Использование высвобождаемых клетками крошечных пузырьков, которые стимулируют иммунную систему, представляет большой интерес в наше время быстрого развития иммунотерапии рака. Экзосомы представляют собой нановезикулы, вырабатываемые клетками, и благодаря своей способности к молекулярному переносу и иммуногенности они обладают значительным потенциалом для иммунотерапии рака. Последние технические достижения позволили идентифицировать полезные нагрузки экзосом, которые контролируют иммунологические реакции. Экзосомы опухолевых клеток и иммунных клеток, в частности, имеют отличительные профили состава, которые имеют решающее значение для противораковой иммунотерапии. Экзосомы могут передавать свою полезную нагрузку клеткам-мишеням, что потенциально может повлиять на фенотипические и иммунорегуляторные способности этих клеток.
Согласно растущим данным за последнее десятилетие, экзосомы могут участвовать в многочисленных клеточных процессах, которые способствуют развитию рака и оказывают терапевтическое действие, демонстрируя двойную функцию стимулирования и подавления рака. Экзосомы обладают огромным потенциалом в области иммунотерапии рака и могут в конечном итоге стать наиболее эффективными противораковыми вакцинами, а также носителями специфических антигенов и лекарств. Контроль распространения рака требует понимания того, как экзосомы можно использовать в иммунной терапии. Экзосомы также имеют значение для диагностики и создания новых терапевтических подходов.
Исследование Data Bridge Market Research анализирует, что рынок растет со среднегодовыми темпами 16,9% в прогнозируемом периоде с 2022 по 2029 год и, как ожидается, достигнет 1 602,54 тысяч долларов США к 2029 году с 468,98 тысяч долларов США в 2021 году. Рост распространенности хронических воспалительных аутоиммунных заболеваний и технологические разработки в области экзосомной терапии, вероятно, станут основными движущими силами, стимулирующими рыночный спрос в прогнозируемый период. Мировой рынок экзосомальной терапии сегментирован по типу, источнику, терапии, транспортной способности, применению, пути введения и конечному пользователю. Ожидается, что США будут доминировать на мировом рынке экзосомной терапии из-за наличия одобренных FDA устройств для обработки ран, наличия политики оплаты труда в сфере здравоохранения, роста числа хронических ран и роста численности пожилого населения.
Чтобы узнать больше об исследовании, посетите: https://www.databridgemarketresearch.com/ru/reports/global-exosome-therapeutic-market
Фон
Рак, являющийся основной причиной смертности во всем мире и серьезной проблемой общественного здравоохранения, быстро растет как по заболеваемости, так и по смертности. В настоящее время ежегодно ожидается 9 миллионов случаев смерти от рака и около 18 миллионов новых случаев. Хирургия, химиотерапия, лучевая терапия и таргетная терапия являются основными методами лечения рака, используемыми сегодня. Однако, несмотря на то, что химиотерапия и/или лучевая терапия являются наиболее важным и эффективным терапевтическим подходом к лечению рака, они также могут приводить к неприятным реакциям, лекарственной устойчивости и долгосрочным проблемам. Учитывая огромные улучшения в технологии скрининга лекарств, в настоящее время растет интерес к созданию онкологических препаратов, которые могут решить эти проблемы, используя новый подход к терапии рака.
Иммунотерапия рака — это терапия, которая подавляет и уничтожает опухоли, контролируя иммунную систему для реактивации противоракового иммунного ответа и блокирования пути выхода опухоли. Ключевыми терапевтическими вариантами являются неспецифическая иммунная активация, блокада иммунных контрольных точек, перенос адоптивных клеток и методы вакцинации. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) разрешило использование ряда иммунотерапевтических препаратов, включая ингибиторы программируемой гибели клеток 1 (PD-1) и лиганда 1 запрограммированной гибели клеток 1 (PD-L1), цитотоксические Т-лимфоцит-ассоциированные ингибиторы. ингибиторы белка 4 (CTLA-4) и другие.
Экзосомы представляют собой одномембранные органеллы размером от 30 до 100 нм и могут секретироваться различными клетками, включая иммунологические и раковые. Экзосомы в основном состоят из белков, липидов, гликоконъюгатов и нуклеиновых кислот, полученных из клеток. Экзосомы выполняют широкий спектр функций, включая модификацию внеклеточного матрикса (ECM) и служат каналом для обмена сигналами и химическими веществами между клетками. Двойные свойства экзосом по стимулированию и подавлению рака были приняты во внимание при исследовании многих функций, которые экзосомы играют в ходе рака. Экзосомы, представляющие собой нановезикулы клеточного происхождения, могут использоваться в иммунотерапии рака благодаря их иммуногенности и способности к молекулярному переносу.
