Это текст выходит 2 апреля — во Всемирный день информирования об аутизме. Иллюстрации для материала нарисовали подопечные фонда «Антон тут рядом» в рамках акции «Привет! Мы будущие бывшие художники».
Что такое экзосомы
Экзосомы — это внеклеточные пузырьки или везикулы (от лат. vesicula — «пузырек»), размером 30-200 нм, которые выделяются почти всеми клетками организма. Если раньше считали, что функция экзосом — это «уборка мусора», то есть удаление клеточных отходов, то теперь экзосомы рассматривают как важные средства межклеточной коммуникации. За открытие этого механизма в 2013 году Рэнд Шекман, Джеймс Ротман и Томас Зюдхоф получили Нобелевскую премию.
Эти крошечные частицы передают важные сигналы от клетки к клетке, влияя в том числе на старение кожи. Поэтому при обсуждении экзосом можно услышать термин «клеточное омоложение». Эти внеклеточные пузырьки содержат белки, липиды, РНК, факторы роста, нуклеиновые кислоты и другие молекулы и могут регулировать функции клеток. А заключены экзосомы в липидные двухслойные мембраны, что позволяет им легко проникать через защитный барьер кожи, так как он тоже состоит из липидов.
Как работают экзосомы
Если представить организм в виде города, то экзосомы — это сотрудники почтовой службы, которые доставляют письма от клетки к клетке. Передвигаются они «водным транспортом» — по межклеточному пространству и биологическим жидкостям, включая систему кровообращения, слюну, спинномозговую жидкость, грудное молоко. Передавая сообщения, экзосомы могут регулировать состояние соседних и удаленных клеток. Если говорить про уход за кожей, то экзосомы способны доставить клетке сигнал, которое повлияет на ее регенерацию. Способность стимулировать обновление клеток и восстановление тканей пророчит использованию экзосом звание самого инновационного метода.
«Это одна из первых частиц, которая действительно работает на межклеточном уровне и способна значительно влиять на состояние клеток, — объясняет Станислав Волчков, кандидат медицинских наук, иммунолог-аллерголог, врач-терапевт, основатель и генеральный директор биотехнологической компании InBioPharma — первого производителя биотехнологических экзосом в России и разработчика линии косметических средств EXO с экзосомами бренда HELEO4. — В зависимости от того, какие препараты с экзосомами мы используем, мы можем передать уникальные «инструкции» для клеток. Мы потенциально можем заставить работать экзосомы так, как нам бы хотелось (здесь и далее эксперты HELEO4 говорят именно о ММСК, производством которых занимаются, — прим. ред.). В регенеративной медицине, в том числе и в косметологии, одна из безопасных и наиболее охарактеризованных клеточных культур является культура мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток (ММСК, здесь и далее эксперты HELEO4 говорят именно о клетках, производством которых занимаются). Это регуляторы иммунной системы. Их экзосомы способны переключать работу клетки из воспалительного режима в регенераторный». Регенеративное действие действие ММСК подтверждают исследования.
Как получают экзосомы
Выделение клетками экзосом — это естественный процесс, поэтому для их получения используется чаще всего биологический материал человека, животного или растения.
Разработчики линии EXO для российского бренда HELEO4 извлекают экзосомы из ткани пупочного канатика, которую получают у доноров пуповинной крови на базе Центра клеточных технологий. Это ткань органа, соединяющего плод с плацентой, из которой выделяют ММСК, а из них производят экзосомы. В других разработках экзосомы получают из донорских мезенхимальных стволовых клеток жировой ткани (адипоцитов), клеток эпидермиса (кератиноцитов), дермального сосочка (нижняя часть волосяного фолликула).
И тут встает один из важных вопросов в теме экзосом — качество источников, а именно доноров. От какого донора были получены экзосомы, из какой клеточной культуры (проще говоря, какой ткани), здоров ли донор, кто и как контролировал его здоровье? «Чтобы получить качественные экзосомы, важно заниматься отбором доноров, — подтверждает Станислав Волчков. — Если посмотреть на практику иностранных коллег, то, например, некоторые корейские компании изначально производили экзосомы из жировой ткани взрослых женщин-кореянок. За этим донорским материалом чаще всего обращаются в клиники пластической хирургии, где проводят процедуру липосакции. Но если вспомнить, что экзосомы несут в себе «инструкцию» с регуляторными механизмами, то какие «инструкции» они принесут от подобного донора? Если взрослая кореянка делает липосакцию, то, возможно, у нее есть нарушения метаболизма, раз накопился избыток жировой ткани. Какой образ жизни она ведет, есть ли у нее сопутствующие заболевания? Как происходит этот отбор доноров? Эти вопросы стоит задавать производителям при использовании препарата с экзосомами».
