Die Verwendung von winzigen, von Zellen freigesetzten Vesikeln, die das Immunsystem stimulieren, ist in Zeiten rasanter Fortschritte in der Krebsimmuntherapie von großem Interesse. Exosomen sind von Zellen produzierte Nanovesikel und bergen aufgrund ihrer Fähigkeit zur molekularen Übertragung und Immunogenität ein erhebliches Potenzial für die Krebsimmuntherapie. Jüngste technische Fortschritte haben es ermöglicht, die Exosomen-Nutzlasten zu identifizieren, die immunologische Reaktionen steuern. Insbesondere Exosomen von Tumorzellen und Immunzellen weisen charakteristische Zusammensetzungsprofile auf, die für die Krebsimmuntherapie von entscheidender Bedeutung sind. Exosomen können ihre Nutzlast auf Zielzellen übertragen, was möglicherweise die phänotypischen und immunregulierenden Fähigkeiten dieser Zellen beeinflusst.
Laut zunehmenden Daten des letzten Jahrzehnts können Exosomen an zahlreichen zellulären Prozessen beteiligt sein, die zur Krebsentstehung beitragen und therapeutische Wirkungen haben, was die doppelte Funktion der Förderung und Unterdrückung von Krebs belegt. Exosomen haben ein enormes Potenzial im Bereich der Krebsimmuntherapie und könnten sich als die wirksamsten Krebsimpfstoffe sowie als Träger für spezifische Antigene und Medikamente erweisen. Um die Ausbreitung von Krebs zu kontrollieren, muss man verstehen, wie Exosomen in der Immuntherapie eingesetzt werden können. Exosomen haben auch Auswirkungen auf die Diagnostik und die Entwicklung neuer therapeutischer Ansätze.
Data Bridge Market Research analysiert, dass der Markt im Prognosezeitraum von 2022 bis 2029 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 16,9 % wächst und von 468,98 Tausend USD im Jahr 2021 auf 1.602,54 Tausend USD im Jahr 2029 ansteigen soll. Die steigende Prävalenz chronisch entzündlicher Autoimmunerkrankungen und die technologische Entwicklung bei Exosomentherapeutika dürften die Haupttreiber sein, die die Marktnachfrage im Prognosezeitraum ankurbeln. Der globale Markt für Exosomentherapeutika ist nach Typ, Quelle, Therapie, Transportkapazität, Anwendung, Verabreichungsweg und Endverbraucher segmentiert. Die USA werden voraussichtlich den globalen Markt für Exosomentherapeutika dominieren, da es von der FDA zugelassene Geräte zur Wundreinigung, Krankenversicherungsprämien, eine Zunahme chronischer Wunden und eine Zunahme der älteren Bevölkerung gibt.
Weitere Informationen zur Studie finden Sie unter: https://www.databridgemarketresearch.com/de/reports/global-exosome-therapeutic-market
Hintergrund
Krebs ist weltweit die häufigste Todesursache und ein erhebliches Problem für die öffentliche Gesundheit. Sowohl die Häufigkeit als auch die Sterblichkeitsrate nehmen rapide zu. Derzeit wird mit 9 Millionen Krebstoten und etwa 18 Millionen Neuerkrankungen pro Jahr gerechnet. Chirurgie, Chemotherapie, Bestrahlung und zielgerichtete Therapie sind heute die wichtigsten Krebsbehandlungen. Obwohl Chemotherapie und/oder Strahlentherapie die bedeutendsten und wirksamsten Behandlungsansätze zur Krebsbehandlung sind, können sie auch zu unangenehmen Reaktionen, Arzneimittelresistenz und langfristigen Problemen führen. Angesichts der enormen Fortschritte in der Arzneimittelscreening-Technologie besteht nun ein wachsendes Interesse an der Entwicklung von Krebsmedikamenten, die diese Probleme durch die Verwendung eines neuartigen Krebstherapieansatzes lösen können.
Bei der Krebsimmuntherapie handelt es sich um eine Therapie, die Tumore unterdrückt und eliminiert, indem sie das Immunsystem kontrolliert, um die Anti-Krebs-Immunantwort zu reaktivieren und den Tumor-Fluchtweg zu blockieren. Unspezifische Immunaktivierung, Immun-Checkpoint-Blockaden, adoptiver Zelltransfer und Impftechniken sind die wichtigsten therapeutischen Optionen. Die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) hat die Verwendung einer Reihe von Immuntherapiemedikamenten zugelassen, darunter Inhibitoren des programmierten Zelltods 1 (PD-1) und des programmierten Zelltods 1 Liganden 1 (PD-L1), Inhibitoren des zytotoxischen T-Lymphozyten-assoziierten Proteins 4 (CTLA-4) und andere.