Поскольку иммунотерапия рака укрепляет иммунную систему, может использоваться для лечения различных злокачественных новообразований и имеет длительный эффект, в последнее время она стала горячей точкой исследований. Он продемонстрировал мощное противоопухолевое действие при многочисленных злокачественных новообразованиях, включая меланому, немелкоклеточный рак легких (НМРЛ) и рак почки. Экзосомы, продуцируемые раковыми клетками, могут модифицировать несколько типов стромальных клеток, чтобы поддерживать развитие и инвазивность раковых клеток, а также запускать аутокринную передачу сигналов VEGF эндотелиальных клеток для поддержки опухолевого ангиогенеза. Экзосомы также могут экспрессировать такие вещества, как PD-L1 и трансформирующий фактор роста (TGF), которые играют роль в иммуносупрессии. Экзосомы, вырабатываемые раком, могут препятствовать росту и активации CD8+ Т-клеток, одновременно стимулируя рост регуляторных Т-клеток, которые затем могут подавлять иммунную систему.
Кроме того, недавно было обнаружено, что экзосомы обладают неожиданными противораковыми способностями. Молекулы главного комплекса гистосовместимости класса I (MHC I) и опухолевые маркеры, такие как белки теплового шока (HSP), которые участвуют в презентации антигена и стимуляции Т-клеток и, как было показано, запускают CD8+ Т-клеточно-зависимые противоопухолевые реакции in vitro. и in vivo было обнаружено, что они высоко экспрессируются в экзосомах дендритных клеток (DC) и опухолевых клеток. Потенциальное использование экзосом в иммунной терапии имеет решающее значение для понимания того, как прогрессирует рак, поскольку они выступают в качестве носителей противораковых иммунных реакций и доставки лекарств. Это имеет значение для диагностики и создания новых терапевтических подходов.
Клинические применения
Многочисленные клинические испытания с использованием экзосом были проведены в результате существенного изучения функции экзосом в иммунотерапии рака и их важности в качестве диагностических и терапевтических целей. В свете функции TAE в повышении выживаемости и пролиферации раковых клеток новый метод лечения рака предполагает сосредоточение внимания на путях дисрегуляции TAE, таких как ось гепариназа/синдекан-1. Экзосомы также используются в иммунотерапии в качестве терапевтических индикаторов. Более продолжительная выживаемость без прогрессирования пациентов со злокачественной глиомой после иммунотерапии антисурвивином может быть связана со снижением высвобождения экзосом CD9+/GFAP+/SVN+ и CD9+/SVN+.
Экзосомальная ДНК (ExoDNA), которая продуцируется опухолевыми клетками, также может активировать иммунные клетки по пути STING/cGAS. В результате ExoDNA может контролировать как иммунитет опухоли, так и выступать в качестве критического регулятора иммунотерапии контрольных точек. Экзосомы используются в качестве средств доставки лекарств для лечения рака, иммунотерапевтических вакцин и маркеров диагностики рака, прогноза, рецидива и метастазирования в текущих клинических испытаниях. Экзосомы были исследованы при раке поджелудочной железы в качестве иммунотерапевтических вакцин, включая DEX в паре с циклофосфамидом для лечения НМРЛ, TAE в сочетании с антисмысловой молекулой против глиомы и экзосомы, полученные из мезенхимальных стромальных клеток, с миРНК KrasG12D (iExosomes).
Согласно многим клиническим исследованиям, экзосомы могут использоваться в качестве диагностических, прогностических и терапевтических показателей при раке легких, предстательной железы, почечно-клеточного рака, рака желудка, молочной железы, желчного пузыря, поджелудочной железы и прямой кишки. Клинические эксперименты подтвердили эффективность и безопасность экзосом в качестве носителей куркумина для лечения колоректального рака. Таким образом, на основании имеющихся экспериментальных данных и клинических испытаний ожидается, что экзосомы будут служить биомаркерами, носителями лекарств и иммунотерапевтическими вакцинами для ряда злокачественных новообразований.
Преимущества экзосом для терапии рака
Экзосомы менее токсичны и иммуногенны, чем синтетические наночастицы, поскольку они более биосовместимы с организмом и быстрее биоразлагаются. Хотя другие ЭВ клеточного происхождения в равной степени биосовместимы, их использование для загрузки и введения лекарств было ограничено, поскольку они были крупнее и разнообразнее, чем экзосомы. Поскольку большинство типов клеток способны производить экзосомы, производство экзосом столь же просто. Экзосомы могут легко покинуть легкие и проникнуть через гематоэнцефалический барьер, поскольку они стабильны в биологических жидкостях и достаточно малы для этого. Экзосомы прикрепляются и усваиваются внутри опухолевых клеток со скоростью, которая в десять раз выше, чем у липосом сопоставимого размера, что позволяет предположить, что экзосомы более специфически нацелены на борьбу с раком.
