Tổng quan về các túi ngoại bào: exosomes và ứng dụng của chúng trong y học (P2)

Phần 2: Ứng dụng của Exosomes trong y học hiện đại: triển vọng và thách thức

1. Ứng dụng của Exosome trong y học hiện đại

1.1. Exosomes như một biomarker trong chẩn đoán

Do exosomes có mặt trong mọi dịch cơ thể (máu, nước tiểu, nước bọt,…) và mang theo thông tin phân tử từ tế bào đích, chúng được sử dụng như một loại sinh thiết lỏng (liquid biopsy), một dấu ấn sinh học không xâm lấn, vừa dùng để chẩn đoán, vừa có giá trị tiên lượng. Việc phân tích các thành phần trong exosome (miRNA, lncRNA, protein bề mặt, hàm lượng cholesterol,…) giúp chẩn đoán các bệnh lý thần kinh (Alzheimer, Parkinson), tim mạch, tiểu đường, bệnh thận, phát hiện sớm ung thư, theo dõi tiến trình di căn,…

**Exosomes như một dạng “sinh thiết lỏng” trong chẩn đoán sớm nhiều bệnh**
Nguồn: Zhou B., et al. (2020). Application of exosomes as liquid biopsy in clinical diagnosis. Signal transduction and targeted therapy, 5(1), 144.

1.2. Exosomes trực tiếp tham gia vào quá trình điều trị

Nhờ chứa các phân tử từ tế bào tạo ra nó, exosomes có khả năng tác động đến tế bào đích và có thể sử dụng để điều trị cho nhiều bệnh. Exosomes từ tế bào gốc trung mô có khả năng điều hòa miễn dịch, kích thích sự tại tạo mô, giảm tổn thương khớp, hỗ trợ điều trị tim mạch, có thể vượt qua hàng rào máu não để phục hồi tổn thương trong các bệnh thần kinh như động kinh, đột quỵ, tổn thương não, bệnh đa xơ cứng. Exosomes từ tế bào đuôi gai (hay tế bào tua) giúp ức chế tế bào ung thư hắc tố, ung thư phổi không tế bào nhỏ. Exosomes cũng được sử dụng như một tác nhân điều trị chống vi khuẩn và virus, ví dụ như nền tảng vaccine chống COVID-19. Tuy nhiên exosomes cũng tham gia vào quá trình tiến triển của khối u, một số nghiên cứu tìm cách điều chỉnh quá trình giải phóng exosomes từ các tế bào ung thư hoặc ức chế sự hấp thụ chúng bởi các tế bào đích.

**Exosomes từ tế bào gốc mang lại tiềm năng lớn trong điều trị nhiều bệnh lý**
Nguồn: Tan F., et al. (2024). Clinical applications of stem cell-derived exosomes. Signal transduction and targeted therapy, 9(1), 17.

1.3. Exosomes hoạt động như một hệ thống phân phối thuốc

Exosomes được coi như những hạt nano tự nhiên lý tưởng để bao bọc và phân phối thuốc đến vị trí đích trong cơ thể, nhờ các đặc tính: độc tính thấp, thời gian tồn tại trong máu lâu dài, khả năng tương thích sinh học cao, có khả năng vượt qua các hàng rào sinh học tự nhiên (bao gồm hàng rào máu não). Thuốc có thể được nạp vào bên trong exosome bằng nhiều phương pháp như: thuốc hoặc các phân tử trị liệu được ủ cùng để “ngấm” vào trong tế bào, hoặc được chuyển vào trong tế bào bằng xung điện, sau đó các tế bào này đóng gói thuốc vào exosomes; hoặc exosome được tách chiết trước, sau đó ủ cùng thuốc hoặc các phân tử trị liệu cần đóng gói, có thể tăng thêm hiệu suất bằng xung điện, sóng siêu âm, hóa chất làm tăng tính thấm của màng; ngoài ra exosomes có thể được thao tác bề mặt như gắn thêm peptide hoặc kháng thể để nhận diện chính xác tế bào đích, giúp phân phối thuốc hoặc các phân tử trị liệu đến đúng vị trí mà không ảnh hưởng đến các tế bào khác. Exosomes đã chứng minh được hiệu quả vận chuyển thuốc trong nhiều nghiên cứu lâm sàng, ví dụ vận chuyển paclitaxel, doxorubicin trong điều trị ung thư.

**Exosomes có thể được sử dụng như một hệ thống phân phối thuốc**
Nguồn: Moon B., and Chang, S. (2022). Exosome as a delivery vehicle for cancer therapy. Cells, 11(3), 316.

2. Những thách thức và những yếu tố cần cân nhắc

Mặc dù rất tiềm năng, việc đưa exosome vào ứng dụng thường quy trong lâm sàng vẫn đối mặt với nhiều rào cản lớn:

- Tính không đồng nhất: Exosomes thu được từ cùng một nguồn tế bào nhưng có thể rất khác nhau về kích thước và thành phần, gây khó khăn cho việc chuẩn hóa.

- Chuẩn hóa quy trình sản xuất: Thiếu sự đồng bộ mang tính toàn cầu về quy trình tách, tinh sạch và bảo quản chất lượng cao, đồng thời việc bảo quản dài hạn mà không làm mất hoạt tính của màng vẫn là bài toán khó.

- Định lượng và kiểm soát chất lượng: Cần phát triển các công nghệ phân tích ở cấp độ đơn hạt để kiểm soát chính xác liều lượng thuốc được bao bọc bên trọng.

- Ngoài ra còn nhiều yếu tố khác như chưa xác định được nguồn tế bào phù hợp nhất để tạo exosomes cho từng ứng dụng, đánh giá tính an toàn của exosomes, đường dùng phù hợp (liên quan đến hấp thụ, thải trừ exosomes và thuốc được đóng gói bên trong), sự đóng gói các phân tử thuốc có thể làm giảm chức năng sinh học của exosomes,…

3. Triển vọng

Các loại thể tiết ngoại bào nói chung và exosomes nói riêng đã trở thành một nền tảng đầy hứa hẹn cho y học cá thể hóa, từ chẩn đoán sớm cho tới điều trị trúng đích các bệnh nan y. Mặc dù còn nhiều khoảng trống kiến thức và thách thức kỹ thuật cần vượt qua, các phương pháp tiếp cận liên ngành liên tục được kỳ vọng sẽ thúc đẩy ứng dụng lâm sàng của exosomes, mang lại sự đổi mới cho thực tiễn chẩn đoán và điều trị trong tương lai.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Di Bella M. A. (2022). Overview and update on extracellular vesicles: considerations on exosomes and their application in modern medicine. Biology, 11(6), 804. https://doi.org/10.3390/biology11060804