Esosomi derivati ​​da cellule mesenchimali/cellule stromali Parte 1

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Astratto:Gli esosomi sono vescicole di dimensioni nanometriche che fungono da mediatori per la comunicazione cellula-cellula. Con le loro composizioni uniche di acidi nucleici, proteine ​​e lipidi che riflettono le caratteristiche delle cellule produttrici, gli esosomi possono essere utilizzati come terapie prive di cellule. Tra gli esosomi derivati ​​da varie origini cellulari, gli esosomi derivati ​​dalle cellule staminali mesenchimali (MSC-esosomi) hanno guadagnato grande attenzione grazie alle loro funzioni immunomodulatorie e rigenerative. In effetti, molti studi hanno mostrato effetti antinfiammatori, antinvecchiamento e cicatrizzanti delle MSC-esosomi in vari modelli in vitro e in vivo. Inoltre, i recenti progressi nel campo della biologia degli esosomi hanno consentito lo sviluppo di linee guida specifiche e metodi di controllo della qualità, che alla fine porteranno all'applicazione clinica degli esosomi. Questa recensione mette in evidenza studi recenti che studiano il potenziale terapeutico degli esosomi MSC e la relativa modalità d'azione per le malattie della pelle, nonché le misure di controllo della qualità necessarie per lo sviluppo di terapie derivate dall'esosoma.

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Parole chiave:anti età; antinfiammatorio; crescita dei capelli; immunomodulazione; cellule staminali mesenchimali (MSC); MSC-esosomi; barriera cutanea; terapeutici; estetica rigenerativa; la guarigione delle ferite

1. Introduzione

La scoperta di vescicole extracellulari (EV) o esosomi risale agli anni '40 e queste minuscole vescicole sono state ignorate per molto tempo come bidoni della spazzatura cellulari [1-3]. Hanno iniziato ad attirare un'attenzione significativa solo verso la metà-2000 dopo la riscoperta degli esosomi come messaggeri per le comunicazioni cellula-cellula [1,{7}}]. Non è esagerato dire che siamo agli albori dell'era esosomica. Nel 2018 e nel 2019 c'erano più di tremila pubblicazioni su VE o esosomi e argomenti correlati in PubMed all'anno[1].estratto di cistanche tubulosaLa corsa verso la commercializzazione di terapie a base di esosomi è già iniziata [7-10]. Le prime quattro start-up exosome, Codiak Biosciences, Exosome Diagnostics, Evox Therapeutics ed ExoCoBio hanno ricevuto circa 386,2 milioni di dollari di finanziamenti da parte degli investitori [8]. Inoltre, sono stati fatti diversi grandi affari tra start-up exosome e grandi aziende farmaceutiche [10].

Gli esosomi sono vescicole extracellulari (EV) di dimensioni nanometriche rilasciate da quasi tutte le cellule eucariotiche [11]. In generale, le loro dimensioni variano da 30 nM a 200 nM. Altre due sottopopolazioni di veicoli elettrici sono microvescicole (100-1000 nM) e corpi apoptotici (500-2000 nM)[12-14]. Gli esosomi derivati ​​dalle cellule staminali hanno un potenziale terapeutico attraente sotto diversi aspetti [15]. È stato stabilito che la modalità d'azione (MoA) per gli effetti terapeutici delle cellule staminali è principalmente l'effetto paracrino mediato da fattori secreti dalle cellule staminali [6,16]. Tra le parti del secretoma delle cellule staminali, è stato riportato che gli esosomi svolgono un ruolo importante negli effetti paracrini [16-18]. Le cellule staminali mesenchimali/stromali (MSC) sono la fonte più preferibile di esosomi terapeutici poiché le stesse MSC sembrano essere sicure sulla base di un'enorme quantità di dati clinici nell'ultimo decennio [15]. Inoltre, gli esosomi derivati ​​da MSC (esosomi MSC) possono essere sterilizzati mediante filtrazione e prodotti come prodotto standard, mentre gli stessi MSC non possono. Inoltre, gli esosomi MSC sono considerati esenti da problemi di sicurezza nel contesto della terapia cellulare, come il potenziale tumorigenico della somministrazione cellulare [19,20].recensioni di cistanche tubulosaIn effetti, gli esosomi MSC sono stati applicati come alternative alle MSC per nuove strategie terapeutiche prive di cellule in una varietà di modelli di malattie tra cui malattie neurologiche, cardiovascolari, immunitarie, renali, muscoloscheletriche, epatiche, respiratorie, degli occhi e della pelle, nonché tumori [15,17,19,21,22].