Exosomen sind Organellen mit einer Einzelmembran, deren Größe zwischen 30 und 100 nm liegt und die von einer Vielzahl von Zellen, darunter auch immunologischen und Krebszellen, abgesondert werden können. Exosomen bestehen hauptsächlich aus Proteinen, Lipiden, Glykokonjugaten und Nukleinsäuren, die aus Zellen stammen. Exosomen erfüllen eine Vielzahl von Funktionen, darunter die Modifizierung der extrazellulären Matrix (ECM) und die Funktion als Kanal für den Austausch von Signalen und Chemikalien zwischen Zellen. Die doppelte Eigenschaft von Exosomen, Krebs zu fördern und zu unterdrücken, wurde bei der Erforschung der vielen Funktionen berücksichtigt, die Exosomen im Verlauf von Krebs spielen. Exosomen, die aus Zellen stammende Nanovesikel sind, können aufgrund ihrer Immunogenität und ihrer molekularen Übertragungsfähigkeiten in der Krebsimmuntherapie eingesetzt werden.
Da die Krebsimmuntherapie das Immunsystem stärkt, zur Behandlung einer Vielzahl von Krebserkrankungen eingesetzt werden kann und eine lang anhaltende Wirkung hat, ist sie in jüngster Zeit ein Forschungsschwerpunkt geworden. Sie hat eine starke Anti-Tumor-Wirkung bei zahlreichen Krebserkrankungen gezeigt, darunter Melanom, nicht-kleinzelliger Lungenkrebs (NSCLC) und Nierenkrebs. Von Krebszellen produzierte Exosomen können mehrere Stromazelltypen modifizieren, um die Entwicklung und Invasivität von Krebszellen zu unterstützen, sowie die autokrine VEGF-Signalisierung von Endothelzellen auslösen, um die Tumorangiogenese zu unterstützen. Exosomen können auch Substanzen wie PD-L1 und den transformierenden Wachstumsfaktor (TGF) exprimieren, die bei der Immunsuppression eine Rolle spielen. Von Krebszellen produzierte Exosomen können das Wachstum und die Aktivierung von CD8+-T-Zellen verhindern und gleichzeitig das Wachstum regulatorischer T-Zellen fördern, die dann das Immunsystem unterdrücken können.
Darüber hinaus wurden kürzlich einige unerwartete Fähigkeiten von Exosomen gegen Krebs entdeckt. Haupthistokompatibilitätskomplex-Klasse-I-Moleküle (MHC I) und Tumormarker wie Hitzeschockproteine (HSP), die an der Antigenpräsentation und Stimulation von T-Zellen beteiligt sind und nachweislich CD8+ T-Zell-abhängige Antitumorreaktionen in vitro und in vivo auslösen, wurden in Exosomen aus dendritischen Zellen (DC) und Tumoren stark exprimiert. Der potenzielle Einsatz von Exosomen in der Immuntherapie ist entscheidend für das Verständnis der Krebsentwicklung, da sie als Träger für Antikrebs-Immunreaktionen und die Verabreichung von Medikamenten fungieren. Dies hat Auswirkungen auf die Diagnostik und die Entwicklung neuer therapeutischer Ansätze.
Klinische Anwendungen
Zahlreiche klinische Studien mit Exosomen wurden als Ergebnis umfassender Studien zur Funktion von Exosomen in der Krebsimmuntherapie und ihrer Bedeutung als diagnostische und therapeutische Ziele durchgeführt. Angesichts der Funktion von TAEs bei der Steigerung des Überlebens und der Verbreitung von Krebszellen konzentriert sich eine neuartige Krebsbehandlungsmethode auf TAE-Dysregulationswege wie die Heparinase/Syndecan-1-Achse. Exosomen werden auch in der Immuntherapie als therapeutische Indikatoren eingesetzt. Das längere progressionsfreie Überleben von Patienten mit bösartigem Gliom nach einer Anti-Survivin-Immuntherapie kann mit der verringerten Freisetzung von CD9+/GFAP+/SVN+- und CD9+/SVN+-Exosomen verbunden sein.
