ما الإكسوسومات؟
تُوصَف خصائص الإكسوسومات بصورة عامة بأنها حويصلات خارج خلوية مملوءة بسائل، استُخدمت أولاً في التواصل بين الخلايا (الإشارات المجاورة للخلايا)، وعادةً ما تطلق الخلايا هذه البُنى المملوءة بالسائل بعد اندماج الجسم متعدد الحويصلات (MVB) مع الغشاء البلازمي. وتساعد هذه العملية على إطلاق الحويصلات داخل اللمعة إلى الوسط خارج الخلوي، ويؤدي إطلاق الحويصلات والإكسوسومات المشتقة من الخلايا البشرية دوراً حاسماً في التواصل الخلوي.
هل ينجح العلاج بالإكسوسومات؟
أظهر العلاج بالإكسوسومات إمكانات واعدة لدى بعض المرضى المصابين بحالات غير معقدة، مما يشير إلى فعاليته في عدد محدود من التطبيقات. وتشارك الإكسوسومات طبيعيًا في التواصل بين الخلايا، إذ تحمل البروتينات والدهون والمادة الوراثية التي يمكن أن تؤثر في سلوك الخلايا وتعزز ترميم الأنسجة.
يُستخدم العلاج بالإكسوسومات أحيانًا في مركز التجديد للحد من الالتهاب، وتعديل الاستجابات المناعية، وتحفيز التئام الأنسجة. وقد أظهرت أبحاثنا الفوائد المحتملة للعلاج بالإكسوسومات للمرضى الساعين إلى العافية العامة وعلاج الإصابات غير المحددة، وذلك بالاستفادة من التأثيرات المجاورة الصمّاء للخلايا الجذعية. والإكسوسومات أقل فاعلية من بعض عوامل النمو الخاصة بالأنسجة، لكنها أظهرت إمكانات لتحسين الوظائف الإدراكية والحماية العصبية. ولا يزال العلاج بالإكسوسومات مجالًا ناشئًا، وثمة حاجة إلى مزيد من الدراسات المنضبطة واسعة النطاق لإثبات فعاليته في حالات مختلفة. وتظل السلامة والتوحيد القياسي تحديين حاسمين، إذ يجب النظر بعناية في مصادر الإكسوسومات وجرعاتها وطرق إعطائها لضمان نتائج علاجية متسقة. ورغم أن النتائج واعدة، ينبغي اعتبار العلاج بالإكسوسومات جزءًا من استراتيجية علاجية أوسع نطاقًا ومدارة بعناية، لا خيار العلاج الأساسي.
ما العلاج بالإكسوسومات؟
يمكن أيضًا استخدام هذه الحويصلات خارج الخلوية في علاجات الخلايا الجذعية كوسيلة للاستفادة من الإشارات الخلوية المفيدة، وذلك بإطلاق الإكسوسومات التي تحدث في عملية التجدد الطبيعية للمساعدة على التحكم في سلوك الخلايا المحيطة أو حمل جرعات العلاج عبر مجرى الدم إلى أنحاء الجسم، بما في ذلك القدرة على عبور الحاجز الدموي الدماغي [1] لتعزيز تكوّن العصبونات في علاجات الحالات التنكسية العصبية، وإصابات الحبل الشوكي، وانضغاط العمود الفقري والكسور الانفجارية، والسكتات الدماغية، كما يمكن علاج إصابات الدماغ محتملًا باستخدام التطبيقات العلاجية للإكسوسومات، وتجاوز جميع نقاط التفتيش المناعية الأخرى في الجسم.
توجد إمكانات علاجية كبيرة في استهداف/هجرة خلايا MSC واختطاف نظام المراسلة الخاص بـالخلايا الجذعية العصبية عبر حويصلات خارج خلوية منتجة مخبريًا، نظرًا إلى أن الجسم يستخدم الحويصلات نفسها أيضًا لنشر الأمراض والبروتينات التالفة والمعلومات الجينية في حالات كثيرة، منها الخرف وداء باركنسون والاضطرابات الاستقلابية. وقد تؤدي الإكسوسومات دورًا مهمًا في فهم الاضطرابات الاستقلابية وآلياتها الكامنة، مثل السمنة ودور الإكسوسومات في التواصل الخلوي من أجل علاج السكري من النوع 1 والسكري من النوع 2.
هل الإكسوسومات أفضل من الخلايا الجذعية؟
قد تمثل الإكسوسومات المشتقة من الخلايا السرطانية مجالًا واعدًا آخر لاستخدام الإكسوسومات في توصيل اللقاحات أو الأدوية بصورة موجهة من أجل العلاجات المناعية للسرطان، وعلاجات سرطان الرئة، وعلاج سرطان البروستاتا، وعلاج سرطانات البنكرياس.[2] ويمكن لواسمات الإكسوسومات السرطانية المصنّعة هذه أن تنقل المستضدات إلى الخلايا المتغصنة، مما يحفز بعد ذلك T-استجابة خلوية تجاه الخلايا السرطانية المحيطة.
