Was sind extrazelluläre Vesikel?
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Extrazelluläre Vesikel (EVs) sind winzige, von einer Membran umhüllte Partikel, die Zellen freisetzen, um Proteine, Lipide und genetisches Material zu anderen Zellen zu transportieren.2,3 „Extrazelluläres Vesikel“ ist der Oberbegriff; Exosomen, Mikrovesikel und apoptotische Körperchen sind EV-Typen, die sich in Größe und Entstehung unterscheiden.1,2 EVs werden als Boten zwischen Zellen, als Marker in Bluttests und als Träger für die Abgabe von Wirkstoffen erforscht.2,4
Arten extrazellulärer Vesikel
Fast jeder Zelltyp setzt EVs frei, und sie kommen in Blut, Speichel, Urin und Muttermilch ebenso vor wie in Pflanzen und Mikroben.3 Meist werden sie danach eingeteilt, wie sie entstehen.2
| Typ | Typische Größe | Entstehung |
|---|---|---|
| Exosomen | Etwa 30 bis 150 nm | Im Inneren der Zelle, in Kompartimenten namens multivesikuläre Körperchen, dann freigesetzt, wenn diese mit der Zelloberfläche verschmelzen2 |
| Mikrovesikel (Ektosomen) | Etwa 100 bis 1.000 nm | Schnüren sich direkt von der Zellmembran nach außen ab2 |
| Apoptotische Körperchen | Etwa 1 bis 5 µm | Werden freigesetzt, wenn eine Zelle beim programmierten Zelltod zerfällt2,3 |
Zum Vergleich: Ein rotes Blutkörperchen ist etwa 7.000 nm groß, daher sind selbst große EVs viel zu klein, um sie mit einem normalen Mikroskop zu sehen.
Exosomen vs. extrazelluläre Vesikel: warum die Benennung wichtig ist
„Exosom“ ist das Wort, nach dem die meisten Menschen suchen, und auf Produktetiketten wird es großzügig verwendet. Wissenschaftler sind vorsichtiger. Die International Society for Extracellular Vesicles (ISEV) veröffentlicht Leitlinien namens MISEV, und die Ausgabe von 2023 (Journal of Extracellular Vesicles, 2024) empfiehlt „extrazelluläres Vesikel“ als allgemeinen Begriff.1 Sie rät, „Exosom“ nur dann zu verwenden, wenn der Ursprung der Vesikel im Zellinneren tatsächlich nachgewiesen wurde, was in der Praxis selten möglich ist.1 Stattdessen empfiehlt sie, EVs anhand messbarer Merkmale zu beschreiben, zum Beispiel „kleine EVs“ für Partikel unter 200 nm.1
Kurz gesagt: Viele als „Exosomen“ bezeichnete Produkte lassen sich treffender als EV-Präparate gemischter Typen beschreiben.1,2 Unser Substanzprofil zu Exosomen erklärt den Begriff ausführlicher.
Was EVs transportieren und bewirken
- Proteine, darunter Oberflächenmarker wie CD9, CD63 und CD81, anhand derer Forscher EVs identifizieren.2,3
- Nukleinsäuren, vor allem kleine RNAs wie microRNAs, die die Aktivität in der Empfängerzelle beeinflussen können.3
- Lipide in ihrer äußeren Membran, die die Fracht schützen.3
Da ihre Fracht die Zelle widerspiegelt, aus der sie stammen, wirken EVs als Kommunikationssystem zwischen Zellen und Geweben.3 Dieselbe Eigenschaft macht sie als Marker in der Forschung zu blutbasierten Tests nützlich, manchmal Flüssigbiopsie genannt, bei denen eine einfache Blutabnahme eines Tages eine Gewebeprobe ersetzen könnte.2
Wie EVs isoliert und charakterisiert werden
EVs müssen von allen anderen Bestandteilen einer Flüssigkeit getrennt werden, was technisch anspruchsvoll ist.2 Gängige Methoden sind:
- Ultrazentrifugation: Proben werden mit sehr hoher Geschwindigkeit geschleudert, sodass sich die EVs absetzen.1,2
- Größenausschlusschromatographie: Eine Probe wird durch eine Säule geleitet, die Partikel nach Größe trennt.2
- Tangentialflussfiltration: ein Filtrationsverfahren für die Produktion in größerem Maßstab.1,2
- Fällung und Affinitätsanreicherung: chemische oder antikörperbasierte Methoden, die EVs aus einer Lösung herausholen.2
Anschließend bestätigen Forscher ihr Ergebnis durch Partikelzählung und Größenbestimmung (zum Beispiel Nanopartikel-Tracking-Analyse), Elektronenmikroskopie und Tests auf die oben genannten Proteinmarker.1,2 MISEV2023 verlangt, dass Studien diese Schritte angeben, damit sich die Ergebnisse vergleichen lassen.1
Wo EVs eingesetzt werden
- Forschung und Tests: EVs in Blut und Urin werden als Marker für viele Erkrankungen untersucht.2
- Arzneimittelabgabe: EVs sind natürliche Träger, daher verändern Forscher sie technisch, um Arzneimittel und RNA zu transportieren.4 Siehe Exosomen-Transporttechnologie und den Vergleich mit Liposomen und anderen Nanopartikel-Trägern.