2. MSC come fonti di esosomi

Le MSC hanno sia capacità di auto-rinnovamento (cioè possono generare più MSC stesse) sia potenziali di differenziazione (in altri tipi di cellule) [23]. Le MSC possono essere ottenute da una vasta gamma di tessuti e fluidi corporei, come tessuto adiposo, midollo osseo (BM), polpa dentale, liquido sinoviale (SF), liquido amniotico (FA), placenta (PL), cordone ombelicale (UC), sangue del cordone ombelicale (UCB) e gelatina di Wharton (WJ) [24]. Le MSC possono anche essere derivate da cellule staminali embrionali (ESC) o da cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) [25-27]. Le MSC, a seconda della loro origine, sono in grado di differenziarsi in diversi tipi di cellule inclusi adipociti, condrociti, osteoblasti e miociti [28]. Inoltre, le MSC hanno proprietà immunomodulatorie per regolare varie cellule coinvolte nelle risposte immunitarie, come cellule dendritiche (DC), linfociti, macrofagi, mastociti, neutrofili e cellule natural killer (NK) [24]. Su queste basi, negli ultimi decenni le MSC sono state considerate potenti terapie cellulari per varie malattie.

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Negli studi preclinici riportati sugli esosomi delle MSC, le MSC sono state isolate da vari tessuti/cellule nel seguente ordine: BM (51 percento), tessuti ombelicali/placentari (23 percento), tessuto adiposo (13 percento), derivati ​​da ESC o iPSC (8 percento) e altri (5 percento)[29]. Poiché le caratteristiche e la funzionalità delle MSC dipendono dalla loro origine, è ovvio che quelle degli esosomi delle MSC variano a seconda dell'origine delle MSC. Tuttavia, gli studi comparativi sugli esosomi MSC in base alla loro origine tissutale sono ancora limitati e solo pochi rapporti hanno confrontato diversi esosomi MSC all'interno dello stesso studio (Tabella 1)[30-35]:(1)tessuto adiposo umano- Gli esosomi MSC(ASC) derivati ​​hanno mostrato una maggiore attività della neprilisina, un enzima di degradazione del peptide amiloide (A) nel cervello, quindi gli esosomi MSC (BM-MSC) del midollo osseo umano, suggerendo la rilevanza terapeutica degli esosomi ASC nel morbo di Alzheimer [30];(2) le BM-MSC-EV umane e le Wharton'sjelly MSC(WJ-MSC)-EVs hanno ridotto la proliferazione cellulare e indotto l'apoptosi, mentre le ASC-EVs hanno aumentato la proliferazione cellulare e non hanno avuto effetti apoptotici nelle cellule di glioblastoma U87MG [31] ]. Tuttavia, gli effetti degli esosomi MSC sulle cellule tumorali sono controversi [36]. Ad esempio, è stato riportato che gli esosomi ASC hanno attività antitumorale sul cancro alla prostata sia in vitro che in vivo[37]; (3) gli esosomi MSC(MSC) del fluido mestruale umano e gli esosomi BM-MSC hanno promosso la crescita dei neuriti sia nei neuroni corticali e sensoriali, mentre il corion umano MSC-esosomi e UC-MSC-esosomi no.cistanche Regno UnitoCiò suggerisce che un'appropriata selezione di fonti di MSC potrebbe essere essenziale per il trattamento delle malattie neurodegenerative [32]; (4) iPSC umana - esosomi MSC (MSC) ed esosomi MSC della membrana sinoviale (SM-MSC) entrambi osteoartrite attenuata (OA) in un modello murino, ma gli esosomi MSC hanno avuto un effetto terapeutico superiore rispetto agli esosomi SM-MSC [33]; (5) uno studio di confronto