Некоторые бренды пытаются решить этот вопрос, обращаясь к животному материалу. Сингапурский Calecim использует в своих препаратах комплекс, в котором содержатся экзосомы, «этично» извлекаемые из оболочки пуповины красного благородного оленя. Это животный материал, который дает человеческой коже необходимое стимулирующее действие, но при этом, как говорит бренд, у оленей нет штаммов тех заболеваний, которые могли бы быть потенциально опасны для человека.
А что насчет растительных источников? Здесь мнения экспертов расходятся. «Пока не очень понятно действие растительных экзосом, — говорит Дарья Богданова, врач-дерматовенеролог, косметолог клиники Real Clinic. — Когда они встраиваются в клетку человека, что они конкретно делают и как клетка реагирует на принесенные ей вещества? Нет таких исследований на людях». С этим мнением согласна Мария Мерекина, врач-дерматовенеролог, косметолог, основатель и главный врач клиники превентивной медицины Idealist: «Нельзя дать однозначное мнение касательно эффективности применения экзосом растительного происхождения в сравнении с экзосомами животного происхождения. Эти компоненты в косметологии применяются недавно, клинический опыт не дает однозначной статистики, что действует хуже, а что лучше».
Разработчики формул EXO идут дальше в рассуждениях: «В научном сообществе нет термина «экзосомы» применительно к растительным клеткам. Их называют ELV, exosome-like vesicles, то есть «экзосомоподобные везикулы». Если убрать всю маркетинговую составляющую, моду на слово «экзосомы», то это растительные экстракты, вытяжки. Представьте, что вы взяли подорожник, приложили его к ранке, и благодаря содержанию в нем определенных химических элементов, которые могут стимулировать восстановление тканей, он сработал и ускорил заживление. Для этого не надо выделять экзосомы из растения. Эти экстракты действительно могут эффективно воздействовать на кожу, просто не надо называть их экзосомами».
Тем не менее растительные экзосомоподобные везикулы уже активно применяют в косметике, ведь их эффективность доказывают различные исследования: экзосомы пшеницы помогают ускорить заживление, экзосомы грейпфрута — отличные доставщики белков в клетки, а экзосомы морских водорослей снижают синтез меланина в клетках и могут влиять на осветление кожи [1], [2], [3].
На что способны экзосомы в косметике
Желание включать экзосомы в формулы косметических средств связано с их противовоспалительными и транспортными свойствами. Идея заключается в том, что экзосомы в составе крема или сыворотки могут помочь коже не просто выглядеть лучше, но и на клеточном уровне восстановить ее настройки до более ранних, то есть сделать ее моложе.
Исследования показывают, какой эффект экзосомы способны давать коже. Они могут восстанавливать кожу от фотостарения, снижать воспаление, окисление и старение клеток, ускорять заживление ран, повышать упругость кожи, замедлять процесс образования морщин, стимулировать выработку коллагена и эластина, а также помогать при выпадении волос. Экзосомы различного происхождения могут помочь и в снижении повышенной чувствительности, борьбе с пигментными пятнами и увлажнении кожи [4], [5], [6], [7], [8].
Если говорить о транспортной функции экзосом, то напрашивается их сравнение с липосомами. Липосомы — это микроскопические сферы, оболочка которых состоит из молекул тех же природных фосфолипидов, что и оболочка клетки. В косметике в липосомы помещают активные компоненты, которые надо доставить глубже в кожу. «Разница в том, что липосома не имеет ни цели, ни направления, — поясняет Иван Тюмин, врач-онколог, директор по развитию и инновациям и руководитель биотехнологической лаборатории InBioPharma, разработчика линии EXO бренда HELEO4. — Липосома будет перемещаться в коже подобно перышку, траектория полета которого меняется с потоком воздуха. А экзосома — это уникальный транспорт-курьер, который знает, куда ему идти. Он не просто бежит с потоком крови в неопределенном направлении, он бежит к конкретной цели, которая в нем прописана. На экзосоме, как в письме, указано «от кого» и «кому», она не попадет в чужую клетку. Одно из ее ключевых отличий — таргетированность».
