Tế bào gốc và Exosome

Khái niệm tế bào gốc (The Concept of the Stem Cell)

Tế bào gốc được tạo thành từ tế bào gốc phổi (embryonic stem cell) và tế bào gốc trưởng thành (adult stem cell). Tế bào gốc phổi (ES cell) là tế bào gốc đa năng (Pluripotent) có nguồn gốc từ khối tế bào nút phổi (ICM; Inner Cell Mass) của phổi nang khi trứng được thụ tinh. Sau khi thụ tinh, phổi người hình thành túi phổi (blastocyst) sau 4 đến 5 ngày, khi đó phổi nang phát triển khoảng 50 đến 150 tế bào.

Giai đoạn biệt hóa tế bào gốc (Five Stem Cell Potencies)

1) Totipotent: omnipotent (Biệt hóa đa năng biệt hóa toàn năng )
• Sản sinh phổi (Embryo 1—3 ngày tuổi)
2) Pluripotent (tính đa năng)
Túi phổi ( blastocyst)(5~14 ngày)
3) Multipotent (tính đa năng )
• Mô bào thai (fetal tissue), Máu cuốn rốn (cord blood), tế bào gốc trưởng thành (adult stem cells) (mỡ, tủy xương)
4) Oligopotent (tiềm năng)
• Ví dụ như tế bào lympho (lymphoid cells), tế bào tủy xương (myeloid cells)
5) Unipotent (biệt hóa đơn vị).
• Tế bào gốc cơ (muscle stem cells)

Tế bào gốc phổi ( ES : Embryonic Stem cell) tại tế bào gốc toàn năng (totipotent:
Omnipotent sự biệt hóa tế bào gốc đa năng (pluripotent:tính đa năng) là một tế bào có thể biệt hóa thành tất cả các tế bào của cơ thể con người. Khi quá trình biệt hóa diễn ra. các tế bào gốc đa năng (multipotent đa bội) được biệt hóa thành các tế bào đa năng. Các tế bào biệt hóa là các tế bào có thể được ứng dụng một cách an toàn như mô bào thai, máu cuống rốn và tế bào gốc trưởng thành, mỡ, mô, tủy xương (fetal tissue, cord blood, adult stem cells).

Tế bào gốc trung mô (Mesenchymal Stem Cells)

1) Multipotent
© Mô bào thai, máu cuống rốn, mỡ, tủy xương (tế bào gốc trưởng thành)
© Fetal tissue, Cord blood. Adult stem cells
2) Tính đa năng,
Tế bào gốc đa năng có thể biệt hóa thành rất nhiều các dạng tế bào khác nhau:
Nguyên bào xương, tế bào cơ. tế bào mỡ và tế bào sụn vv…
Multipotant stromal cell Can Differnentiate into a variety of cell types including: osteoblast, chondrocytes, myocyte, adipocyte – etc

Tế bào gốc trung mô (mesenchymal stem cell) thường là mô bào thai, máu cuống rốn,mỡ, tuy xương (tế bào gốc trưởng thành). Có thể chiết xuất từ tủy xương, mô mỡ và dây cuống rốn. Nó được ứng dụng trong điều trị các tổn thương, các triệu chứng viêm nhiễm các tổ chức tích tụ ung thư. Đó là lý do tại sao chúng đã được sử dụng trong y học tái sinh (regenerative medicine).

Đặc điểm của tế bào gốc (Stem Cell Properties)

• Tế bào gốc là những tế bào có nhiều chức năng.Các tế bào có khả
năng tự làm mới (self renewal) tự tái tạo và có thể tự
sản xuất có thể tạo ra các tế bào gốc của chính chúng.

