اگزوزوم چیست و چه تاثیری بر صنعت زیبایی دارد؟

اگزوزوم کیسه‌ی کوچکی از جنس غشاء دو لایه‌ی فسفولیپیدی سلولی است که به این کیسه‌ها وزیکول نیز می‌گویند. اندازه‌ی اگزوزوم‌ها بین ۳۰ تا ۱۵۰ نانومتر است و در ارتباطات میان سلولی نقش مهمی دارند. محتوای این کیسه‌های کوچک شامل پروتئین‌ها، لیپیدها، ریبونوکلئیک اسید (RNA) و… است که آن‌ها را بین سلول‌ها جا به جا می‌کنند. به نحوی، می‌توان آن‌ها را پیام‌رسان‌های بین سلولی دانست. این مواد که توسط وزیکول‌ها و اگزوزوم‌ها جا به جا می‌شوند می‌توانند بر رفتار سلول‌های گیرنده تاثیرگذار باشند. به همین دلیل، اگزوزوم‌ها برای پروسه‌های زیبایی مانند ترمیم و بازسازی بافت، جوانسازی، کنترل پاسخ‌ ایمنی در موارد خود ایمنی مانند رزاسه و اگزما و نیز کنترل التهاب یک درمان پایه و مرکزی به حساب می‌آیند.

تصور کنید می‌توانید با پیام‌رسان‌های خاصی، رفتار سلول‌های بدنتان را همانطور که می‌خواهید تغییر دهید. این تغییرات به بهتر شدن وضعیت کلی بدن شما خواهد انجامید. اگزوزوم، دقیقا همان ابزاری است که به آن نیاز دارید. در ادامه به بررسی جزئی‌تر و دقیق‌تر عملکرد این درمان جدید و شگفت انگیز می‌پردازیم.

ساختار ساده شده‌ی یک وزیکول

ابتدا پیش‌نیازهای درک عملکرد اگزوزوم‌ها را توضیح می‌دهیم:

ریبونوکلئیک اسید (RNA) چیست؟

ریبونوکلئیک اسید که به اختصار RNA خوانده می‌شود، به عنوان واسطه بین DNA و پروتئین‌ها عمل می‌کند. DNA نقشه‌ی ژنتیکی است و پروتئین‌ها عملکردهای کلی سلول را پیش می‌برند. اگزوزوم‌ها انواع مختلفی از RNA را حمل می‌کنند مانند mRNA، که در واقع RNA پیام‌رسان هستند. آر ان ای پیام‌رسان، دستورالعمل ساخت پروتئین‌ها را در بر دارد.

نوع دیگری از RNA که توسط اگزوزوم‌ها حمل می‌شود، miRNA است که به آن میکرو آر ان ای نیز می‌گویند. میکرو آر ان ای بیان ژن‌ها را تسهیل می‌کند. وقتی اگزوزوم‌ها این آر ان ای ها را به سلولی می‌رسانند، می‌توانند فعالیت‌های آن سلول را تغییر دهند. مثلا می‌توانند باعث تولید پروتئین‌هایی بشوند که ترمیم و جوانسازی را کلید بزند.

مقایسه دی ان ای (سمت راست) و آر ان ای (سمت چپ)

سلول‌های بنیادی انسانی و اگزوزوم:

حال که در مورد نحوه‌ی عملکرد اگزوزوم‌ها اطلاعات کلی را کسب کرده‌ایم، به ماهیت خود این اگزوزوم‌ها می‌پردازیم؛ بسیاری به اشتباه گمان می‌کنند اگزوزوم‌ها سلول‌های بنیادی هستند به این دلیل که نام اگزوزوم عمدتا همراه با عباراتی مانند «سلول بنیادی انسانی»، «جوانسازی»، «بازسازی» و… آورده می‌شود. اما این درست نیست.
پیش‌تر در ابتدای متن گفتیم که اندازه‌ی اگزوزوم‌ها از ۳۰ تا ۱۵۰ نانومتر است. این در حالی است که میانگین اندازه سلول‌های انسانی ۱۰ تا ۳۰ میکرومتر است. به عبارتی یک سلول انسانی بیش از ۱۰۰۰ برابر بزرگتر از یک اگزوزوم است. توجه داشته باشید: اگزوزوم‌ها، کیسه‌های غشایی کوچک حاوی پروتئین‌ها و لیپیدها هستند که سلول‌ها برای ایجاد ارتباط با سایر سلول‌ها تولید می‌کنند.

