Små nanopartiklar erbjuder betydande potential för att upptäcka och behandla sjukdomar - ny granskning

Exosomer - små biologiska nanopartiklar som överför information mellan celler - erbjuder betydande potential för att upptäcka och behandla sjukdomar, den mest omfattande översikten hittills av forskning inom området har kommit fram.

Områden som kan gynna är cancerbehandling och regenerativ medicin, säger Dr Steven Conlan från Swansea University, Dr Mauro Ferrari från Houston Methodist Research Institute i Texas, och Dr Inês Mendes Pinto från International Iberian Nanotechnology Laboratory i Portugal. Deras beställda papper, Exosomer som omkonfigurerbara terapeutiska system, publiceras idag av Cell Press i Trender inom molekylär medicin .

Exosomer är partiklar som produceras av alla celler i kroppen och är från 30-130 nanometer stora-en nanometer är en miljarddels meter. De fungerar som biologiska signalsystem, kommunicerar mellan celler, bär proteiner, lipider, DNA och RNA. De driver biologiska processer, från att modulera genuttryck till att överföra information via bröstmjölk.

Även om den upptäcktes 1983, exosomernas fulla potential avslöjas bara gradvis. Forskarna visar att nanopartiklarnas möjliga medicinska fördelar faller i tre stora kategorier:

• Upptäcka sjukdom - genom att agera som sjukdomsspecifika biomarkörer
• Aktiverar immunsvar för att öka immuniteten
• Behandling av sjukdomar - fungerar som ett medel för läkemedel, till exempel bär cancerterapier som deras nyttolast, att rikta tumörer

En av de mest användbara egenskaperna hos exosomer är att de kan korsa barriärer som cellmembran, eller blod/hjärnbarriären. Detta gör dem väl lämpade för att leverera terapeutiska molekyler på ett mycket riktat sätt.

De potentiella fördelarna med exosomer kan ses i det stora utbudet av forskningsprojekt - citerade i tidningen - redan antingen avslutade eller på gång, inom områden som:

• Förbättrad testning för prostatacancer
• Ett försök med småcellig lungcancer
• Stamceller härledda exosomer som stärker hjärtmusklerna
• Regenerering av muskler och vävnader
• Parkinsons
• Diabetes

Teamet varnar för att det finns mer att göra innan forskning om exosomer leder till nya tekniker och behandlingar. Biverkningar måste beaktas, och en standardiserad strategi för isolering, karakterisera och lagra exosomer kommer att behöva utvecklas.

Forskare måste också se till att exosomernas egenskaper inte orsakar skada:de kan till exempel överföra läkemedelsresistens och lugna immunsystemet.

Ändå, potentialen är mycket tydlig, med laget som beskriver exosomer som "allt mer lovande".

Professor Steve Conlan vid Swansea University Medical School, en av författarna till tidningen, sa:

"Vår undersökning av forskning om exosomer visar tydligt att de erbjuder en enorm potential som grund för att upptäcka och behandla sjukdomar.

Ytterligare studier är nödvändiga för att förvandla denna forskning till kliniska resultat, men forskare och finansiärer bör vara mycket uppmuntrade av våra resultat. Vår egen forskning i Swansea undersöker användningen av exosomer och exosomliknande syntetiska nanopartiklar för att bekämpa äggstockscancer och livmodercancer.

Framsteg inom detta område beror på partnerskap. Som författarskapet till vårt eget papper illustrerar, forskare i olika länder arbetar allt mer tillsammans inom nanohälsa. Swansea University har bredare band med Houston och portugisiska forskare inom området.

Det är också viktigt att bygga partnerskap utanför akademin, i synnerhet med myndigheter och företag inom denna snabbt växande sektor. "