• Nó có tác dụng truyền tín hiệu tế bào và giao tiếp tế bào (paracrine)
trong việc truyền tín hiệu đến các tế bào lân cận và hệ nội tiết (endocrine), các tín hiệu tế bào (cell signaling) chang hạn như các yếu tố tăng trưởng (growth factor), được tiết ra và truyền đi qua các tế bào lân cận hoặc dòng máu.
• Quá trình sinh lý mạch máu – sinh mạch (angiogenesis).
• Khả năng duy trì trạng thái không biệt hóa thông qua phân chia tế bào (undifferentiated State). Duy trì khả nãng của những tế bào riêng biệt (specialized cell types) trong tiến trình bào phân.
• Là tế bào có khả năng điều hòa miễn dịch (immunomodulation).

Esoxome là gì?

Exosome là

Là bóng xuất bào tức là một mạng lưới nội chất có kích thước nano (30-200nm) mà các tế bào sống tiết ra tạo thành các túi, các bóng xuất bào (exosome) chứa các phân tử RNA và protein.bóng xuất bào (exosome) giúp truyền tín hiệu giữa các tế bào.

• Nó được hình thành từ tế bào ở lưới nội chất dung hợp với màng tế bào chất, Đó là, các liposome tự nhiên mà các tế bào tạo ra.
• Nó chứa các vật liệu di truyền (mRNA, SIRNA, DNA) protein của tế bào gốc, chất điện giải bao quanh bởi lớp màng sinh học lipid kép
• Vai trò trung gian di chuyển và truyền tải thông tin giữa các tế bào, truyền tải từ nguồn gửi đến tế bào đích.

Sự hình thành và cấu tạo của bóng xuất bào ( Exosome)

Exosome là mạng lưới túi nội chất tạo ra nhờ việc sử dụng năng lượng các tế bào nguồn và được chiết tách công phu thông qua quy trình phức tạp.
• Màng tế bào được nhúng bên trong tế bào hình thành nội nhũ – bào tương bên trong tế bào.
• Từ mạng lưới nội chất các bóng nhập bào hình thành một thể đa bào gọi là thể đa túi (MVB Multivesicular Body) có chứa những túi nhỏ bên trong.
• Thể đa nang (MVB) được hợp nhất với màng tế bào và giải phóng các bóng xuất bào (exosome) bên trong tế bào ra ngoài.

So sánh về tiến trình và sự sản sinh với các túi ngoại bào (Extracellular
Vesicles) đa dạng khác

• Các túi ngoại bào: các chất nội sinh chứa trong túi được hình thành và giải phóng
khỏi tế bào.
• Tùy theo cách các túi ngoại bào này được hình thành và tùy nguồn gốc chúng ta thường có: Bóng xuất bào (exosome), microvesicles và apoptotic bodies
• Exosome là một loại túi ngoại bào mà việc tạo ra đòi hỏi khó khăn nhất.

(4) Đặc trưng của Exosonie

• Kích thước quan sát được dưới kính hiển vi: 30 ~ 200nm

  

  

Xu hướng nghiên cứu exosomal và hướng dẫn thực hành của KFDA

Các bài báo chuyên môn chuẩn liên quan đến bóng xuất bào (exosome) đã tăng mạnh trong 15 năm qua, tăne từ 6 bài vào năm 1997 lên đến 2.196 bài vào năm 2018. Năm 2018, Bộ An toàn Thực phẩm và Dược phẩm đã công bố hướng dẫn bóng xuất bào (exosome) đầu tiên trên thế giới.
Vào giữa những năm 2000, bùng nổ nhiều nghiên cứu tăng lên sau khi phát hiện ra rằng hiệu ứng paracline của tế bào gốc là do bóng xuất bào (exosome) gây ra.

Chức năng của bóng xuất bào (exosome) và các lĩnh vực ứng dụng

1) Chức năng của Exosome

Nó có các chức năng khác nhau tùy thuộc vào loại tế bào .
(1) Exosome của tế bào : tác dụng tái tạo và chữa lành mô, điều hòa miễn dịch
(2) Exosome của tế bào ung thư: điều chỉnh tăng sinh tế bào ung thư, di căn

2) Exosome và các lĩnh vực ứng dụng

( 1 ) Trị liệu cell-free

– Ứng dụng hiệu quả và phù hợp các bóng xuất bào ( exosome) có nguồn gốc tế bào khác nhau
– Đặc biệt, từ tế bào gốc bóng xuất bào (exosome) mang tín hiệu và tác dụng tái tạo và chữa lành của tế bào gốc cung cấp cho các tế bào đích.
– Ví dụ: Exoco Bio