Клеточное омоложение, свободное перемещение в межклеточном пространстве, наноразмер, транспортная функция, благодаря которой можно доставить почти любые компоненты, — все это звучит как свойства волшебного ингредиента. Почему же тогда не все выпускают линии косметики с экзосомами?
Во-первых, данных об эффективности косметических средств с экзосомами пока мало, так как нет независимых исследований, плюс большинство из них проводятся на мышах, образцах кожи человека и клеточных культурах. Не факт, что экзосомы смогут проникнуть не только в поверхностный, но и в самый глубокий слой кожи. «Пока в экспериментальных условиях показано, что технически экзосомы в составе косметики могут доходить до верхних слоев гиподермы, — рассказывает Станислав Волчков. — Но это происходит в течение одного-двух часов. В реальной жизни сыворотка или крем не будут находиться на коже так долго. Поэтому считается, что косметический продукт с экзосомами достигает в лучшем случае верхнего слоя дермы».
Во-вторых, законодательные органы разных стран, в том числе России, еще не разработали нормы, как регулировать использование экзосом в косметических целях. Поэтому даже в составах формул кремов и сывороток нет термина «экзосомы» — остается ориентироваться на описание средств от самого производителя и пометки на упаковках.
В-третьих, технология производства экзосом (с учетом отбора, культивирования, контроля и очистки материалов) не дешевая, что влияет на стоимость продукта.
Эффект экзосом в косметологических процедурах
В эстетической косметологии препараты с экзосомами в основном используют для ускорения заживления кожи после травмирующих процедур. Основная цель экзосом — нормализовать процесс регенерации, убрать воспаление. «Как и в случае с любыми другими активными компонентами, экзосомы гораздо менее эффективны в условиях наружного применения по сравнению с инъекционным, — поясняет Мария Мерекина. — Все дело в барьерных функциях кожи. Экзосомы в косметике дадут минимальный эффект и только на поверхностном слое кожи. Для ощутимого эффекта от наружных средств необходимо предварительно провести проникающее воздействие на кожу лазером, или микроиглами (RF-лифтинг), или мезороллером».
Благодаря регенерирующим свойствам экзосомы могут стать спасением для людей, испытывающих проблемы с ногтями. «Мы увидели результаты при применении косметических средств EXO HELEO4 с экзосомами в комплексе с процедурами фотодинамической терапии и фотобиомодуляции на аппарате, — говорит Иван Тюмин. — Мы брали сложных пациентов, которые до этого прошли неоднократные курсы разных методик лечения ногтей и пришли к нам с запросом «сделайте с нами уже что-нибудь». Проблемы, с которыми они обращались, — это и расслаивание ногтей, и разрушение ногтевого ложа после грибковых инфекций, псориаза».
Лучшие результаты экзосомы показывают в комплексной терапии против выпадения волос, а также в два раза ускоряют реабилитацию после трансплантации волос.
Инъекции экзосом
Сейчас единственный законный способ применения экзосом — наружно. «В России нет зарегистрированных препаратов с экзосомами для инъекционного введения, — поясняет Дарья Богданова. — Есть введение после травм, то есть наружное, под мезороллер. Это, по сути, как поцарапать кожу, чтобы в нее лучше проник раствор. Если вам кто-то предлагает инъекции с экзосомами, вы должны понимать, что это незаконно». Но есть препараты, зарегистрированные для техники поверхностного наппажа, которая подразумевает введение не более чем на 0,5 мм. За счет неглубокого проникновения поверхностный наппаж не считается инъекцией. «В этой технике я пробовала препарат с экзосомами на себе, — рассказывает Светлана Тагаева, врач-дерматовенеролог, косметолог, главный врач Real Clinic. — После третьей процедуры близкие стали спрашивать, что я делаю с лицом, что оно так сияет. Я заметила, что моя кожа уплотнилась, стала более увлажненной, эластичной, сияющей».
Только действие ли это самих экзосом? «В косметологических препаратах в основном используются растительные экзосомы, — поясняет Дарья Богданова. — Поставляются они в сухом виде и разводятся растворителем. И, например, есть препараты экзосомной терапии, где сам растворитель — это коктейль, в котором содержатся транексамовая кислота, витамин С, пептиды, полинуклеотиды, гиалуроновая кислота, то есть уже достаточно активный состав. И вот вопрос — от чего именно мы видим эффект? От этого мощного состава или от экзосом? На данный момент нет применения экзосом в чистом виде. Поэтому для меня пока открытый вопрос, работают ли экзосомы настолько хорошо, насколько они раскручены».