le MSC canine hanno riferito che le BM-MSC hanno rilasciato un livello più elevato di secretoma, inclusi gli esosomi rispetto alle ASC [34]; e (6) le MSC del liquido amniotico umano (AF-MSC) hanno rilasciato una quantità maggiore di esosomi rispetto alle BM-MSC [35]. Tuttavia, è difficile confrontare direttamente i risultati tra gli studi di cui sopra, poiché non sono stati eseguiti con processi o metodi comparabili per l'isolamento, la caratterizzazione e la valutazione dell'efficacia per gli esosomi. Inoltre, le variazioni da diversi donatori o metodi di preparazione per le MSC rimangono una sfida importante [38,39]. Tuttavia, si suggerisce che gli esosomi MSC potrebbero mostrare proprietà ed efficacia diverse a seconda dell'origine delle MSC. Pertanto, le differenze biologiche come l'origine delle MSC e l'efficacia dei loro esosomi dovrebbero essere considerate per applicazioni cliniche specifiche.

3. Controllo di qualità dei veicoli elettrici per lo sviluppo di veicoli elettrici terapeutici

È importante produrre veicoli elettrici di livello clinico con un processo conforme alle buone pratiche di fabbricazione (GMP) e un controllo di qualità (QC) per lo sviluppo di terapie basate sui veicoli elettrici[40-42]. Un QCi appropriato è fondamentale anche per studi riproducibili in contesti accademici. Recentemente, l'International Society for Extracellular Vesicles (ISEV) ha proposto una serie di informazioni minime per gli studi sulle vescicole extracellulari (MISEV), finalizzate come MISEV2018[43-45]. Il Ministero coreano per la sicurezza alimentare e dei farmaci (MFDS) ha pubblicato la prima linea guida al mondo per i prodotti terapeutici per veicoli elettrici, intitolata Linee guida sulla valutazione della qualità, non clinica e clinica dei prodotti per la terapia delle vescicole extracellulari [46. Come mostrato nella Tabella 2, la maggior parte dei criteri in queste linee guida sono simili[1] e sono già stati applicati nelle impostazioni GMP [42, A7,48]. I criteri QC di routine includono la determinazione della quantità, dimensione, identità e purezza dei veicoli elettrici.

Poiché questi metodi non possono differenziare i veicoli elettrici dalle particelle non-EV, si raccomanda di confrontare i risultati di questi metodi con i risultati di TEM, AFM o altre osservazioni microscopiche.2 Si raccomanda anche il confronto con i risultati di metodi di quantificazione come la quantificazione delle proteine. Abbreviazioni: AF4, diffusione della luce multi-angolo accoppiata al frazionamento asimmetrico del flusso di campo-flusso; AFM, microscopia a forza atomica; DLS, diffusione dinamica della luce; FCM, citometria a flusso; FCS, spettroscopia di correlazione della fluorescenza; ISEV, Società Internazionale per le Vescicole Extracellulari; LAL, Limulus lisato di amebociti; MoA, modalità di azione; MFDS, Ministero della Sicurezza Alimentare e Farmaceutica; NTA, analisi di tracciamento delle nanoparticelle; RPS, rilevamento impulsi resistivi; WB, macchia occidentale.