(2) ứng dụng trong vận chuyển thuốc (drug delivery vector)

– Phương pháp vận chuyển cơ bản nhưng hữu hiệu nhờ các vật liệu (siRNA vv..) vượt qua sự trở ngại thông thường khi chuyển thuốc
– Ví dụ: codiakbiosciences

(3) Sinh thiết lỏng (liquid biopsy)

– Chẩn đoán (diagnose) bệnh bằng cách phát hiện nhờ tính năng của bóng xuất bào (exosome) có nguồn gốc từ các tế bào bệnh khác nhau trong biện pháp sinh thiết. – Ví dụ: bóng xuất bào (exosome) diagnostics

Chức năng chính của tế bào gốc: bóng xuất bào (exosome) của tế bào gốc (Stem Cell Core Function: Stem Cell Exsosome)

(1) Bóng xuất bào của tế bào gốc (Mesenchymal Stem Cell – derived Exosome)

1) Bóng xuất bào (exosome) của tế bào gốc là vật liệu nano mơ ước với chức năng
quan trọng của tế bào gốc.

2) Bóng xuất bào (exosome) có kích thước khoảng 30~200nm
Nó được các tế bào tiết ra như một mạng lưới nội chất, chứa các hoạt chất khác nhau (ví dụ, khoảng 200 protein và các yếu tố tăng trưởng
3) Exosome tế bào gốc trung mô là một yếu tố quan trọng trong các hiệu ứng paracrine.
4) Bóng xuất bào (exosome) tế bào gốc trung mô là phương pháp trị liệu cell-free và có thể được áp dụng cho các bệnh khác nhau.
5) Các bóng xuất bào (exosome) có nguồn gốc từ tế bào gốc có thể được sử dụng để tái tạo hoặc kích hoạt các tế bào hoặc mô khác nhau.

(2) Điểm ưu việt của tế bào gốc Exosome

Exosome tế bào gốc trung mô có hiệu quả và an toàn vượt trội so với các thành phần công nghệ sinh học hiện có.

1) Hiệu quả cao (highly effective)

(1) Nồng độ thành phần hoạt chất cao.
(2) Nguồn gốc tế bào gốc: Hiệu quả tuyệt vời.
(3) Chứa nhiều hoạt chất quan trọng: EGF, IGF, HGF, VEGF, FGF vv…
(4) Sự thâm nhập và ổn định an toàn cho tế bào, đám nhận đóng gói, mang theo và chuyển đến các tế bào khác một cách hoàn hảo.
(5) Cung cấp giải pháp chống lão hóa toàn diện.

2) Tính an toàn cao (high safety)

(1) Không độc hại.
(2) Khả năng miễn dịch thấp.
(3) loại bỏ các tạp chất như mảnh vụn tế bào và chất thải tế bào.

(3) Sản phẩm công nghệ sinh học hiện có

1) Nuôi cấy tế bào
(1) Chứa các tạp chất như: mảnh vụn tế bào và chất thải từ tế bào
(2) Đa số có chứa chất phụ gia nhân tạo, nồng độ thành phần hoạt tính thấp
2) Protein tái tổ hợp
(1) Được sản xuất từ các tế bào không phải của con người như vi sinh vật và tế bào động vật có vú – hiệu năng thấp, khả năng vấp phải phản ứng miễn dịch cao.
(2) Sản xuất ở dạng chưa đóng gói: tính an toàn thấp và thâm nhập tế bào