مقایسه سایز اگزوزوم و سلول

پس نقش سلول‌های بنیادی انسانی در تولید اگزوزوم چیست؟ برای درک بهتر این مطلب ابتدا باید ایده‌ای کلی از سلول‌های بنیادی انسانی و ماهیت آن‌ها داشته باشید؛
سلول‌های بنیادی انسانی سلول‌هایی هستند که در بافت‌هایی مثل مغز استخوان، لایه‌ی بازال پوست و بافت چربی حضور دارند. این سلول‌ها قابلیت تمایز یافتن به هر سلول اختصاصی دیگری را دارند. برای مثال می‌توانند تبدیل به سلول‌های بافت پوششی یا ماهیچه‌ای و یا حتی عصبی شوند. در واقع می‌توانید آن‌ها را مانند دیسک خام در نظر بگیرید که آماده‌ی تبدیل شدن به هر سلولی که بدن نیاز داشته باشد هستند.

سلول‌های بنیادی انسانی نیز مانند بسیاری از سلول‌های دیگر، اگزوزوم‌هایی تولید می‌کنند. اگزوزوم‌های تولید شده توسط سلول‌های بنیادی انسانی حاوی پیام‌هایی برای بازسازی، تقسیم و تمایز سلولی هستند. به همین دلیل نیز دارای اهمیت ویژه‌ای در پروسه‌های جوانسازی هستند.

در درمان‌های زیبایی، چه تفاوتی بین سلول‌های بنیادی انسانی و گیاهی است؟ اگزوزوم کجای این ماجراست؟

احتمالا تا به حال به مواردی برخورد کرده باشید که محصولات زیبایی، ادعا می‌کنند که در ترکیباتشان از سلول‌های بنیادی استفاده شده. لازم به ذکر است که این سلول‌های بنیادی در واقع از گیاهان استخراج می‌شوند. چند سالی است که در محصولات زیبایی به ویژه محصولات جوانساز، از سلول‌های بنیادی استخراج شده از میوه‌هایی مانند سیب و انگور استفاده می‌شود. این سلول‌ها به روند کلی سیگنالینگ صحیح برای دستیابی به جوانی پوست و بازسازی آن کمک می‌کنند اما در پوست انسان تقسیم و یا متمایز نمی‌شوند؛ چرا که دی ان ای و به زبان دیگر، برنامه‌ریزی آن‌ها برای تبدیل شدن به سلول‌های اختصاصی گیاهی است.

ماجرای سلول‌های بنیادی گیاهی از موضوع اگزوزوم‌ها جداست. پیش از آن که به ادامه بحث اگزوزوم‌ها بپردازیم لازم است چند مورد دیگر را نیز ابهام زدایی کنیم:
استفاده از سلول‌های بنیادی انسانی برای پروسه‌های جوانسازی و زیبایی ممنوع است. این قانون مربوط به کشور خاصی نیست و تقریبا در تمام دنیا اجرا می‌شود. تزریق سلول‌های بنیادی انسانی ریسک‌های بی‌شماری را به همراه دارد. به همین دلیل حتی انجام آزمایشات با این سلول‌ها، تنها در آزمایشگاه‌های خاص با نظارت بسیار سختگیرانه‌ی سازمان‌های بهداشتی و درمانی انجام می‌شود. تمام محصولاتی که ادعا می‌کنند از خود سلول‌های بنیادی انسانی استفاده کرده‌اند، نامعتبرند. تا به امروز، تنها استفاده از اگزوزوم‌های تولید شده توسط سلول‌های بنیادی انسانی قانونی شده و در صنعت زیبایی نیز استفاده می‌شود.
مهم‌ترین ریسک تزریق سلول‌های بنیادی انسانی، خطر تقسیم بی رویه این سلول‌ها در بافت هدف و ایجاد توده‌ی سرطانی است.

تا اینجا تفاوت بین سلول‌های بنیادی انسانی و گیاهی را ذکر کردیم و نیز تفاوت سلول بنیادی انسانی با اگزوزوم تولید شده توسط این سلول‌ها را گفتیم. در ادامه به نحوه‌ی استخراج اگزوزوم‌ها می‌پردازیم.

محصولات حاوی اگزوزوم چگونه تهیه می‌شوند؟

اگزوزوم‌های مورد استفاده در صنعت زیبایی عمدتا از سلول‌های بنیادی بافت چربی انسان استخراج می‌شوند. این سلول‌ها AD-MSCs نام دارند. این عبارت، کوتاه شده‌ی عبارت «Adipose tissue Derived Mesinchym Stem Cell» به معنی «سلول‌های بنیادی مزانشیمی مشتق شده از بافت چربی» است. دلیل استفاده از این سلول‌ها برای استخراج اگزوزوم، در دسترس بودن آن‌هاست. دسترسی به این منبع از سلول‌های بنیادی بسیار ساده‌تر از دسترسی به منابع دیگر (مانند مغز استخوان) است.