Exosomen-DNA (ExoDNA), die von Tumorzellen produziert wird, kann auch Immunzellen über den STING/cGAS-Signalweg aktivieren. Infolgedessen kann ExoDNA sowohl die Tumorimmunität steuern als auch als wichtiger Regulator der Checkpoint-Immuntherapie fungieren. Exosomen werden in laufenden klinischen Studien als Arzneimittelträger zur Behandlung von Krebs, als immuntherapeutische Impfstoffe und als Marker für Krebsdiagnose, Prognose, Rezidive und Metastasen eingesetzt. Exosomen wurden bei Bauchspeicheldrüsenkrebs als immuntherapeutische Impfstoffe untersucht, darunter DEX gepaart mit Cyclophosphamid für NSCLC, TAEs kombiniert mit einem Antisense-Molekül gegen Gliome und aus mesenchymalen Stromazellen stammende Exosomen mit KrasG12D-siRNA (iExosomen).
Zahlreichen klinischen Untersuchungen zufolge können Exosomen als diagnostische, prognostische und therapeutische Indikatoren für Lungen-, Prostata-, Nierenzell-, Magen-, Brustkrebs, Gallenblasen-, Bauchspeicheldrüsen- und Rektumkrebs eingesetzt werden. Klinische Experimente haben die Wirksamkeit und Sicherheit von Exosomen als Curcumin-Träger zur Behandlung von Dickdarmkrebs bestätigt. Basierend auf den verfügbaren experimentellen Daten und klinischen Studien wird daher erwartet, dass Exosomen als Biomarker, Medikamententräger und immuntherapeutische Impfstoffe für eine Reihe von Krebserkrankungen dienen.
Vorteile von Exosomen für die Krebstherapie
Exosomen sind weniger toxisch und immunogen als synthetische Nanopartikel, da sie eine höhere Biokompatibilität mit dem Körper aufweisen und schneller biologisch abgebaut werden. Obwohl andere aus Zellen gewonnene EVs ebenso biokompatibel sind, war ihre Verwendung als Arzneimittel und ihre Verabreichung eingeschränkt, da sie größer und vielfältiger als Exosomen waren. Da die meisten Zelltypen in der Lage sind, Exosomen zu produzieren, ist die Produktion von Exosomen ähnlich einfach. Exosomen können leicht der Lungenclearance entgehen und die Blut-Hirn-Schranke überwinden, da sie in biologischen Flüssigkeiten stabil und klein genug sind, um dies zu tun. Exosomen haften zehnmal schneller an Tumorzellen und dringen in sie ein als Liposomen vergleichbarer Größe, was darauf hindeutet, dass Exosomen gezielter gegen Krebs wirken.
Darüber hinaus aggregieren nanometrische Exosomen in Tumorgewebe mit falsch geformten Blutgefäßen aufgrund höherer Durchlässigkeit und Retentionseffekte stärker als in normalem Gewebe. Dadurch können Exosomen Medikamente effektiver verteilen, indem sie die Mehrheit der soliden Tumore erreichen. Exosomen können auch so modifiziert werden, dass sie tumorspezifische Peptide, Antikörper oder Proteine enthalten, um Medikamente und therapeutische Nukleinsäure präzise zu verabreichen. Diese Eigenschaften machen Exosomen zu einem der Topkandidaten für eine zielgerichtete Krebstherapie.
Exosomen sind ein relativ neues Forschungsgebiet, haben jedoch aufgrund ihrer potenziellen Anwendungsmöglichkeiten als neue, wenig toxische Immuntherapie-Hemmer, prospektive Krebsindikatoren oder als sicherere und wirksamere Verabreichungsmethode für Krebsmedikamente große Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Exosomen sind eine Art winziger extrazellulärer Vesikel, die von Immunzellen oder Tumorzellen in die extrazelluläre Umgebung abgegeben werden können. Jüngste Aktualisierungen der Beweise, dass Exosomen immunmodulatorische Eigenschaften aufweisen und als mögliche therapeutische Wirkstoffe fungieren können, sind das Ergebnis zunehmender Studien. Exosomen spielen auch eine entscheidende funktionelle Rolle bei der Übertragung von Proteinen, Nukleinsäuren und Lipiden, was die interzelluläre Kommunikation und die Kontrolle des Immunsystems unterstützt.
