HƠN 80 NĂM EXOSOME ĐƯỢC PHÁT HIỆN VÀ PHÁT TRIỂN
- - Exosome được phát hiện lần đầu tiên bởi nhà khoa học Chargaff trong lúc ly tâm máu, thời điểm này ông chưa thể nhận định và đặt tên cho thành phần này - chỉ biết nó là phần “cặn” của quá trình ly tâm máu, và “việc bổ sung thành phần cặn này có thể rút ngắn thời gian đông máu.
- - Năm 1967, nhà khoa học Wolf đã ly tâm tiểu cầu ở tốc độ cao và phân tích phần “cặn” bằng kính hiển vi điện tử, ông đã nhận thấy những túi nhỏ với kích thước nanomet nguyên vẹn, có thể phân biệt được với tiểu cầu => Đây là nghiên cứu đầu tiên đánh dấu đặt nền móng cho những nghiên cứu về exosome sau đó
- - Nhà khoa học Sun (1966) đã mô tả các cấu trúc của chiếc túi này giống như mụn nước được giải phóng từ các tế bào phế nang ở phổi vào khoang phế nang
- - Nghiên cứu của Nunez, Gershon (1974) đã mô tả sự hiện diện của các túi ngoại bào nhỏ (1-10 nm) trong tuyến giáp của dơi trong quá trình thức dậy sau giấc ngủ đông
- - Năm 1971, Crawford đã nhận thấy các túi ngoại bào này đều chứa lipid và vận chuyển vật chất chỉ có trong tế bào như ATP (đồng tiền năng lượng) cùng một số loại protein điển hình khác
Bên cạnh những nghiên cứu và công bố mang định hướng exosome có hoạt tính sinh học, vận chuyển những thành phần có ý nghĩa trong tế bào thì cũng có những nghiên cứu khẳng định exosome là “túi rác” của tế bào, nhằm loại bỏ protein màng…
Cho đến nay thì việc khẳng định exosome là một túi ngoại tiết mang những tín hiệu sinh học đặc hiệu đến tế bào đích không còn gì để bàn cãi.
EXOSOME LÀ GÌ?
Exosome là túi ngoại tiết của tế bào
Exosome là những túi nhỏ được bài tiết từ bên trong của nhiều loại tế bào, có kích thước khoảng từ 30 đến 150 nanomet (nm) và có mặt ở nhiều loại tế bào khác nhau trong cơ thể, từ tế bào máu đến tế bào ung thư.
- - Phần vỏ sẽ là màng lipid kép rất nhỏ, cùng với đó là những protein đặc biệt được gắn kết trên màng (tetraspanin, integrin, proteoglycan, ICAM-1) giúp sự trao đổi chất với các tế bào đích được diễn ra dễ dàng.
- - Phần ruột mang cytokine, DNA, RNA, miRNA và các protein khác - thừa kế những gì từ bên trong tế bào đang có. Nhiệm vụ của các thành phần này sẽ làm thay đổi chức năng khi đến tế bào đích, khi đó, exosome sẽ phát huy chức năng cận tiết ở cự ly gần và có tác dụng giống nội tiết đối với các tế bào ở xa.
Đặc điểm
- - Kích thước: 30 - 150 nm
- - Được tìm thấy trong hầu hết các chất dịch cơ thể từ máu, nước tiểu, nước ối, huyết thanh, huyết tương…
- - Có tính đặc hiệu theo loại tế bào tiết ra, được ví von như “dấu vân tay sinh học” của tế bào mẹ
Mặc dù chức năng sinh học chính xác của exosome vẫn chưa được giải mã đầy đủ, lĩnh vực nghiên này vẫn còn là mảnh đất màu mỡ để khai khá. Nhưng không thể phủ nhận được việc ngày càng có nhiều bằng chứng chỉ ra rằng exosome có vai trò quan trọng trong nhiều quá trình của tế bào: giao tiếp tế bào, đông máu, trình diện kháng nguyên, quản lý chất thải, vận chuyển vật chất,..