قابلیت تمایز یافتن سلول‌های بنیادی مزانشیمی مشتق از بافت چربی

اگزوزوم‌هایی که از این سلول‌ها استخراج می‌شوند، دارای پروتئین‌های سیگنالینگ، فاکتورهای رشد و مولکول‌های بایو اکتیو مهمی هستند. این پروتئین‌ها می‌توانند به مواردی نظیر اکتیواسیون فیبروبلاست‌ها، تحریک رشد، تقسیم و تمایز سلول‌های بازال، کاهش التهاب و در نتیجه بازسازی و جوانی پوست کمک کنند.

فاکتور رشد چیست؟

فاکتورهای رشد پروتئین‌هایی هستند که مانند سوئیچ بیولوژیکی عمل می‌کنند. به این معنی که می‌توانند فرآیندهای مهم بیولوژیکی را کلید بزنند. مثلا می‌توانند به سلول‌ها بگویند که چه موقع و به چه میزان تقسیم شوند. فاکتورهای رشدی که در اگزوزوم‌های سلول‌های AD-MSC یافت می‌شوند عبارتند از:

۱. فاکتور رشد فیبروبلاست (FGF-Fibroblast Growth Factor):

فیبروبلاست‌ها سلول‌های تولیدکننده کلاژن و الاستین هستند که در درم رتیکولار حضور فعالی دارند. این سلول‌ها با تولید پروتئین‌های ساختاری کلاژن و الاستین، استحکام، ساختار کلی و خاصیت ارتجاعی پوست را شکل داده و آن را حفظ می‌کنند.

۲. فاکتور رشد تغییر دهنده بتا (TGF-Beta-Transforming Growth Factor Beta):

این فاکتور رشد به تنظیم سیستم ایمنی و کاهش التهاب کمک می‌کند و برای ترمیم بافت و سنتز کلاژن حیاتی است.

۳. فاکتور رشد اندوتلیال عروقی (VEGF-Vascular Endothelial Growth Factor):

این فاکتور رشد آنژیوژنسیس یا همان رشد عروق خونی جدید را کلید می‌زند. زمانی که بافت جدیدی تولید می‌شود نیاز است که عروق جدیدی نیز برای تغذیه و اکسیژن رسانی به آن بافت تولید شوند.

فاکتورهای رشد موجود در سلول‌های بنیادی انسانی

به طور کلی اگزوزوم‌ها در پوست چه کاری انجام می‌دهند؟

هنگامی که اگزوزوم ها روی پوست اعمال می شوند (معمولاً از طریق درمان هایی مانند میکرونیدلینگ یا تزریق سرم‌ها)، می توانند به عمق درم نفوذ کنند. اندازه کوچک و ساختار مبتنی بر لیپید آنها است که به آنها اجازه می دهد به راحتی از سد بیرونی پوست عبور کنند. پس از ورود، محموله های خود (RNA، پروتئین ها، فاکتورهای رشد) را آزاد می کنند که سپس بر رفتار سلول های پوست تأثیر می گذارد. این تاثیرات عبارتند از:

تحریک تولید کلاژن:

با فعال کردن فیبروبلاست ها، اگزوزوم ها به افزایش تولید کلاژن و الاستین کمک می کنند. این پروتئین ها برای حفظ استحکام و قابلیت ارتجاعی پوست ضروری هستند.

تسریع بهبود زخم:

اگزوزوم ها با ارسال سیگنال به سلول های پوست، بازسازی موثرتر و ترمیم سریع تر را کلید می‌زنند. به همین دلیل است که آنها برای درمان‌هایی مانند درمان اسکار یا حتی برای معکوس کردن علائم پیری مورد بررسی قرار می گیرند.

اثرات ضد التهابی:

تحقیقات نشان می‌دهند که اگزوزوم های AD-MSC سطح سیتوکین‌های پیش التهابی را کاهش می دهند، سیتوکین‌ها مولکول هایی هستند که مسئول تحریک واکنش التهابی در پوست هستند. این امر می‌تواند به ویژه برای افرادی که دارای شرایطی مانند آکنه، رزاسه یا سایر اختلالات التهابی پوست هستند مفید باشد.