- Kosmetik: EV-Präparate, häufig aus Stammzellkulturen oder Pflanzen, finden sich in Seren und professionellen Behandlungen. Unsere Beauty-Seite zu Exosomen in der Hautpflege behandelt diese Anwendung.
Pflanzliche EVs
Auch Pflanzen setzen EV-ähnliche Partikel frei, und diese lassen sich aus Lebensmitteln wie Weintrauben, Ingwer, Grapefruit und Brokkoli isolieren.5,6 Pflanzliche EVs sind attraktiv, weil sie ohne menschliche oder tierische Zellen in großem Maßstab hergestellt werden können.5 Die Forschung dazu wächst, befindet sich aber noch überwiegend im Labor- und frühen klinischen Stadium.5 Ihre Fracht und Größe hängen von der Pflanze, dem verwendeten Pflanzenteil und der Isolierungsmethode ab, sodass sich Ergebnisse aus einer Quelle nicht automatisch auf eine andere übertragen lassen.5
Regulatorischer Status
In den Vereinigten Staaten hat die FDA erklärt, dass es derzeit keine von der FDA zugelassenen Exosomenprodukte gibt, und sie hat Verbraucher vor Kliniken gewarnt, die nicht zugelassene Exosomen- und Stammzellbehandlungen vermarkten.7 EV-basierte Arzneimittel werden im regulären Verfahren klinischer Studien entwickelt.7 Kosmetische Produkte können EV-Inhaltsstoffe enthalten, dürfen aber keine arzneimittelbezogenen Aussagen machen.8
Das Wichtigste in Kürze
- Extrazelluläre Vesikel sind winzige, von einer Membran umhüllte Partikel, die Zellen freisetzen, um Proteine, Lipide und genetisches Material zu anderen Zellen zu transportieren.
- Exosomen, Mikrovesikel und apoptotische Körperchen sind EV-Typen, die sich in Größe und Entstehung unterscheiden.
- MISEV2023 empfiehlt „extrazelluläres Vesikel“ als allgemeinen Begriff und behält „Exosom“ Vesikeln vor, deren Ursprung im Zellinneren nachgewiesen wurde.
- EVs werden als Boten zwischen Zellen, als Marker in Bluttests und als Träger für die Abgabe von Arzneimitteln erforscht.
- Derzeit gibt es keine von der FDA zugelassenen Exosomenprodukte, und kosmetische Produkte mit EV-Inhaltsstoffen dürfen keine arzneimittelbezogenen Aussagen machen.
Trägertechnologie für Marken
Nanoverkapselung von Vegalab als Dienstleistung für Marken von Nahrungsergänzungsmitteln und Nutraceuticals: liposomale und orale Darreichungsformen.
Literatur
- Minimal information for studies of extracellular vesicles (MISEV2023): From basic to advanced approaches
- Overview of Extracellular Vesicles, Their Origin, Composition, Purpose, and Methods for Exosome Isolation and Analysis
- Biological properties of extracellular vesicles and their physiological functions
- Extracellular vesicles as a next-generation drug delivery platform
- Plant-derived extracellular vesicles: Recent advancements and current challenges on their use for biomedical applications
- Interspecies communication between plant and mouse gut host cells through edible plant derived exosome-like nanoparticles
- Consumer Alert on Regenerative Medicine Products Including Stem Cells and Exosomes
- Is It a Cosmetic, a Drug, or Both? (Or Is It Soap?)
Häufig gestellte Fragen
Sind Exosomen und extrazelluläre Vesikel dasselbe?
Wie klein sind extrazelluläre Vesikel?
Die meisten sind etwa 30 nm bis 1.000 nm groß, apoptotische Körperchen sind noch größer.2