Esosomi ‘Tuned’: l'inizio di una nuova metodologia di terapia cellulare in medicina rigenerativa

Lunedì 27 Aprile 2020
Esosomi ‘Tuned’: l'inizio di una nuova metodologia di terapia cellulare in medicina rigenerativaUshering the Era of a cellular Therapy in Regenerative Medicine

Strumento qNano Gold di Izon Science

Il riconoscimento di un ruolo chiave delle vescicole extracellulari (EV) nella stimolazione della rigenerazione dei tessuti sta rapidamente prendendo piede. Le vescicole sono state studiate come terapie per studi clinici prospettici1. Tuttavia, attualmente, la produzione di EV conforme alle normative FDA è ancora in salita. ZenBio Inc., è stata fondata nel 1995 con l'obiettivo principale di fornire soluzioni rispondenti alle regolamentazioni, di qualità, conformi e personalizzate, basate su cellule, per società e istituzioni accademiche. Queste soluzioni basate si sono concentrate in particolare su diabete, cancro ai polmoni, malattie renali croniche (CKD) e altre malattie croniche e devastanti. Il dott. John Ludlow, vicepresidente della sezione di Medicina Rigenerativa della ZenBio Inc., spiega quando e come è nata la sua particolare propensione verso il mondo delle EV: "Dopo aver partecipato a parecchi incontri di terapia con cellule staminali, ho realizzato che il campo EV avrebbe preso slancio nei prossimi due anni".
ZenBio promuove 3 borse di studio Small Business Innovation Research (SBIR), sponsorizzate dal NIH, per lo studio del ruolo degli esosomi, sottoinsieme delle EV, nella tendinopatia e nella guarigione dalle ferite. Il Dr. Ludlow ha descritto lo stato attuale della ricerca, e i fattori che influenzano la produzione di EV, incluso l'isolamento degli esosomi dai bioreattori, il successivo controllo qualità, nonché le applicazioni cliniche a breve e lungo termine degli esosomi nella medicina rigenerativa.

Tra i diversi servizi forniti da ZenBio vi sono anche cellule staminali mesenchimali da pre-adipociti umani (cellule staminali adulte derivate da tessuti adiposi) e della placenta, che sono contraddistinte dalla loro capacità di auto-rinnovamento e rigenerazione, di differenziarsi in condrociti, adipociti, e osteociti. "È affascinante vedere come le cellule (staminali) iniettate forniscano effetti favorevoli in vivo anche dopo la loro scomparsa nel ricevente, suggerendo il coinvolgimento di" messaggeri "o esosomi secreti dalle cellule donatrici in grado di modulare la funzione genica in bersagli tissutali", spiega il Dr. Ludlow. Aggiunge inoltre: "Il mio ruolo si è più indirizzato a fornire verifiche teoriche per le aziende che stanno attualmente attraversando un processo IND per gli studi clinici, e alla facilitazione dello sviluppo di processi a livello di GMP (Good manufacturing practices)".

Le EV trasportano microRNA, proteine ​​bioattive e lipidi e richiedono tecniche estremamente precise e sensibili per l'isolamento e la caratterizzazione2. "Il qNano è stato uno dei primi dispositivi analitici che abbiamo acquistato per la ricerca sulle EV; lo abbiamo scelto per le sue capacità di misurazione diretta. Ai clienti piace in particolare la semplicità dei rapporti generati dal software", spiega il Dr. Ludlow.

Il Dr. Clifton Ray, Senior Scientist alla ZenBio, aggiunge: "Stiamo usando tutti i tipi di colonnine SEC (Size Exclusion Chromatography) per isolare le vescicole extracellulari dai terreni di coltura cellulare e dai biofluidi condizionati; riteniamo sia un ottimo metodo per ricavare campioni non contaminati che possano in un secondo momento essere valutati in merito a dimensioni e concentrazione, grazie al qNano ". ZenBio sta attualmente studiando l'uso delle colonne qEV SEC e dell'Automatic Fraction Collector (AFC), potente strumento analitico che fornisce un mezzo standardizzato, riproducibile e robusto per rimuovere proteine ​​estranee da campioni di mezzi condizionati complessi per studi clinici conformi a GMP. Il dott. Ludlow e il dott. Ray concordano sul fatto che, in combinazione con le attuali tecniche di concentrazione, come la Tangential flow filtration (TFF), si possono ottenere esosomi di alta qualità e intatti dal punto di vista biofisico, con marcatori di superficie appropriati (CD9, CD63 e CD81).

Con un portafoglio prodotti in continua espansione e diverse tecnologie utilizzate per accelerare la ricerca sugli esosomi, ZenBio sta attualmente lavorando su esosomi "tuned" per applicazioni nella medicina rigenerativa. "Gli esosomi raccolti da cellule sottoposte a shock termico hanno ottenuto risultati migliori rispetto alla down-regulation delle citochine infiammatorie", spiega il dott. Ludlow.  "L'aggiunta del fattore di crescita derivato dalle piastrine (PDGF) ai bioreattori produce esosomi che possono aiutare con i danneggiamenti dei tendini nelle tendinopatie". Dopo la loro esperienza positiva con la piattaforma qEV-AFC di Izon e l'analisi di oltre 600 campioni utilizzando qNano, ZenBio si sta ora dedicando alle implicazioni cliniche delle vescicole extracellulari ottenute da altri media, come urine, liquido cerebrospinale, saliva e liquido lacrimale, per diverse applicazioni.

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