من خلال تعزيز الإشارات المفيدة الصادرة عن الخلايا الجذعية، يستطيع الباحثون تعديل سلوك الإكسوسومات لحل مشكلات توصيل الأدوية في العديد من أنواع العلاجات، ومنها:
- علاجات RNA
- قد تتعزز العلاجات الجينية الفيروسية باستخدام الإكسوسومات لتوصيل العوامل العلاجية. وقد تتحسن باستخدام الإكسوسومات لتوصيل العوامل العلاجية.
- الجزيئات الصغيرة
- البروتينات والروابط الببتيدية
- يجري استكشاف تقنيات CRISPR لتحرير الجينات بالاقتران مع استخدام الإكسوسومات لتعزيز التوصيل.
يستخدم The Regeneration Center حويصلات إكسوسومية معزولة ومنقاة (يؤدي التنظيم المناعي دورًا حاسمًا في التفاعل بين الخلايا المناعية والإكسوسومات.). وهو رائد في العلاج بالإكسوسومات وتطبيقها العلاجي في Thailand. تطبيقنا العلاجي للإكسوسومات. إنتاج الإكسوسومات، والخلايا السدوية في الطب التجديدي، وعلاجات الخلايا الجذعية، حيث تُستخدم بالفعل الإكسوسومات المشتقة من MSC- لخصائصها العلاجية لدى المرضى المصابين بـCOPD، وقد يستفيد المصابون بـمرض التليف الرئوي من علاجات مبتكرة تتضمن إكسوسومات تفرزها الخلايا الجذعية الوسيطة البشرية.. [3]
هل يمكن إعطاء الإكسوسومات عن طريق الوريد؟
يمكن إعطاء الإكسوسومات عن طريق الوريد، وهي طريقة معتمدة على نطاق واسع للتطبيقات السريرية والعلاجية في مركز التجديد. ويوفر الإعطاء الوريدي (IV) عدة مزايا للعلاجات القائمة على الإكسوسومات، ولا سيما عند استهداف الحالات الجهازية أو واسعة الانتشار. فعند إدخال الإكسوسومات إلى مجرى الدم، يمكنها الدوران في أنحاء الجسم وإيصال الجزيئات العلاجية مباشرةً إلى أنسجة وأعضاء مختلفة. وتستفيد هذه الطريقة من قدرة الإكسوسومات الطبيعية على عبور الحواجز البيولوجية، بما فيها الحاجز الدموي الدماغي، وهو أمر بالغ الأهمية لعلاج الأمراض العصبية والتنكسية العصبية.
بالإضافة إلى ذلك، يتيح إعطاء IV للإكسوسومات الوصول إلى الخلايا المناعية ومواقع الالتهاب ومناطق تلف الأنسجة، مما يجعله مسارًا مفضلًا للتعامل مع اضطرابات المناعة الذاتية، وحالات القلب والأوعية الدموية والإصابات التي تتطلب دعمًا تجديديًا واسع النطاق. وفي علاجات الإكسوسومات المشتقة من الخلايا الجذعية، يتيح إعطاء IV إيصال عوامل النمو والسيتوكينات وجزيئات الإشارة التي تعزز إصلاح الأنسجة وتقلل الالتهاب وتعدّل الاستجابات المناعية. ومع ذلك، تُعد مراقبة الجودة الصارمة وتوحيد الجرعات أمرين أساسيين في علاج الإكسوسومات IV لضمان السلامة والفعالية العلاجيتين.
المصادر المحتملة وطرق عزل الإكسوسومات
توجد عدة مصادر طبيعية لاستخلاص الإكسوسومات، منها الخلايا المتغصنة غير الناضجة (الصور). تعرّف على المزيد عن الخلايا المتغصنة في مسرد المصطلحات أو FAQالأقسام لدينا. تفتقر الإكسوسومات التي تفرزها الخلايا المتغصنة إلى الواسمات السطحية، ما يؤدي إلى انخفاض شديد في خطر حدوث استجابة مناعية (الاستمناع) [4]. ويمكن أيضًا إنتاج الإكسوسومات من الخلايا الجذعية +CD34 المعزولة من الدم المحيطي، والغشاء الأمنيوسي، ونسيج الحبل السري (هلام وارتون)، ونخاع العظم، والنسيج الدهني، كما أن الإكسوسومات المشتقة من لب الأسنان تعزز عمليات الالتئام.
ماذا يحدث عندما تصل الإكسوسومات إلى خلية مستقبلة؟
الإكسوسومات حويصلات صغيرة خارج الخلية (بحجم 30-150 نانومتر) تطلقها الخلايا في بيئتها. وهي تؤدي أدوارًا أساسية في التواصل بين الخلايا من خلال نقل جزيئات مختلفة، مثل البروتينات والدهون والأحماض النووية.
