-Álvarez, A.P.; Scheckhuber, C.Q.; Alanis-Gómez, J.R.; Espinoza-Silva, J.I.; Ramos-Kuri, M.; Hernández-Rosas, F.; Melchor-Martínez, E.M.; et al. Exosomes: A Promising Strategy for Repair, Regeneration and Treatment of Skin Disorders. Cells 2023, 12, 1625.
  18. Samal, S.; Dash, P.; Dash, M. Drug Delivery to the Bone Microenvironment Mediated by Exosomes: An Axiom or Enigma. Int. J. Nanomed. 2021, 16, 3509–3540.
  19. Butreddy, A.; Kommineni, N.; Dudhipala, N. Exosomes as Naturally Occurring Vehicles for Delivery of Biopharmaceuticals: Insights from Drug Delivery to Clinical Perspectives. Nanomaterials 2021, 11, 1481.
  20. Wan, R.; Hussain, A.; Behfar, A.; Moran, S.L.; Zhao, C. The Therapeutic Potential of Exosomes in Soft Tissue Repair and Regeneration. Int. J. Mol. Sci. 2022, 23, 3869.
  21. Liang, H.; Li, J.; He, Y.; Xu, W.; Liu, S.; Li, Y.; Chen, Y.; Li, B. Engineering Multifunctional Films Based on Metal-Phenolic Networks for Rational pH-Responsive Delivery and Cell Imaging. ACS Biomater. Sci. Eng. 2016, 2, 317–325.
  22. Zhang, W.; Wang, T.; Xue, Y.; Zhan, B.; Lai, Z.; Huang, W.; Peng, X.; Zhou, Y. Research Progress of Extracellular Vesicles and Exosomes Derived from Mesenchymal Stem Cells in the Treatment of Oxidative Stress-Related Diseases. Front. Immunol. 2023, 14, 1238789.
  23. Liu, Q.; Li, S.; Dupuy, A.; Mai, H.L.; Sailliet, N.; Logé, C.; Robert, J.-M.H.; Brouard, S. Exosomes as New Biomarkers and Drug Delivery Tools for the Prevention and Treatment of Various Diseases: Current Perspectives. Int. J. Mol. Sci. 2021, 22, 7763.
  24. Zubarev, I.; Vladimirtsev, D.; Vorontsova, M.; Blatov, I.; Shevchenko, K.; Zvereva, S.; Lunev, E.A.; Faizuloev, E.; Barlev, N. Viral Membrane Fusion Proteins and RNA Sorting Mechanisms for the Molecular Delivery by Exosomes. Cells 2021, 10, 3043.
  25. Elliott, R.O.; He, M. Unlocking the Power of Exosomes for Crossing Biological Barriers in Drug Delivery. Pharmaceutics 2021, 13, 122.
  26. Batrakova, E.V.; Kim, M.S. Using Exosomes, Naturally-Equipped Nanocarriers, for Drug Delivery. J. Control. Release 2015, 219, 396–405.
  27. Ezike, T.C.; Okpala, U.S.; Onoja, U.L.; Nwike, C.P.; Ezeako, E.C.; Okpara, O.J.; Okoroafor, C.C.; Eze, S.C.; Kalu, O.L.; Odoh, E.C.; et al. Advances in Drug Delivery Systems, Challenges and Future Directions. Heliyon 2023, 9, e17488.