Какие проблемы решают экзосомы? Как их получают? И почему некоторые экзосомы запрещены в ряде стран? Попросили ответить на эти и другие вопросы Елену Кирюшину, косметик-эстетиста, химика-технолога, разработчика косметических продуктов.
Что такое экзосомы?
Это крошечные пузырьки. По-научному их называют «везикулы» (от лат. vesicula — ‘пузырек’), они могут переносить огромное количество различных молекул, от белков до липидов, а снаружи защищены мембраной. Интересно, что впервые об экзосомах стало известно в 1981 году, но долгое время ученые считали, что эти частицы выполняют роль «мусорщиков», избавляя организм от ненужных молекул. И только в 2013 году трое ученых, Джеймс Э. Ротман, Рэнди В. Шекман и Томас К. Зюдхоф, получили Нобелевскую премию за открытие механизмов, регулирующих движение этих пузырьков и определяющих экзосомы как основную транспортную систему наших клеток.
Выделение экзосом — это естественный процесс нашего организма. Например, если вы повредили кожу, клетки начинают продуцировать экзосомы с противовоспалительными белками, чтобы запустить процесс заживления.
Почти каждая клетка нашего организма способна выделять экзосомы, и это происходит постоянно, простым и физиологичным способом. Экзосомы могут переносить внутри себя пептиды, белки, липиды, аминокислоты и даже генетическую информацию в виде РНК. Доставляемые «ценные грузы» окружены мембраной-оболочкой с липидным слоем, что защищает их от окружающей внеклеточной среды.
Елена Кирюшина
косметик-эстетист, химик-технолог, разработчик косметических средств
Экзосомы с легкостью путешествуют в межклеточном пространстве и по биологическим жидкостям организма. Когда пузырьки доставляются до конечного пункта нашего организма, целевая клетка поглощает экзосому, ее оболочка разрушается, а тот самый груз оказывается внутри и запускает нужные естественные механизмы.
В человеческом организме экзосомы участвуют во многих биологических процессах — синтезе белка, восстановлении клеток и даже иммунном ответе. Например, здоровая клетка может в экзосоме передать сигнал поврежденной «коллеге», активировав ее скорейшее восстановление. С помощью экзосом можно также запускать синтез молекул молодости — коллагена, эластина, гиалуроновой кислоты, выравнивать тон кожи, поддерживать целостность эпидермального барьера, не зря экзосомы еще называют «курьерами красоты».
Как получают экзосомы?
Так как выделение экзосом — естественный процесс в организме, то и для их получения может быть использован биологический материал человека. Для дальнейшего использования в косметике, в зависимости от того, какие функции должны выполнять «курьеры красоты», они могут быть выделены из разных клеток:
→
для восстановления кожи и противовоспалительной терапии из мезенхимальных стволовых клеток;
→
для активизации синтеза коллагена и эластина с целью омоложения из фибробластов (клеток дермы кожи) или адипоцитов (клеток жировой ткани);
→
для восстановления и поддержания целостности барьера кожи из кератиноцитов (клеток верхнего слоя — эпидермиса);
→
для балансировки выработки меланина и уменьшению пигментных пятен из меланоцитов (клеток, отвечающих за выделение меланина).
Впрочем, экзосомная терапия противоречива и вызывает ряд опасений, так как наука находится на начальных этапах понимания механизмов работы экзосом, и многие клинические данные, важные, в числе прочего и в аспекте безопасности, еще только предстоит получить.
Также все неоднозначно с точки зрения законодательства, ведь использование человеческого биоматериала в косметике считается неприемлемым. FDА (американское Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов) не одобряет и предостерегает от использования косметических продуктов, содержащих экзосомы, для любых целей. Использование экзосом человеческого происхождения запрещено законом Великобритании. Согласно Федеральному закону РФ, работу с клеточными продуктами, полученными из биоматериала человека, могут вести только медицинские работники и организации, осуществляющие медицинскую деятельность.
Елена Кирюшина
косметик-эстетист, химик-технолог, разработчик косметических средств
Несмотря на ряд исследований, множество вопросов, касающиеся экзосом остаются открытыми. На данном этапе полностью не определен точный состав и функции экзосом, полученных из биоматериала человека, а это важно для защиты от переноса нежелательных клеточных сигналов. Ведь инфекции и опухоли распространяются по организму и спасаются от иммунного ответа также с помощью экзосом.
Какие есть альтернативы получения экзосом?
В последнее время все больше внимания уделяют изучению возможности получения экзосом из растительных клеток или из клеток микроорганизмов. Конечно, такие экзосомы по силе действия могут проигрывать человеческим, однако, по идее, они будут иметь схожий механизм действия и смогут добраться до клеток-мишеней, чтобы запустить каскад нужных реакций.
«Например, было показано, что экзосомы, выделенные из грейпфрута, способны доставить заложенные в них ингредиенты клеткам человека. Другое исследование показало, что везикулы, выделенные из гриба, способны тормозить старение кожи, вызванное УФ-излучением, — рассказывает Елена Кирюшина. — Еще одно исследование показывает, что экзосомы, полученные из яблока, способны активировать синтез коллагена и оказывать противовоспалительный эффект. Есть исследование, доказывающее, что нановезикулы пшеницы ускоряют ранозаживление».
Поскольку плоды, семена, листья и корни различных растений являются естественной частью рациона человека, считается, что везикулы, входящие в состав тканей растений, обладают низкой токсичностью и в целом «знакомы» нашему организму, а значит, не должны отвергаться им. К тому же растительные экзосомы-везикулы можно выделить при сравнительно низких затратах. Правда, для косметических целей их стали использовать совсем недавно, и на рынке можно найти не так много продуктов с растительными экзосомами.
Как работают экзосомы в косметике?
Часто косметику с экзосомами применяют после проведения агрессивных косметологических процедур наподобие лазерных шлифовок для восстановления поврежденных тканей. Благодаря способности стимулировать синтез коллагена и эластина, а также нормализовать работу меланоцитов, экзосомы — отличные работники в составе антиэйдж-продуктов.
Для экзосом, как и для других косметических ингредиентов, действует правило, что простое нанесение на кожу имеет меньший и зачастую ограниченный эффект, поскольку кожа предотвращает проникновение большинства ингредиентов благодаря своему строению, если, конечно, она не повреждена. Однако благодаря крошечному размеру и универсальному способу доставки, экзосомы способны запускать каскад реакций восстановления и омоложения в эпидермисе и дерме и при наружном нанесении косметических продуктов.
Также экзосомы уже применяются в инъекционных методиках — мезотерапии и биоревитализации для омоложения кожи: уменьшения морщин, повышения упругости, борьбы с тусклостью и гиперпигментацией. С помощью шприца возможно точно ввести экзосомы в конкретную область лица, а также нужный слой кожи.
Кроме того, экзосомы активно изучаются и для применения в медицине — в терапии и диагностике серьезных заболеваний от диабета до онкологии. И тут специалисты видят в них большой потенциал, так что исследования точно будут продолжаться.
