Niektóre z kluczowych wyzwań w opracowywaniu nanomedycyny opartej na egzosomach obejmują:
- Izolacja i oczyszczanie egzosomów: Brak skutecznych, znormalizowanych metod izolacji i oczyszczania egzosomów w skali i czystości niezbędnej do testów klinicznych jest głównym wąskim gardłem. Techniki takie jak ultrawirowanie generują niską wydajność. Nowsze metody, takie jak filtracja z przepływem stycznym, są obiecujące pod względem uzyskiwania egzosomów o jakości klinicznej.
- Ładowanie leków do egzosomów: Wydajność i efektywność ładowania, zwłaszcza w przypadku leków hydrofobowych, pozostaje niska w przypadku wielu obecnych technik, takich jak elektroporacja. Nowe podejścia, które wykorzystują endogenne szlaki komórkowe, takie jak makropinocytoza lub metody inżynierii membranowej, takie jak EXPLOR, wykazują zwiększone ładowanie leków.
- Ukierunkowane dostarczanie do komórek/nowotworów: Modyfikacja powierzchni egzosomów w celu osiągnięcia selektywnego ukierunkowania na zamierzone typy komórek lub miejsca chorobowe pozostaje wyzwaniem. Wyświetlanie ligandów celujących, takich jak przeciwciała, poprzez znakowanie metaboliczne lub rusztowania membranowe, może potencjalnie poprawić specyficzność celowania.
- Skalowalna produkcja: Brak skalowalnych metod produkcji jednorodnych egzosomów klasy klinicznej o przewidywalnej farmakokinetyce i ekspresji białek powierzchniowych ogranicza zastosowanie kliniczne. Innowacje w zakresie izolacji, inżynierii i przechowywania egzosomów mają na celu umożliwienie skalowalnego dalszego rozwoju.
Pokonanie tych kluczowych przeszkód technicznych w ładowaniu egzosomów, celowaniu, produkcji i skalowalności za pomocą nowych technik obiecuje promować ich rozwój jako wszechstronnych nanonośników do dostarczania leków i leczenia chorób.
Źródła:
- Hussen, B.M., Faraj, G.S.H., Rasul, M.F. et al. Strategies to overcome the main challenges of the use of exosomes as drug carrier for cancer therapy. Cancer Cell Int 22, 323 (2022). https://doi.org/10.1186/s12935-022-02743-3, https://cancerci.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12935-022-02743-3
- Wang J, Chen D, Ho EA. Challenges in the development and establishment of exosome-based drug delivery systems. J Control Release. 2021 Jan 10;329:894-906. doi: 10.1016/j.jconrel.2020.10.020. Epub 2020 Oct 12. PMID: 33058934., https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33058934/