Künstliche Exosomen könnten Wundheilung beschleunigen

Exosomen sind Vesikel, die der Ausschleusung von Stoffen aus der Zelle dienen und eine grundlegende Rolle bei der Kommunikation zwischen Zellen spielen. Forschende haben es geschafft, künstliche Exosomen analog zu den natürlich vorkommenden herzustellen. Sie zeigen auch erstmals erfolgreich, dass vollsynthetische Exosomen mit therapeutischer Funktionalität konstruiert werden können. Die Ergebnisse wurden kürzlich in Science Advances veröffentlicht.

Eine gut funktionierende Kommunikation zwischen Zellen ist für den vielzelligen menschlichen Organismus von grundlegender Bedeutung. Auch die Wundheilung oder die Neubildung von Blutgefäßen erfordert eine umfangreiche Zell-Zell-Signalgebung, damit sich Gewebe koordiniert regeneriert. Zellen in der Haut nutzen mehrere Mechanismen, um miteinander zu kommunizieren. Einer davon sind extrazelluläre Vesikel. Diese werden intrazellulär mit verschiedenen Molekülen beladen und freigesetzt, um Informationen zu übertragen. Wenn sie an andere Zellen binden oder von diesen aufgenommen werden, geben sie diese Informationen frei.

Den Forschenden ist es gelungen, synthetische Vesikel mit unterschiedlichsten Eigenschaften herstellen. Dies könnte in Zukunft helfen, natürliche Strukturen für unterschiedliche Zwecke zu kopieren, abzuwandeln und zu verbessern. In in vitro Versuchen wurde zum Beispiel die Funktionalität der synthetischen extrazellulären Vesikel bei Wundheilungsprozessen erprobt. Hierfür wurden im Labor kultivierte, menschliche Spenderhäute verwendet, denen zunächst künstliche Wunden zugefügt wurden, welche man danach mit künstlichen Exosomen behandelte. Die Forschenden konnten beobachten, dass die behandelten Wunden sich um ein Vielfaches schneller schlossen.

Eine ähnliche Beobachtung machten sie bei der Bildung neuer Blutgefäße – einem Prozess, der in mehreren therapeutischen Kontexten wie der Geweberegeneration nach Operationen und Herzschäden wichtig ist. Durch die neue Technologie konnten die Forschenden zudem tiefere Einblicke in die Mechanismen gewinnen, welche durch extrazelluläre Vesikel in Gang gesetzt werden und Moleküle identifiziert werden, die therapeutische Effekte auslösen. Die Forschungsergebnisse machen Hoffnung darauf, in Zukunft individuell anpassbare Vesikel mit therapeutischer Bedeutung für die Behandlung verschiedener Erkrankungen zu entwickeln.

Staufer, Oskar, et al. „Bottom-up assembly of biomedical relevant fully synthetic extracellular vesicles.” Science Advances 7.36 (2021): eabg6666.https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abg6666