Кроме того, нанометрические экзосомы агрегируют в опухолевых тканях с неправильно сформированными кровеносными сосудами в большей степени, чем в нормальных тканях, из-за более высокой проницаемости и эффектов удержания. В результате экзосомы могут более эффективно распределять лекарства, достигая большинства солидных опухолей. Экзосомы также можно модифицировать, чтобы они содержали пептиды, антитела или белки, нацеленные на опухоль, для точной доставки лекарств и терапевтических нуклеиновых кислот. Эти качества делают экзосомы одними из главных претендентов на таргетную терапию рака.
Экзосомы являются относительно новой областью исследований, но они привлекли большое внимание в области терапии рака из-за их потенциального применения в качестве новых малотоксичных ингибиторов иммунотерапии, перспективных индикаторов рака или более безопасного и эффективного способа введения. противораковые препараты. Экзосомы — это тип крошечных внеклеточных пузырьков, которые могут выделяться во внеклеточную среду иммунными клетками или опухолевыми клетками. Недавние обновления данных о том, что экзосомы могут проявлять иммуномодулирующие свойства и функционировать в качестве возможных терапевтических агентов, являются результатом растущих исследований. Экзосомы также играют важнейшие функциональные функции в переносе белков, нуклеиновых кислот и липидного содержимого, что поддерживает межклеточную связь и контроль иммунной системы.
Будущие направления и выводы
Экзосомы имеют многообещающее будущее в терапии рака из-за их роли в развитии рака и их уникальных биологических характеристик. Терапия рака на основе экзосом исследовалась и разрабатывалась различными способами, включая использование экзосом, естественным образом продуцируемых иммунными клетками, для подавления раковых клеток, предотвращения экзосомальной активности, вырабатываемой раковыми клетками, и использования экзосом в качестве носителей генов/лекарств. Однако есть много проблем, которые предстоит решить. Во-первых, до сих пор неясно, чем экзосомы из разных источников отличаются друг от друга. Во-вторых, необходимое количество экзосом для терапевтического эффекта может сильно различаться в зависимости от типа рака. В-третьих, гетерогенность и масштабируемость опухоли могут повлиять на эффективность лечения.
Кроме того, многие роли экзосом, образующихся из различных источников, не совсем понятны. Более того, пока неизвестно, как можно изменить экзосомы, чтобы они имели высокий уровень селективности к конкретным раковым клеткам. И последнее, но не менее важное: до сих пор неясно, как экзосомы хранятся и поддерживаются. В свете этих трудностей крайне важно тщательно проанализировать экзосомы, происходящие из различных клеток/тканей, чтобы выбрать клетки, которые будут лучше всего работать для данной терапии рака. Чтобы сконструировать экзосомы как высокоселективные носители лекарств для раковых клеток, необходимо также обнаружить уникальные индикаторы поверхности раковых клеток. Лечение рака на основе экзосом также может потребоваться сочетать с другими методами из-за сложности и гетерогенности опухоли.
Наконец, чтобы убедиться в эффективности применения, немедленно необходимы клинические испытания терапии рака на основе экзосом. Экзосомы явно обещают инновационные и важные применения для лечения рака, несмотря на то, что еще предстоит преодолеть препятствия.
Было показано, что подходы на основе экзосом улучшают противораковую иммунотерапию, хотя доказательства их практического использования у онкологических больных дали лишь незначительные преимущества. Прежде чем экзосомы смогут полностью реализовать свой клинический потенциал, еще предстоит решить ряд проблем, связанных с их разделением, синтезом, биосовместимостью и производственными процессами. Во-первых, нет никаких ограничений на синтез и чистоту экзосом, поскольку большинство экзосом в настоящее время экстрагируются из сложных биологических жидкостей (таких как плазма) и супернатантов клеточных культур. Более того, в настоящее время во всем мире не существует конкретных рекомендаций по управлению производством и использованием этого нового вида терапевтического агента, а иммунотерапия на основе экзосом все еще находится на ранних стадиях клинических испытаний.
По данным ВОЗ, рак является основной причиной смертности во всем мире, на его долю приходится около 10 миллионов смертей в 2020 году. Исследование рынка Data Bridge показывает, что рынок продуктов для исследования экзосом, объем которого в 2022 году составлял 0,55 миллиарда долларов США, к 2030 году вырастет до 2,26 миллиарда долларов США. , и ожидается, что среднегодовой темп роста составит 19,3% в течение прогнозируемого периода с 2023 по 2030 год. В 2020 году Lonza приобрела предприятие по производству экзосом у Codiak Biosciences. Последний сохранил свой портфель потенциальных терапевтических средств и технологий загрузки экзосомных лекарств. Ожидается, что Азиатско-Тихоокеанский регион будет расти самыми высокими темпами в прогнозируемый период с 2023 по 2030 год из-за увеличения расходов на инфраструктуру здравоохранения, увеличения инвестиций в НИОКР и повышенного внимания правительства.
Чтобы узнать больше об исследовании, посетите: https://www.databridgemarketresearch.com/ru/reports/global-exosome-research-products-market