3.1.EVQuantità e dimensioni

Sia le linee guida MISEV2018 che quelle MFDS raccomandano di utilizzare almeno due metodi diversi per determinare la quantità di veicoli elettrici [45,46]. La quantificazione degli EV può essere ottenuta misurando le quantità totali di proteine, lipidi o RNA poiché gli EV sono costituiti da tutte queste molecole. Questi metodi, tuttavia, non forniscono informazioni sul numero di particelle EV. Sono disponibili diversi metodi per misurare il numero e la dimensione delle particelle, tra cui l'analisi di tracciamento delle nanoparticelle (NTA), il rilevamento di impulsi resistivi (RPS) e la diffusione dinamica della luce (DLS). Il metodo più utilizzato è NTA [42,47-53]. NTA determina il numero e la dimensione delle particelle tracciando il moto browniano di singole particelle in una soluzione acquosa [54]. Tuttavia, NTA soffre di una bassa risoluzione di campioni polidispersi e di variazioni elevate, come variazioni inter-dispositivo, inter-saggio e intra-e inter-individuale [55-57]. Inoltre, NTA non differenzia i veicoli elettrici da altre nanoparticelle come gli aggregati proteici.cistanche wirkungRecentemente, sono stati introdotti strumenti per NTA a fluorescenza per rilevare veicoli elettrici marcati in modo fluorescente con anticorpi specifici [58]. La quantificazione dei veicoli elettrici, tuttavia, rimane estremamente impegnativa. Nuove tecnologie e strumenti sono stati introdotti ogni anno, soprattutto durante la conferenza ISEV, come la citometria a flusso nanometrico 59,60], la microscopia a ricostruzione ottica stocastica diretta [61], ExoCounter con la tecnologia del disco ottico [62] e la citometria a flusso di imaging [63] . Sebbene ci vorrà del tempo per sviluppare strumenti completamente compatibili con le GMP, si prevede che i grandi progressi nelle metodologie per la quantificazione dei veicoli elettrici porteranno al superamento degli attuali ostacoli nel prossimo futuro.

3.2. Identità EV

È stato segnalato che una varietà di proteine ​​​​è associata all'EV, in particolare gli esosomi, comprese le tetraspanine (CD9, CD63 e CD81), le annessine, la flotillina e la proteina X(Alix) che interagiscono con ALG-2- e il gene di suscettibilità al tumore 101 (TSG101)proteina [45,64]. Proteine ​​come CD9, CD63, CD81, TSG101 e Alix sono raccomandate come marcatori specifici per gli esosomi poiché sono note per essere altamente arricchite in esosomi rispetto alle cellule originarie [45,{13}}]. Inoltre, poiché Alix e TSG101 sono coinvolti nella formazione di corpi multivescicolari (MVB), la presenza di queste proteine ​​è essenziale per supportare l'origine endocitica degli esosomi |43,45,64]. Per il controllo di qualità, sono raccomandati metodi almeno semiquantitativi per rilevare queste proteine ​​negli esosomi [46]. Il test di immunoassorbimento enzimatico (ELISA) e l'analisi citofluorimetrica sono adatti sia per le strutture conformi alle GMP che per i laboratori accademici generali. Sebbene il Western blotting sia stato ampiamente utilizzato nei laboratori accademici, questo metodo è limitato dalla mancanza di un'adeguata quantificazione e validazione del metodo [67].

3.3 Purezza EV

Anche la purezza dei veicoli elettrici è un criterio critico per il controllo di qualità. Un metodo semplice per monitorare la purezza degli EV è determinare i rapporti particella-proteina, proteina-lipide o RNA-particella [45]. L'assenza di proteine ​​intracellulari, come istoni, lamina A/C, GRP94(cioè, HSP90B1), GM130 (cioè, GOLGA2) e citocromo C(cioè, CYC1), è un altro criterio importante per determinare la purezza degli EVsorexosomi poiché questi le proteine ​​non sono arricchite in esosomi a causa della loro stretta localizzazione cellulare [43,45]. Anche le impurità del processo di coltura cellulare, inclusi antibiotici e siero, dovrebbero essere analizzate per monitorare la rimozione di sostanze potenzialmente pericolose [46]. Ogni lotto di veicoli elettrici dovrebbe essere qualificato dal controllo di qualità di routine prima di essere utilizzato per scopi terapeutici o test funzionali, anche nei laboratori accademici, per garantire la riproducibilità.