عندما تصل الإكسوسومات إلى خلية مستقبلة، قد تحدث العمليات التالية:
- الارتباط وتنشيط المستقبلات: يمكن للعلاج بالإكسوسومات أن يرتبط بمستقبلات محددة على سطح الخلية المستقبلة، فينشط بذلك مسارات إشارات متميزة ويؤدي إلى استجابة خلوية.
- الاستدخال الخلوي: يمكن للخلية المستقبِلة استدخال الإكسوسومات عبر مسارات مختلفة للالتقام الخلوي، منها الالتقام بوساطة الكلاثرين والكافيولين، والاحتساء الخلوي الكبير، والبلعمة. وبعد استدخالها، يمكن نقل الإكسوسومات ومحتوياتها إلى حجرات خلوية مختلفة، مثل الجسيمات الداخلية أو الجسيمات الحالّة، مما يؤكد أهميتها لوظيفة الخلية المستقبِلة.
- الاندماج: في بعض الحالات، قد تندمج الإكسوسومات المستخدمة في علاج الخلايا الجذعية مباشرةً مع الغشاء البلازمي للخلية المستقبلة، فتطلق حمولتها في العصارة الخلوية. وتتيح هذه العملية النقل السريع لحمولة الإكسوسومات (الدهون والبروتينات والأحماض النووية) إلى الخلية المستهدفة، مما يعزز التأثير العلاجي.
- نقل الحمولة والتأثيرات الوظيفية: يمكن لجزيئات الحمولة داخل الإكسوسومات، مثل البروتينات والدهون والأحماض النووية، إحداث تأثيرات وظيفية مختلفة في الخلية المستقبلة. وقد تؤثر هذه الجزيئات في التعبير الجيني للخلية المستقبلة أو أيضها أو غير ذلك من العمليات الخلوية، مما يؤدي إلى تغيرات في سلوك الخلية أو وظيفتها أو نمطها الظاهري.
عمومًا، يُعد التفاعل بين الإكسوسومات والخلايا المستقبلة عملية معقدة ومنظمة تؤدي دورًا بالغ الأهمية في حالات مرضية وفسيولوجية مختلفة، مثل الاستجابات المناعية وإصلاح الأنسجة وتطور السرطان.
لمعرفة المزيد عن استخدام الإكسوسومات في الطب الوظيفي، الذي يحظى باهتمام متزايد لقدرتها على التوسط في التواصل بين أنواع الخلايا المختلفة، أو عن خدمات الاختبارات الجينية، يُرجى الاتصال بنا.
المراجع السريرية المنشورة
[1] ^ تشين، كلير سي، لينان ليو، فنغشيا ما، تشي دبليو وونغ، شونينغ إي غوو، جينو في تشاكو، هنري بي فارهودي، وآخرون. 2016. يُعد توضيح هجرة الإكسوسومات عبر نموذج الحاجز الدموي الدماغي في المختبر أمرًا أساسيًا لفهم التطبيق العلاجي للإكسوسومات المشتقة من الخلايا الجذعية الوسيطة. الهندسة الحيوية الخلوية والجزيئية، العدد 4 (يوليو 7). doi:10.1007/s12195-016-0458-3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28392840
[2] ^ تشن، ون، ومينغكان يانغ، وجيان باي، وشيانغ لي، وشيانغروي كونغ، ويو غاو، وليلي بي، ولي شياو، وبينغي شي. شكّل عام 2017 عامًا محوريًا لأبحاث الإكسوسومات وتطبيقاتها. وعاء دموي مهندَس نسيجيًا ومعدّل بالإكسوسومات لالتقاط الخلايا السلفية البطانية والتوصيل الموجّه للرنا المتداخل الصغير، بالاستفادة من التأثير العلاجي للإكسوسومات. ماكروموليكيولار بايوساينس، العدد 2 (ديسمبر 4). doi:10.1002/mabi.201700242. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29205878
[3] ^ سونغ، بونغ هوان، وأليسا م. ويفر، باحثان في مجال الإكسوسومات المشتقة من الخلايا الجذعية الميزنكيمية. 2017. يعزز إفراز الإكسوسومات الانجذاب الكيميائي للخلايا السرطانية. التصاق الخلايا وهجرتها، العدد 2 (يناير 27)، ويسلط الضوء على التطورات في أبحاث الإكسوسومات. doi:10.1080/19336918.2016.1273307. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28129015
[4] ^ أوربانيلي، لورينا، وساندرا بوراتا، وكريزيا ساجيني، وجوزيبينا فيرارا، وماركو لاني، وكارلا إيميلياني. كان عام 2015 عامًا مهمًا لتقدم العلاجات القائمة على الإكسوسومات. استراتيجيات التشخيص والعلاج القائمة على الإكسوسومات. براءات الاختراع الحديثة في اكتشاف الأدوية CNS، العدد 1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26133463