«В моей практике информация об успешном применении экзосом только на уровне слухов: пациенты делятся восторженными отзывами своих знакомых или знакомых знакомых, — говорит Мария Мерекина. — Однако лично с людьми, которые успешно применяют экзосомы, я не встречалась. Хочу также подчеркнуть, что «хороший эффект» от экзосом может быть связан, во-первых, с грамотной комплексной терапией (помимо экзосом делают другие процедуры), и, во-вторых, с самовнушением (так часто бывает, когда пациент верит в средство, которое использует, и считает его панацеей)».
В чем проблема масштабирования применения экзосом
Основная проблема запуска экзосомной терапии в массы заключается в том, что законодательные структуры разных стран до сих пор не одобрили применение экзосом в медицинских целях. Это значит, что не стандартизированы источники экзосом, степень очистки, рекомендованное количество, нормы производства и хранения. И так как экзосомы начали изучать чуть больше десяти лет назад, то накоплено недостаточно исследований, чтобы утверждать об их полной безопасности. Однако экзосомы разрешены для применения в косметике.
«Экзосомы как основной способ межклеточной коммуникации был открыт в 2007 году, — напоминает Мария Мерекина. — Они фактически меняют генные настройки клетки, чтобы она делала что-то в соответствии с «заданием» от другой клетки. Так вот, метастазирование злокачественных новообразований напрямую зависит от экзосом. Это они, по заданию пораженных тканей, перепрограммируют здоровые клетки, превращая их в новые анклавы опухолей. Хотим ли мы хоть как-то применять малоизученные, совсем недавно открытые информационные системы организма и влиять на них извне? И ради чего? Я не уверена в безопасности этих технологий, поэтому не могу предложить их своим пациентам. Пока нам доступны рабочие и предельно понятные безопасные аппаратные и инъекционные методики, пытаться как-то влиять на генную информацию считаю неоправданно рискованным, не имея достаточно исследований об отдаленных реакциях применения как самих экзосом, так и их сочетания с другими препаратами и аппаратами».
Если экзосомы содержат генетическую информацию, могут ли они принести чужой генетический код? А что если очистить экзосомы от генетической информации? «Это лишено смысла, — считает Станислав Волчков. — Это как если из машины вытащить двигатель и сказать, что она наконец-то стала безопасна. Без этого двигателя машина не сдвинется с места, это лишит ее основной функции. Да, в экзосомах содержится генетическая информация, но это РНК, управляющая информация, которая регулирует работу клеток, а не кодирует вас как индивидуальность. Другой вопрос, какая именно управляющая информация там содержится. Не все экзосомы одинаково полезны. Как я уже говорил, нужно заниматься отбором доноров. Что касается страха, что экзосомы могут навредить организму, то, по сути, первая стадия клинических испытаний пройдена, мировой опыт получен. Известно, что экзосомы содержатся во всех жидкостях организма, в том числе в крови. Переливание плазмы крови успешно проводится с 1960-х годов. Делают эту процедуру ежедневно по всему миру. Это доказанная безопасная эффективная методика спасения жизни при потере большого объема крови. То есть уже огромное количество людей получало донорские экзосомы, и это не наносит вред организму. Просто с точки зрения регулирующих органов плазма крови — это один вид продукта, а экзосомы (которые содержатся в том числе в плазме крови) — это уже другой продукт, который производится отдельно».
Перспективы экзосом
Сейчас экзосомы — это надежда на светлое будущее антивозрастной медицины. Таргетированная доставка ингредиентов, стимуляция регенеративных процессов, естественность механизма воздействия, биодоступность, биосовместимость — эти преимущества «нанопузырьков» потенциально полезны для лечения акне, экземы, розацеа и помогут бороться с гиперпигментацией, повышенной чувствительностью кожи, а также будут поддерживать ее здоровье и молодость.
«Как ботулотоксины перевернули мир эстетической медицины, а антибиотики — мир фармакологии, так экзосомы обещают перевернуть оба этих мира, — прогнозирует Иван Тюмин. — Их применение в перспективе сможет решать проблемы в области аутоиммунных, неврологических, гинекологических и других заболеваний». Разработки в области экзосом могут привести к тому, что их будет использовать для доставки антибиотиков или противоопухолевых средств.
Читайте все материалы проекта «РБК Wellbeing» здесь.