CÁC TÚI NGOẠI TIẾT ĐƯỢC HÌNH THÀNH NHƯ THẾ NÀO?
Sự bất cập trong quá trình nghiên cứu exosome đó là chúng có kích thước quá nhỏ (từ 30 - 150 nm), việc phân biệt exosome với các vi hạt khác được tiết ra từ tế bào vẫn là một thách thức. Bởi bên cạnh exosome, tế bào còn tiết ra các túi tiết, cấu trúc nhỏ tương tự:
- - Exosome được hình thành từ bên trong tế bào, bao bọc bằng nội màng (endocytic membrane, đường kính từ 30 - 150 nm, có hoạt tính sinh học
- - Ectosome được hình thành từ bên ngoài thành tế bào và giải phóng trực tiếp từ màng sinh chất (plasma membrane), đường kính từ 100 - 500 nm; cũng mang hoạt tính sinh học nhưng thành phần lại khác biệt so với exosome.
- - Thể apoptotic là các mảnh vụn của tế bào đã chết theo chương trình, chúng cũng có kích thước khoảng 50–500 nm nhưng không có chức năng gì.
HOW IT WORKS? CÁCH THỨC TẾ BÀO GIAO TIẾP VỚI NHAU
Để cho dễ hình dung về cách các exosomes hoạt động, cụ thể hơn là cách exosome mang những tín hiệu bên trong đến các tế bào đích thì đây là những cách mà tế bào trong cơ thể chúng ta giao tiếp với nhau:
- - Direct signaling - Tín hiệu trực tiếp: các tế bào bên cạnh nhau truyền tín hiệu trực tiếp qua kênh, khe liên kết giữa 2 tế bào
- - Autocrine Signaling - Tín hiệu tự tiết: tế bào tự phản ứng với tín hiệu mình tiết ra thông qua thụ thể
- - Paracrine Signaling - Tín hiệu cận tiết: tế bào truyền tín hiệu đến các tế bào lân cận
- - Endocrine Signaling - Tín hiệu nội tiết: tế bào truyền tín hiệu đến các tế bào ở xa thông qua dòng máu
=> Exosome đóng vai trò quan trọng trong giao tiếp tế bào, tham gia vào nhiều quá trình khác nhau của cơ thể liên quan đến cân bằng nội môi. Những túi tiết ngoại bào này là một phần của hệ thống nội tiết phức tạp của cơ thể, cung cấp các tín hiệu nội tiết (endocrine), cận tiết (paracrine) và cả tự tiết (autocrine)
Vậy exosome có ý nghĩa trong những quá trình nào?
- Đây là một câu hỏi lớn, và không có câu trả lời cụ thể khi bạn chưa biết nguồn tế bào tiết ra các exosome này. Sở dĩ mỗi loại tế bào sẽ tiết ra exosome mang những tín hiệu đặc hiệu cho các quá trình khác nhau: đơn cử như exosome được phân lập từ môi trường điều hòa của các tế bào gốc trung mô tủy xương có hiệu quả tái tạo, trong khi đó các tế bào gốc trung mô mỡ thì lại có ý nghĩa nhiều trong điều hòa miễn dịch và tế bào trung mô cuống rốn lại sửa chữa tốt các tổn thương mô,...
NHỮNG LỢI ÍCH NỔI BẬT MÀ EXOSOME CÓ THỂ MANG LẠI CHO LÀN DA
Mặc dù exosome có thể được tìm thấy trong nuôi trường nuôi cấy của 1 loại tế bào bất kỳ, và có sự giống nhau về đặc điểm, hình thái các exosome này dù được tiết ra từ các loại tế bào khác nhau.