Zukünftige Richtungen und Schlussfolgerungen
Aufgrund ihrer Funktion bei der Krebsentstehung und ihrer einzigartigen biologischen Eigenschaften haben Exosomen eine vielversprechende Zukunft in der Krebstherapie. Exosomenbasierte Krebstherapien wurden auf vielfältige Weise erforscht und entwickelt, unter anderem durch die Nutzung von natürlich von Immunzellen produzierten Exosomen zur Unterdrückung von Krebszellen, die Verhinderung der von Krebszellen verursachten exosomalen Aktivität und den Einsatz von Exosomen als Gen-/Medikamententräger. Es gibt jedoch noch viele Probleme zu lösen. Erstens ist noch unklar, wie sich Exosomen aus verschiedenen Quellen voneinander unterscheiden. Zweitens kann die für eine therapeutische Wirkung erforderliche Anzahl von Exosomen je nach Krebsart erheblich variieren. Drittens können Tumorheterogenität und Skalierbarkeit die Wirksamkeit der Behandlung beeinflussen.
Darüber hinaus sind die vielen Funktionen von Exosomen aus verschiedenen Quellen noch nicht vollständig verstanden. Darüber hinaus ist noch nicht bekannt, wie Exosomen verändert werden könnten, um ein hohes Maß an Selektivität gegenüber bestimmten Krebszellen zu erreichen. Und nicht zuletzt ist noch unklar, wie Exosomen gelagert und erhalten werden. Angesichts dieser Schwierigkeiten ist es unerlässlich, Exosomen aus verschiedenen Zellen/Geweben sorgfältig zu analysieren, um die Zellen auszuwählen, die für eine bestimmte Krebstherapie am besten geeignet sind. Um Exosomen als hochselektive Arzneimittelträger für Krebszellen zu konstruieren, ist es auch notwendig, die einzigartigen Oberflächenindikatoren von Krebszellen zu entdecken. Aufgrund der Komplexität und Heterogenität des Tumors muss eine auf Exosomen basierende Krebsbehandlung möglicherweise auch mit anderen Methoden kombiniert werden.
Um die Wirksamkeit der Anwendung zu bestätigen, sind abschließend umgehend klinische Studien zur Exosomen-basierten Krebstherapie erforderlich. Exosomen versprechen eindeutig innovative und bedeutsame Anwendungen für die Krebsbehandlung, auch wenn noch Hindernisse zu überwinden sind.
Exosomenbasierte Ansätze haben sich als Verbesserung der Krebsimmuntherapie erwiesen, obwohl ihre praktische Anwendung bei Krebspatienten nur geringe Vorteile erbracht hat. Bevor Exosomen ihr volles klinisches Potenzial entfalten können, müssen noch einige Herausforderungen in Bezug auf ihre Trennung, Synthese, Biokompatibilität und Herstellungsverfahren bewältigt werden. Erstens gibt es keine Einschränkungen hinsichtlich der Synthese und Reinheit von Exosomen, da die meisten Exosomen derzeit aus komplizierten biologischen Flüssigkeiten (wie Plasma) und Zellkulturüberständen extrahiert werden. Darüber hinaus gibt es derzeit keine besonderen weltweiten Richtlinien für die Herstellung und Verwendung dieser neuartigen Art von Therapeutikum, und die exosomenbasierte Immuntherapie befindet sich noch in der frühen Phase klinischer Tests.
Laut WHO ist Krebs eine der häufigsten Todesursachen weltweit und war im Jahr 2020 für etwa 10 Millionen Todesfälle verantwortlich. Data Bridge Market Research analysiert, dass der Markt für Exosomenforschungsprodukte, der im Jahr 2022 0,55 Milliarden USD betrug, bis 2030 auf 2,26 Milliarden USD anwachsen und im Prognosezeitraum 2023 bis 2030 eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 19,3 % verzeichnen dürfte. Im Jahr 2020 erwarb Lonza die Exosomenanlage von Codiak Biosciences. Letztere behielt ihre Pipeline an Therapiekandidaten und Exosomen-Wirkstoffladetechnologien. Der asiatisch-pazifische Raum dürfte im Prognosezeitraum 2023 bis 2030 aufgrund steigender Ausgaben für die Gesundheitsinfrastruktur, wachsender Investitionen in F&E-Aktivitäten und eines stärkeren Fokus der Regierung die höchste Wachstumsrate aufweisen.
Weitere Informationen zur Studie finden Sie unter: https://www.databridgemarketresearch.com/de/reports/global-exosome-research-products-market