3.4. Saggi di potenza

I saggi di potenza sono il criterio OC più importante per predire l'efficacia dei veicoli elettrici in vivo. Le autorità di regolamentazione come la Food and Drug Administration (FDA) statunitense raccomandano l'uso di test di potenza appropriati per i prodotti di terapia cellulare e genica [68]. Le linee guida MISEV2018 e MFDS raccomandano anche di includere saggi di potenza per EV QC [45,46]. La potenza è definita come "la capacità o capacità specifica del prodotto, come indicato da appropriati test di laboratorio o da dati clinici adeguatamente controllati ottenuti attraverso la somministrazione del prodotto nel modo previsto, di ottenere un determinato risultato"[68]. Molti saggi biologici e biochimici sono stati segnalati per dimostrare la potenza di EV o esosomi [69,70]. Poiché la quantificazione degli EV rimane difficile, la creazione di un dosaggio di potenza appropriato sarebbe uno strumento inestimabile per monitorare la coerenza da lotto a lotto e determinare la dose di EV [71]. Sebbene i saggi di potenza ideali dovrebbero rappresentare il MoA, è difficile impostare un saggio di potenza appropriato con saggi biochimici singoli o basati su cellule isolate a causa della difficoltà nell'identificazione di singole sostanze bioattive nel complesso carico di veicoli elettrici. Ad esempio, è difficile imitare le complesse risposte immunitarie in vivo con saggi cellulari in vitro [70-73].

4. Anti-infiammazione e immunomodulazione da MSC-esosomi

Le cellule immunitarie secernono fattori solubili come citochine infiammatorie e mediatori, che possono contribuire in caso di infiammazione [74,75]. In particolare, le citochine pro-infiammatorie, tra cui il fattore di necrosi tumorale (TNF)-x, l'interleuchina(IL)-6 e IL{5}}, sono prodotte principalmente dai macrofagi attivati. Queste citochine svolgono ruoli importanti nella sovraregolazione delle risposte infiammatorie come l'attivazione dei macrofagi e il reclutamento di cellule immunitarie aggiuntive [74,75]. Al contrario, le citochine antinfiammatorie sono prodotte dai linfociti T regolatori (Tregs), dai linfociti T helper (Th)2, dai macrofagi attivati ​​alternativamente e dai monociti, che controllano le risposte infiammatorie e l'immunità 75,76]. Le principali citochine antinfiammatorie includono l'agonista del recettore lL-1(lL-1RA), lL-4, IL-10 e il fattore di crescita trasformante (TGF)- [76].bioflavonoidi degli agrumiQueste citochine inibiscono le risposte Th1l e la produzione di citochine pro-infiammatorie [76].

L'infiammazione è un meccanismo dell'immunità innata in risposta a stimoli dannosi, inclusi agenti patogeni, cellule danneggiate o irritanti, e si manifesta tipicamente come calore, dolore, arrossamento, gonfiore e perdita di funzionalità [77]. Le risposte infiammatorie croniche non controllate sono associate a diverse malattie infiammatorie come allergie, asma, malattie autoimmuni, malattie infiammatorie intestinali (IBD), OA, aterosclerosi ed epatite [77-79]. Inoltre, molti scienziati ora considerano l'infiammazione come la causa principale della maggior parte delle malattie croniche come infarti, ictus, diabete di tipo 2, morbo di Alzheimer e persino il cancro [80,81]. Pertanto, la regolazione dell'infiammazione è un importante obiettivo terapeutico per il trattamento delle malattie infiammatorie. È stato dimostrato che le MSC hanno la proprietà di capacità immunosoppressive intrinseche di alleviare l'infiammazione e le risposte immunitarie [82]. Gli esosomi MSC possono essere un'ottima alternativa alla terapia cellulare MSC poiché gli esosomi MSC possiedono funzioni biologiche simili alle cellule originarie, mentre sono più stabili e hanno un'immunogenicità inferiore rispetto alle loro cellule originarie [83]. In effetti, le funzioni antinfiammatorie e immunomodulatorie degli esosomi MSC sono state ampiamente riportate (Tabella 3) [21,84-151].