Tuy nhiên, exosome từ môi trường nuôi cấy của các loại tế bào gốc vẫn luôn đem đến hiệu quả và tác động khác biệt - sự khác biệt nằm ở các protein màng và “loại thông tin” mà chúng truyền tải. Bởi được tiết ra từ các tế bào có khả năng sửa chữa mô nên chúng mang những thông tin “quý giá” liên quan đến việc sửa chữa, điều hòa và tạo mới tế bào. Một số lợi ích nổi bật trên làn da được ghi nhận là:
1/ Chữa lành vết thương: bình thường hóa các phản ứng viêm trên da, giảm diễn tiến các tổn thương, đặc biệt là có ý nghĩa với nhiều vấn đề da liên quan đến phản ứng quá mẫn của cơ thể như lupus ban đỏ, rosacea, vẩy nến, viêm da dị ứng…
2/ Tăng sinh collagen elastin và collagen: giảm sự lão hóa nguyên bào sợi và tăng sinh nguyên bào sợi mới - nhà máy sản xuất collagen và elastin
3/ Ngăn ngừa quá trình hình thành sẹo và cải thiện sẹo: điều hòa quá trình lành thương và tăng sinh collagen một cách có kiểm soát trong quá trình lành thương giúp hạn chế tối thiểu nguy cơ hình thành sẹo
Hỉnh ảnh: Exosome trong điều trị nhiều vấn đề của làn da
KỸ THUẬT PHÂN LẬP LÀ CHÌA KHÓA QUYẾT ĐỊNH CHẤT LƯỢNG CỦA EXOSOME
Bạn có thể hình dung quá trình từ nuôi cấy tế bào đến thu hoạch thành phẩm exosome như sau:
Đặc điểm của các phương pháp phân lập exosome thường được ứng dụng:
ĐIỀU KIỆN BẢO QUẢN
Câu chuyện bảo quản exosome sau khi phân lập cũng rất đáng để bàn tới bởi một cấu trúc mỏng manh, không phải là tế bào sống nhưng được cấu thành từ màng sinh học tương tự như 1 tế bào với kích thước siêu nhỏ như vậy đòi hỏi sự xử lý và bảo quản đặc biệt từ khâu sản xuất, lưu trữ và phân phối. 
Cụ thể thì exosome phải được bảo quản lạnh (ở nhiệt độ 4 / -80 / -196), đông khô hoặc sấy phun với kỹ thuật phù hợp.
Thử hỏi ngoài kia, những chai serum, hũ kem dưỡng, lọ dung dịch lỏng được công bố có chứa exosome liệu có tin được không. Đó là chưa kể đến chuyện những sản phẩm được đông khô và bảo quản đúng khuyến cáo còn chưa chắc là có exosome nữa!
Có chăng đúng là trong quá trình họ sản xuất ra chai serum, lọ kem dưỡng có một giai đoạn nho nhỏ nào đó tồn tại exosome - nếu trong thành phần có dịch nuôi cấy tế bào, nhưng còn để đến tay bạn vẫn còn cấu trúc exosome nguyên vẹn thì khả năng rất thấp.
Nhưng việc nó có các cytokines, thành phần tín hiệu đặc hiệu vốn được nằm trong các exosome là có khả năng, chỉ là các túi tiết này đã vỡ ra và giải phóng các thành phần này ra bên ngoài.
Điều này dẫn ta đến một câu hỏi:
VẬY TẠI SAO PHẢI LÀ EXOSOME NGUYÊN VẸN?
Hiệu quả của yếu tố tăng trưởng vốn dĩ đã được chứng minh dù nó có nằm trong các túi exosome nguyên vẹn hay không.
Bản thân các sản phẩm thực sự chứa yếu tố tăng trưởng trên thị trường đã được chứng minh hiệu quả cho nhiều vấn đề da dựa trên cơ chế chung của các phân tử tín hiệu (từ bình thường phản ứng viêm cho đến lành thương, ngừa sẹo, cải thiện sắc tố, trẻ hóa).