شماتیک یک اگزوزوم

چرا اگزوزوم در صنعت مراقبت از پوست ترند شده و دارای اهمیت است؟

اگزوزوم ها به چند دلیل توجه صنعت مراقبت از پوست را به خود جلب کرده اند:

کارایی اگزوزوم‌ها:

اگزوزوم‌ها می‌توانند محتویات خود را مستقیم‌تر از مواد سنتی مراقبت از پوست مانند پپتیدها یا فاکتورهای رشد به سلول‌ها برسانند، زیرا به طور طبیعی برای ارتباط سلول به سلول طراحی شده‌اند. دیواره‌ی آن‌ها از جنس غشاء سلولی است و به راحتی توسط فرآیندی مشابه اندوسیتوز، مواد داخل خود را به داخل سلول انتقال می‌دهند.

بدون سلول و ایمن‌تر:

از آنجایی که اگزوزوم‌ها سلول‌ نیستند، خطرات کمتری مانند طرد شدن یا تشکیل سرطان را به همراه دارند که آنها را برای کاربردهای درمان زیبایی ایمن‌تر می‌کند. طرد شدن به این معناست که سیستم ایمنی بدن مقصد، به سلول یا بافتی خارجی (مانند سلول بنیادی تزریق شده یا بافت پیوند شده) واکنش نشان دهد و آن را از بین ببرد.

پتانسیل ضد پیری:

اگزوزوم‌ها با توانایی خود در تحریک فیبروبلاست‌ها و تولید کلاژن، رویکرد امیدوارکننده‌ای را برای رفع چین و چروک، خطوط ریز و مشکلات بافت پوست ارائه می دهند. این آنها را جایگزین یا مکمل بالقوه ای برای درمان های ضد پیری موجود مانند رتینوئیدها، پپتیدها و اسید هیالورونیک می کند.

تصویر میکروسکوپی دو اگزوزوم

نگرانی ها و محدودیت‌های علمی مرتبط با اگزوزوم:

عدم استانداردسازی:

درمان‌های اگزوزومی در حال حاضر امیدوارکننده هستند، اما در حال حاضر از بابت عدم استانداردسازی در نحوه تهیه و پردازش آن‌ها نگرانی‌هایی وجود دارد. همه اگزوزوم ها یکسان نیستند و اثربخشی آنها بسته به نحوه استخراج و تهیه آنها می تواند متفاوت باشد.

مطالعات طولانی مدت:

اگرچه مطالعات اولیه امیدوارکننده هستند، اما تحقیقات طولانی مدت هنوز برای درک کامل ایمنی و اثربخشی محصولات و درمان های مراقبت از پوست مبتنی بر اگزوزوم مورد نیاز است.

خلاصه و جمع‌بندی مبحث اگزوزوم:

اگزوزوم‌ها حوزه‌ای پیشرفته از نوآوری‌های مراقبت از پوست هستند که ریشه در توانایی آنها در تسهیل ارتباطات سلولی و رساندن مولکول های مفید به طور مستقیم به پوست دارند. این وزیکول های کوچک، به ویژه آنهایی که از سلول های بنیادی مشتق شده از چربی به دست می آیند، پتانسیلی برای تسریع ترمیم پوست، افزایش تولید کلاژن و کاهش التهاب نشان می دهند. نقش آنها در پزشکی احیا کننده آنها را به ویژه برای درمان های ضد پیری جذاب می کند، اگرچه تحقیقات بیشتری برای اطمینان از اثربخشی و ایمنی طولانی مدت آنها مورد نیاز است.

منابع:

1. بیولوژی، عملکرد و کاربرد اگزوزوم: کتابخانه پزشکی کانون ملی سلامت آمریکا (NLM-NIH)
2. استفاده از سلول‌های بنیادی گیاهی در صنعت زیبایی: ژورنال فیوچر ساینس (Future Science OA)
3. مشکلات قانونی و اخلاقی تحقیقات روی سلول‌های بنیادی انسانی: آکسفورد آکادمیک، ژورنال اندوکرین ریویوز (Endocrine Reviews)
4. doi: 10.1038/s41598-020-57497-7
5.  doi: 10.2174/1570159X14666160825160421
6. doi: 10.1038/nrm1360
7. .doi: 10.1146/annurev.cellbio.23.090506.123319
8.  doi: 10.1083/jcb.201212113
9.  doi: 10.1371/journal.pone.0195969
10.   10.22038/ijbms.2016.7725
11. 10.1016/j.gde.2013.01.004
12.  doi: 10.1038/emboj.2011.286