4.1 Polarizzazione dei macrofagi

Ci sono prove accumulate che gli esosomi MSC promuovono la polarizzazione dei macrofagi da M1 verso M2. I macrofagi Ml sono caratterizzati dall'espressione di un ampio spettro di citochine e chemochine pro-infiammatorie, come IL-1, IL{5}} e TNF-. Al contrario, il fenotipo del macrofago M2 è indotto dalle citochine Th2 e porta alla secrezione di fattori antinfiammatori, come IL-10 e TGF-, e marcatori M2 come IL-1RA, CD163, e chemochina 22 con motivo CC (CCL22)[152]. È stato riportato che gli esosomi BM-MSC umani e gli esosomi MSC (JM-MSC) del midollo osseo della mascella promuovono la guarigione delle ferite cutanee [86] e migliorano la displasia broncopolmonare (BPD)[86] attraverso polarizzazione dei macrofagi M2. Il miR-223 contenuto negli esosomi ha alleviato l'infiammazione e accelerato la guarigione delle ferite inducendo la polarizzazione del macrofago M2. La co-coltura con esosomi BM-MSC ha aumentato l'espressione di miR-223 e ha ridotto l'espressione della proteina PBX/knotted homeobox 1(PKNOX1), un importante regolatore della polarizzazione dei macrofagi, nei macrofagi isolati dalle cellule mononucleate del sangue periferico ( PBMC). Inoltre, dopo la co-coltura con esosomi BM-MSC, i macrofagi CD206-positivi erano elevati e gli inibitori del miR-223 hanno invertito questo aumento [85]. In un modello murino di dieta ricca di grassi (HFD), la carenza di miR-223 ha aumentato l'infiltrazione del macrofago M1 e ha aumentato la produzione di citochine pro-infiammatorie, ma ha ridotto i biomarcatori associati a M2-, incluso il recettore attivato dal proliferatore del perossisoma (PPARy) e arginasi 1(ARG1)[153]. Un altro studio ha chiarito che gli esosomi UC-MSC umani promuovono anche l'attivazione del macrofago M2 e regolano la guarigione delle ferite cutanee diabetiche [87]. Rispetto a quelli delle UC-MSC non condizionate, gli esosomi delle UC-MSC precondizionate con LPS contenevano un livello elevato di let-7b, miglioravano l'infiammazione e promuovevano la guarigione delle ferite in modo più intenso. Gli esosomi UC-MSC hanno ridotto il recettore toll-like 4 (TLR4) e le proteine ​​​​fosfo (p) -p65 indipendentemente dal precondizionamento LPS. Dopo il trattamento degli esosomi UC-MSC precondizionati con LPS, l'ARG1, un marker dei macrofagi M2, è stato aumentato e l'ossido nitrico sintasi inducibile (iNOS), un marker dei macrofagi M1, è stato ridotto [88]. Let-7b prende di mira TLR4, la cui attivazione porta all'attivazione del fattore nucleare-kB(NF-kB). Inoltre, let-7b sottoregola l'espressione della ciclossigenasi-2(COX{ {77}}) e le proteine ​​della ciclina D1 [154]. È stato rivelato che gli esosomi UC-MSC sopprimono l'infiammazione e promuovono la guarigione delle ferite inducendo la secrezione di citochine dai macrofagi M2 nei ratti con grave infiammazione cutanea indotta da ustione attraverso la downregulation dell'espressione di TLR4, NF-KB e p-p65 [89]. Un livello più elevato di miR-181c è stato osservato negli esosomi UC-MSC rispetto ai fibroblasti cutanei umani (HDF)-esosomi. Il livello di espressione di miR-181c è stato ridotto da ustione ed è stato aumentato dopo il trattamento degli esosomi UC-MSC nella ferita cutanea. Inoltre, il trattamento degli esosomi UC-MSC ha ridotto l'espressione di TNF- e IL-1 e ha aumentato l'espressione di IL-10. Questi effetti sono stati rafforzati dagli esosomi derivati ​​da UC-MSC con{101}}c sovraespressi con miR [88]. In un esperimento condotto su astrociti di topo, il livello di espressione di miR{105}}c è stato ridotto da LPS, un ligando del recettore TLR4. La sovraespressione di miR-181c ha aumentato la secrezione di IL-10 indotta da LPS[155]. Nella microglia primaria, la deprivazione di ossigeno-glucosio (OGD) ha sovraregolato il TLR4, mentre miR-181c ha invertito questa sovraregolazione. Il miR-181c ha anche sottoregolato NF-kB e citochine pro-infiammatorie come TNF-, IL-1 e iNOS indotte da OGD[156]. Inoltre, è stato riscontrato che gli esosomi MSC umani inducono la polarizzazione M2 del macrofago, che è stata confermata dall'aumento del rapporto ARG1/iNOS, che ha portato ad alleviare l'infiammazione nella ferita cutanea diabetica [89].