Nhưng bạn thử tưởng tượng nhé: các phân tử tín hiệu được truyền đi trong một “cái túi” có ghi địa chỉ cụ thể (bằng các protein đặc hiệu trên màng) thì có phải là đến đúng địa chỉ, nhanh chóng và khả thi hơn không? so với một mớ các phân tử tín hiệu tự di chuyển trong một hỗn hợp mà nó không/khó xác định đích đến dẫn đến hiệu quả truyền tin kém, thất lạc trong quá trình truyền tin và vân vân… ^^
Đó là chưa kể vốn dĩ các thành phần trong exosome nguyên vẹn được tiết ra từ tế bào là một tổ hợp có chủ đích của tế bào, có thể là nó mang nhiều ý nghĩa truyền tải hơn chẳng hạn.
LỜI KẾT
Dù vẫn là một sự bí ẩn về mặt cơ chế của cách exosome hoạt động và điều hòa mọi thứ nhưng không thiếu những bằng chứng cho thấy cách nó hiệu quả trên nhiều vấn đề da khác nhau. Cũng như những cách tụi Láng ví von exosome là “viên kim cương thô” của ngành Y học nói chung và Da liễu nói riêng, bởi tiềm năng lớn lao mà nó có thể mang lại và nhiều hứa hẹn về mặt ứng dụng trong nghiên cứu Y học trong tương lai.
Cũng như Growth factor - yếu tố tăng trưởng, được dự đoán sẽ là xu hướng mới trong Da liễu, exosome có thể nói là “level up” của việc ứng dụng yếu tố tăng trưởng này: đặc hiệu, trúng đích và hiệu quả cao.
Giữa thị trường cập nhật liên tục những thành phần, hoạt chất, công nghệ trong Da liễu - thẩm mỹ thì tụi mình cũng luôn tò mò và muốn học hỏi mỗi ngày chứ. Tuy nhiên thì lâu nay team Láng vẫn giữ một phương châm: thật sự “deep dive” vào bất cứ cái gì mới trước khi hiện thực nó tại Láng để chắc chắn là chúng mình hiểu rõ trước khi có thể giúp bạn hiểu rõ và thuyết phục bạn sử dụng vì những lợi ích nhất định cho làn da.
Và tụi mình đã sẵn sàng để nói về exosome cũng như tích hợp exosome trong các liệu trình tại clinic, đúng như tiêu chí điều trị tích hợp cho hiệu quả tối đa, tối thiểu xâm lấn trên làn da.
Đón chờ những cập nhật mới nhất trên menu nhà Láng nhé, sẽ có nhiều điều mới mẻ lắm đây ^^
TÀI LIỆU THAM KHẢO
- 1. Couch, Yvonne et al. “A brief history of nearly EV-erything - The rise and rise of extracellular vesicles.” Journal of extracellular vesicles vol. 10,14 (2021): e12144. doi:10.1002/jev2.12144
- 2. Li, Xia et al. “Challenges and opportunities in exosome research-Perspectives from biology, engineering, and cancer therapy.” APL bioengineering vol. 3,1 011503. 27 Mar. 2019, doi:10.1063/1.5087122
- 3. Meldolesi, Jacopo. “Exosomes and Ectosomes in Intercellular Communication.” Current biology : CB vol. 28,8 (2018): R435-R444. doi:10.1016/j.cub.2018.01.059
- 4. Thakur A, Shah D, Rai D, Parra DC, Pathikonda S, Kurilova S, Cili A. Therapeutic Values of Exosomes in Cosmetics, Skin Care, Tissue Regeneration, and Dermatological Diseases. Cosmetics. 2023; 10(2):65. https://doi.org/10.3390/cosmetics10020065
- 5. Li, Pin et al. “Progress in Exosome Isolation Techniques.” Theranostics vol. 7,3 789-804. 26 Jan. 2017, doi:10.7150/thno.18133
- 6. Zhang, Yi et al. “Exosome: A Review of Its Classification, Isolation Techniques, Storage, Diagnostic and Targeted Therapy Applications.” International journal of nanomedicine vol. 15 6917-6934. 22 Sep. 2020, doi:10.2147/IJN.S264498
comments