Ví dụ điển hình về sự phát triển của Exosomes

(1) Nguyên cứu và phát triển tế bào gốc Exosome

ExoCobio là một công ty liên doanh về công nghệ sinh học được thành lập vào
tháng 1 năm 2017. Phát triển một chất gọi là bóng xuất bào (exosome) có nguồn gốc từ tế bào gốc mỡ adipose của con người, chúng tôi phát triển, thương mại hóa, phát triển sản xuất và bán các sản phẩm dược mỹ phẩm (cosmeceuticals) bóng xuất bào (exosome) có nguồn gốc từ tế bào mỡ cho các bệnh viện và người tiêu dùng.Và hiện đang tiến hành nghiên cứu và phát triển thuốc mới.
Bóng xuất bào (exosome) là tế bào gốc thế hệ mới mới của công ty Exocobio đang thu hút sự chú ý như là một hoạt chất tiềm năng thế hệ tiếp theo như là thành phần chính của hiệu ứng paracrine mang đến sự tái tạo. tăng sinh cũng như hiệu quả điều trị của tế bào gốc. Công ty đã hoàn thành thu hút đầu tư 30 tỷ won vào tháng 9 năm 2018, tổng cộng thêm 12,5 tỷ won trong 100 ngày kể từ khi thành lập vào năm 2017, và hiện thu hút 52 tỷ won. Xét về ứng dụng exosomes, đây là điểm thu hút đầu tư số 1 và số 4 của khu vực châu Á.
Vào tháng 7 năm 2018, chúng tôi đã xuất bản một bài báo công bố khả năng cải thiện tình trạng viêm da dị ứng của tế bào gốc exosome. Và vào tháng 11, chúng tôi đã đưa ra giải pháp chuyên nghiệp ASCE + có chứa hàm lượng cao các thành phần ứng dụng từ bóng xuất bào (ASC-EXOSOME). Ngoài ra. Exocobio được bình chọn là một trong những công ty khơi nghiệp bóng xuất bào được đầu tư nhiều nhất trên thế giới được giới thiệu bởi công ty nghiên cứu thị trường toàn cầu Bioinatures, chuyên về ngành công nghiệp sinh học tế bào gốc.

(2) Nghiên cứu ứng dụng điều trị tế bào gốc ở Hàn Quốc Ví dụ 1: Điều trị dị ứng

1) Công ty ExocoBio Co., Ltd. đầu tiên trên thế giới đã chứng minh hiệu quả trong điều trị dị ứng khi ứng dụng tế bào gốc
2) Chứng minh ứng dụng thành công trong điều trị viêm da dị ứng gây ra bởi con mạt bụi trên chuột NC/Nga mouse
– Cải thiện các triệu chứng lâm sàng trên da, IgE huyết thanh và nồng độ bạch
cầu ái toan (eosinophil) trong máu sau 3 – 4 tuần điều trị.

(3) Nghiên cứu ứng dụng điều trị tế bào gốc ở Hàn Quốc Ví dụ 2: điều trị suy
thận cấp

1) Công ty ExocoBio Co., Ltd. chứng minh hiệu quả của điều trị suy thận cấp tính
của tế bào gốc exosome
2) Xác nhận hiệu quả trong thư nghiệm trên chuột suy thận cấp do cisplatin gây ra
3) Giảm tỷ lệ tử vong và giảm nồng độ Nitơ trong máu (Blood Urea Nitrogen – BUN) và Creatinine (CRE).

5. Thương mại hóa Exosomc

(1) ASCE+

1) Giải pháp trể hóa da chuyên sâu có chứa bóng xuất bào có nguồn gốc từ
nuôi cấy tế bào gốc

• Nó giải quyết các vấn đề khác nhau của da và giúp kích hoạt năng lượng cho
da thông qua cải thiện da. Hyaluronic acid giúp giữ ẩm cho da và bổ sung các
yếu tố tăng trưởng thiết yếu giúp da trẻ hóa và đàn hồi tốt.