Inoltre, gli esosomi derivati ​​da varie MSC svolgono anche un ruolo importante nel promuovere l'attivazione dei macrofagi M2 in altre malattie infiammatorie e nelle ferite cutanee. È stato scoperto che gli esosomi BM-MSC di topo alleviano l'infiammazione nell'aterosclerosi tramite la polarizzazione del macrofago M2 in vivo attraverso il percorso del gruppo let-7/ad alta mobilità AT-Hook 2(HMGA2)/NF-kB [90]. L'arricchimento della famiglia let-7 è stato riscontrato negli esosomi BM-MSC e il trattamento degli esosomi BM-MSC ha sovraregolato il livello let-7nei topi ApoE-/-[90]. Zhao et al. hanno rivelato che gli esosomi BM-MSC di topo hanno anche attenuato il danno da ischemia-riperfusione (IR) del miocardio attraverso la polarizzazione dei macrofagi verso i fenotipi M2 (iNOS-CD206 plus) e l'aumento di IL-10 e ARG1, che sono regolati da miR-182 con targeting TLR4[91]. È stato riportato che gli esosomi umani di BM-MSC riducono l'IBD indotta da destrano solfato di sodio (DSS) nei topi attraverso la polarizzazione dei macrofagi M2b in modo dipendente dalla metallotioneina{34}} (MT2A) [92]. Un altro rapporto ha rivelato che gli ESC-esosomi di topo miglioravano la cardiomiopatia aumentando i macrofagi M2 e il rilascio di IL-10 [157]. Inoltre, è stato riportato che gli esosomi ASC di ratto hanno migliorato l'infarto del miocardio promuovendo la polarizzazione dei macrofagi M2, che è regolata dall'aumento del recettore 1(S1PR1) della sfingosina{44}}fosfato[93]. L'importanza dell'asse sfingosina 1-fosfato (S1P)/sfingosina chinasi 1 (SphK1)/S1PR è stata ulteriormente confermata dal silenziamento di S1PR1, che ha abolito la diminuzione dell'apoptosi indotta dall'ipossia da ASC-esosomi nelle cellule H9c2. Allo stesso modo, gli esosomi ASC umani hanno indotto marcatori di macrofagi M2 nei PBMC umani [94]. Heo et al. hanno rivelato che gli ASC-esosomi umani inducono anche il fenotipo del macrofago M2 confermando l'aumento del livello di fattori di trascrizione (p. es., trasduttore di segnale e attivatore della trascrizione 6 (STAT6), fattore di trascrizione MAF BZIP B (MafB), ecc.), che ha portato a regolazione degli effetti immunomodulatori e antinfiammatori come l'aumento delle Treg e delle citochine antinfiammatorie (ad es. IL-10 e il gene stimolato dal TNF- -{71}}(TSG-6))[94 ]. Gli esosomi ASC di topo hanno anche indotto la polarizzazione dei macrofagi M2 e ridotto l'infiammazione dei tessuti adiposi bianchi (WAT) nei topi obesi[96]. Questi effetti dipendono da un fattore di trascrizione, STAT3, negli esosomi ASC. Inoltre, i macrofagi M2 educati con l'esosoma ASC hanno indotto la proliferazione delle ASC stesse e la produzione di lattato dalle ASC, che hanno ulteriormente promosso il WAT beiging [95]. Tuttavia, sono necessari ulteriori studi per comprendere il meccanismo molecolare sottostante dettagliato per la regolazione della polarizzazione dei macrofagi M2 da parte degli esosomi MSC.

Questo articolo è estratto da Celle 2020, 9, 1157; doi:10.3390/cells9051157 www.mdpi.com/journal/cells