雾化外泌体,新冠的克星

间充质干细胞、免疫细胞、外泌体源头实验室
雾化外泌体吸入治疗新冠”是干细胞与再生医学产业目前热度最高的话题。

雾化外泌体,新冠的克星

外泌体(Exosome)是包含了复杂RNA和蛋白质的小膜泡,具有脂质双层膜结构,能够携带并转移与细胞来源相关的多种蛋白质、脂质和核酸,作为信号分子传递给其它细胞参与细胞活动的重要调控,影响靶细胞的生理活动,介导细胞间信号转导及免疫调节等生物学效应。

外泌体雾化吸入法通过鼻腔吸入形式,修复被新冠肺炎损伤的肺部,抑制免疫系统风暴,从而系统性治疗新冠肺炎病毒对肺部的损伤。

雾化外泌体,新冠的克星
重症患者风险大,不可小觑新冠肺炎

新冠病毒在某些重症及危重症患者中会引起细胞因子风暴综合征(Cytokinestorm syndrome)和急性呼吸窘迫综合征(Acute respiratory distresssydrome, ARDS),并可危害生命。研究显示:即使对一些年轻患者来说一般不会出现肺炎等症状,但是对老年人以及既往有合并症或慢性病的人来说出现重症甚至死亡的风险依旧很大。

外泌体的组成成分取决于细胞类型和微环境刺激,一般而言,干细胞外泌体对组织修复有疗效,包括促进血管生成、抗凋亡、抗纤维化、抗炎和免疫调节作用。这也是雾化外泌体能够有效治疗新冠的原因。除了可以避免直接使用细胞潜在的风险外,干细胞外泌体的临床应用优势还在于其易扩增、易获得和易长时间保存。

雾化外泌体,新冠的克星
间充质干细胞及其外泌体治疗 2019 冠状病毒病 (COVID-19) 的主要调控机制
修复肺损伤,利用外泌体开发治疗肺纤维化雾化疗法

2020年2月《自然》杂志旗下的Nature Communications在线发表的一项研究,为肺纤维化患者提供了一种潜在的无创治疗手段。来自北卡罗莱纳州立大学的研究团队报告,利用雾化吸入的方式输送肺干细胞分泌物,可帮助小鼠和大鼠修复肺纤维化所致的肺损伤。
雾化外泌体,新冠的克星
研究团队开发了肺球细胞来源的肺干细胞(Lung Spheroid Cells,简称LSC),利用干细胞强大的增殖分化和旁分泌能力让肺组织再生。这种潜在的干细胞疗法获得FDA批准正在北卡罗来纳大学医院展开一期临床试验。

研究发现,LSC主要通过其细胞分泌物来发挥治疗作用。细胞分泌物是LSC释放到细胞外的各种生物活性产物,包括外泌体和其他可溶性细胞因子。如果可以使用有效的分泌产物代替实际细胞,在保留干细胞的治疗益处同时,还可以减少潜在的安全问题。于是,研究人员在此次新工作中收集了LSC分泌物和外泌体,验证其治疗肺纤维化的可行性。

雾化外泌体,新冠的克星
LSC 吸入治疗促进肺泡修复
他们分别通过给小鼠气管灌注化学物质博莱霉素(bleomycin)直接引起细胞损伤,以及用二氧化硅颗粒模拟尘肺,诱导出两种不同类型的肺纤维化。

随后,研究人员设计了喷雾装置,让动物将LSC分泌物(LSC-Sec)或是外泌体(LSC-Exo)吸入肺部。此外,研究人员还以另一种干细胞的分泌产物,即来源于间充质干细胞(MSC)的分泌物或外泌体作为对照的治疗药物。

结果表明,在博莱霉素诱导的小鼠肺纤维化模型中,相比生理盐水对照,吸入LSC分泌物治疗后,肺纤维化减少近50%,并与健康组无统计学差异,几乎达到了完全缓解。这一效果比MSC的分泌物更好,后者仅减少了32.4%。

而在二氧化硅诱导的尘肺肺纤维化小鼠模型中,LSC分泌物治疗后的肺纤维化减少了26%,也优于MSC分泌物(16.9%)的治疗效果。

雾化外泌体,新冠的克星
外来体吸入治疗肺纤维化大鼠的治疗潜力
在中国临床试验注册中心登记注册的《间充质干细胞外泌体雾化吸入治疗新型冠状病毒肺炎(COVID-19)的关键技术研究》项目(ChiCTR2000030261),其目的是利用干细胞外泌体的抑制炎症因子和增强机体免疫力的作用,通过雾化吸入肺直接接触病灶的方式,促进新冠病毒肺炎患者早日康复,减少并发症。研究人员突破了给药途径的局限,在方法学上尝试创新,将外泌体雾化后吸引人体,起到修复新冠病毒给肺部带来的损伤的作用。
 
国外外泌体雾化临床试验

 

雾化外泌体,新冠的克星

 

外泌体修补肺部损伤的作用机制

 

( 一)、间充质干细胞来源的外泌体携带了IL-10 mRNA、miR-126和miR-30b,它们可保护肺纤维组织;同时还携带了各种免疫调节蛋白,包括血管生成素-1(Ang-1)和肝细胞生长因子(HGF),已知这两种蛋白质都能减轻动物模型中的肺损伤。

(二)、雾化外泌体可以到达肺部的精细结构,如细支气管和肺泡,以直接将抗炎分子递送到它们的靶位,并且不会诱发急性过敏反应或继发性过敏反应,同时促进肺部病变的吸收,并减少新冠肺炎带来的后遗症。

 

干细胞外泌体雾化的优势

1、安全

采用过滤除菌等手段,减少了细胞制剂污染的可能性,同时外泌体具有高度生物相容性、低免疫原性,可供异体使用。

2、靶向强

通过雾化呼吸,靶向输送到肺部、无需通过血液循环输送 。

3、见效快

外泌体分子量比细胞还小,可以快速深入组织细胞内部快速起到改善作用

4、高稳定性

液体状态下-20度保存6个月,-80度低温保存可以长期存放。

5、方便

(一)相对于活性细胞,外泌体更易于运输和保存。

(二)无需增殖,批量生产,定量分装,随用随取。

(三)雾化给药代替了原有细胞治疗的静脉给药,摆脱了医疗行为,可以在家庭、工作场所等普通环境使用。

 

干细胞治疗新冠肺炎的优势及研究案例分析

 

越来越多的研究证实雾化吸入间充质干细胞来源外泌体可作为一种便捷、安全、有效的新方法用于治疗新冠肺炎,呼吸的问题还是呼吸着解决!该治疗办法不仅仅对新冠肺炎重症有效,对轻症同样也有效,越早使用越早受益!

资料来源:网络

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