2) ASCE

3) Công nghệ quy trình sản xuất tế bào gốc ExoSCRT ™

Exocobio sơ hữu một bộ lọc môi trường nuôi cấy có độ tinh khiết cao dựa trên công nghệ và quy trình sản xuất độc quyền (Bằng sáng chế số 10-1895916) để tách và tinh chế các tế bào gốc bóng xuất bào và để lọc các tạp chất khác nhau tương ứng với khoảng 0,5% môi trường nuôi cấy (hàm lượng protein tiêu chuẩn)
Các tế bào gốc bóng xuất bào được phân lập chiết tách và tinh chế không gây ra phản ứng viêm như việc loại bỏ các thành phần không cần thiết trong môi trường nuôi cấy, và cùng rất an toàn, và đặc biệt có thể có tác dụng chống viêm hoặc điều hòa miễn dịch. Đây chính là là hiệu quả đặc biệt của bóng xuất bào tế bào gốc.

4) Tăng sắc tố sau viêm PIH (Postinflmmatory Hyperpigmentation)
vs Bóng xuất bào (Exosome)

• PIH: Quá trình tạo sắc tố để bảo vệ da bị suy yếu do viêm từ tia uv dẫn đến tăng sắc tố
  • Sau khi điều trị bằng laser, các tế bào sắc tố melanocytes đuợc kích hoạt bởi các phản ứng bỏng và viêm tại chỗ, làm tăng tổng hợp melanin. Tăng sự vận chuyển melanin đến các tế bào keratinocytes ngoại biên. PIH xảy ra.
  • Các bóng xuất bào tế bào gốc đóng vai trò góp phần và mang lại hiệu quả trong việc ngăn ngừa và ức chế PIH bằng cách ức chế sự hình thành các phản ứng viêm.

(2) Exomage

• Exosome lon Cell System Hệ thống tế bào ion bóng xuất bào này giúp giữ nước dưỡng ẩm cho da và cải thiện ngứa với tác dụng mạnh mẽ trong việc chống lão hóa và chống viêm đã được công nhận đăng ký sáng chế. (Bằng sáng chế số 10-1964991)

1) Tế bào gốc bóng xuất bào và các thành
phần hoạt hóa

(1) Tế bào gốc Exosome là thế hệ tiếp theo của các chất mới ứng dụng trong điều trị tái tạo và chống lão hóa da cơ bản
(2) Thêm hơn 50 thành phần cao cấp tối đa hóa lợi ích chống lão hóa

2) Hệ thống phương tiện truyền qua da được cải tiến

CD Công nghệ điện chuyển ion Ionsul (Iontoporesis): trở thành hệ thống cung cấp
dưỡng chất qua da hiệu quả nhất @ Chủ động cung cấp bóng xuất bào vào sâu
trong lớp thượng bì và trung bì

3) Gói mặt nạ Exomese: liệu trình Triple

(1) Enriching” mặt nạ kèm theo
(Sau khi dùng Exsosome ExoMage Bioactive Boosting Ampoule, kèm theo mặt nạ)
(2) Empowering: Mặt nạ kèm theo Ito-Activation Dosing.
(3) Empowering : Gói mặt nạ đính kèm (Iontoporesis đặp nạ khoảng 30 phút)

4) Sản phẩm được thương mại hóa trong nước: tên là Ampoules and Masks

(1) Hiệu quả ngay lập tức: Cải thiện màu da và giữ ẩm bằng cách làm giảm mẩn đỏ chỉ với một lần sử dụng

(2) Tác dụng lâu dài: Tác dụng chống lão hóa, chống viêm của bóng xuất bào giúp tái tạo da, cải thiện nếp nhăn và da bị nám
Cải thiện sức khỏe da, màu da, vv…

(3) Celltweet

• Giúp cải thiện bệnh vảy nến và da khô, làm dịu da nhanh chóng và giữ ẩm cho da
• Được cấp bằng sáng chế cho ứng dụng thành phần mỹ phẩm để giảm ngứa và giữ ẩm (Bằng sáng chế số 10-1964992)

6. Triển vọng tương lai cho bóng xuất bào (exosome)

– Công nghệ sinh học (blue ocean of bio industry)
– Hiệu quả của các ứng dụng tế bào gốc
– Thị trường chẩn đoán xét nghiệm kiểm tra
– Ứng dụng cho các loại thuốc mới, vắc-xin, thẩm mỹ và các phương pháp trị liệu khác