IF=29.234，陶勇團(tuán)隊(duì)最新研究發(fā)表

2023 年 10 月 23 日，北京朝陽(yáng)醫(yī)院陶勇、中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所魏煒、馬光輝院士等在 Nature 子刊 Nature Biomedical Engineering(IF=29.234)上發(fā)表了題為：Exosome-loaded degradable polymeric microcapsules for the treatment of vitreoretinal diseases 的研究論文。

這項(xiàng)研究開(kāi)發(fā)了一種用于治療玻璃體視網(wǎng)膜疾病的「假細(xì)胞」技術(shù)。

玻璃體視網(wǎng)膜疾病中包含多種可能對(duì)視力造成威脅的疾病。其中，視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷(RIRI)是許多玻璃體視網(wǎng)膜疾病中常見(jiàn)的病理過(guò)程。目前，缺血性視網(wǎng)膜病及其并發(fā)癥的治療包括激光光凝、眼內(nèi)藥物注射和玻璃體視網(wǎng)膜手術(shù)，這些治療往往具有局限性并伴有風(fēng)險(xiǎn)。

而在細(xì)胞療法方面，盡管取得了一些積極的成果，但其在眼科的應(yīng)用仍存在一系列問(wèn)題。如病理微環(huán)境對(duì)治療細(xì)胞的功能表現(xiàn)出嚴(yán)重的負(fù)面影響;低氧張力、高氧化應(yīng)激和營(yíng)養(yǎng)剝奪可導(dǎo)致玻璃體內(nèi)注射后治療性細(xì)胞的存活率低，從而導(dǎo)致治療效果受限;還有研究報(bào)告了干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為不需要的細(xì)胞(如肌成纖維細(xì)胞)的風(fēng)險(xiǎn)，這可能導(dǎo)致不良的治療效果和不良的副作用。

此前已有研究證實(shí)，許多細(xì)胞治療的獲益涉及旁分泌機(jī)制。被稱(chēng)為外泌體的小分泌囊泡在多泡體(MVB)中產(chǎn)生，含有胞質(zhì)蛋白、脂質(zhì)和遺傳因子，在細(xì)胞間通訊和細(xì)胞相互作用中發(fā)揮獨(dú)立作用。此外，外泌體在凍干/再水化循環(huán)(Lyo/Reh)后保持治療活性，并且不受病理微環(huán)境的影響?？紤]到這些特性，外泌體可用于保留治療性細(xì)胞的益處，同時(shí)克服與整個(gè)活細(xì)胞一起工作的局限性。

因此，研究人員設(shè)想使用一種類(lèi)似「假細(xì)胞」的裝置，將外泌體裝載和密封到多腔微膠囊中，連續(xù)釋放治療性外泌體，以模擬小囊泡運(yùn)輸?shù)教烊患?xì)胞的 MVB 中。

在這項(xiàng)研究中，研究人員嘗試驗(yàn)證「假細(xì)胞」在患有玻璃體視網(wǎng)膜疾病的小鼠和非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物模型中的治療效用。

首先，研究人員從細(xì)胞上清液中分離外泌體，將外泌體(Exo)裝載到聚乳酸-共-乙醇酸(PLGA)微膠囊(Cap)的穩(wěn)定多腔內(nèi)部，并誘導(dǎo)了一個(gè)溫和的自我修復(fù)過(guò)程，在此過(guò)程中，表面孔隙愈合，產(chǎn)生了被稱(chēng)為「ExoCap」的假細(xì)胞。

在確認(rèn)其凍干儲(chǔ)存的能力后，研究人員觀察到 ExoCap 在玻璃體內(nèi)注射后沉降在玻璃體腔的下部區(qū)域，并且隨著微膠囊降解，治療性外泌體連續(xù)釋放。

最后，使用 RIRI 和分枝桿菌葡萄膜炎(PMU)模型，研究人員檢測(cè)了兩種不同的 ExoCap 制劑的效果。

在視網(wǎng)膜缺血-再灌注損傷的小鼠模型中，進(jìn)行玻璃體內(nèi)注射時(shí)，包封小鼠間充質(zhì)干細(xì)胞衍生的外泌體的微膠囊在下玻璃體腔中沉降，它們降解釋放外泌體的時(shí)間超過(guò)一個(gè)月，并使視網(wǎng)膜恢復(fù)到接近健康的厚度。

在誘導(dǎo)的分枝桿菌葡萄膜炎小鼠模型和非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物模型中，玻璃體內(nèi)注射載有來(lái)自猴調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞的外泌體的微膠囊，使得炎癥細(xì)胞水平大幅降低。

研究人員認(rèn)為，這種可以?xún)龈蓛?chǔ)存的外泌體封裝微膠囊，可以為玻璃體視網(wǎng)膜疾病提供替代治療選擇。