MEDICINA ESTETICA

Gli esosomi, vescicole extracellulari derivate da cellule mesenchimali stromali (MSC), giocano un ruolo cruciale nella rigenerazione cutanea e nella modulazione immunitaria. Questi piccoli veicoli, contenenti proteine, lipidi e acidi nucleici, sono promossi come terapie innovative per la guarigione delle ferite, la riduzione dell'infiammazione e il trattamento di malattie cutanee. Recenti studi evidenziano il loro potenziale nella tricologia, in particolare nel trattamento dell'alopecia androgenetica, stimolando la rigenerazione dei follicoli piliferi e favorendo la fase di crescita del capello. Sebbene ancora in fase sperimentale, gli esosomi rappresentano un promettente strumento nella medicina estetica e rigenerativa per la cura della pelle e dei capelli.

La pelle è l'organo più grande del corpo umano e le sue funzioni principali comprendono la protezione dagli agenti nocivi esterni, la regolazione della temperatura corporea e il mantenimento dell'omeostasi. Le lesioni cutanee possono danneggiare questa importante barriera e quindi le sue funzioni, la ricerca scientifica si concentra su nuovi approcci per accelerare la guarigione delle ferite e curare le malattie infiammatorie della pelle (1). Per le loro proprietà rigenerative e immunitarie le cellule mesenchimali stromali (MSC) svolgono un ruolo significativo nella riparazione e rigenerazione della pelle, sembra tuttavia che il secretoma di queste cellule e in particolare degli esosomi possa essere responsabile delle loro funzioni nella rigenerazione cutanea e nell'immuno-modulazione.

Attualmente, particolare interesse è focalizzato sull’esplorazione e l’utilizzo degli esosomi per diverse applicazioni farmaceutiche e biomediche, ciò è dovuto alla loro identificazione come un eccellente comunicatore intercellulare che fornisce il carico necessario comprendente proteine funzionali, metaboliti e acidi nucleici (2).

Gli esosomi sono stati identificati principalmente negli anni '80 come fattori coinvolti nell'eliminazione dei rifiuti cellulari, attraverso la via di scavenging dei reticolociti, sono considerati vescicole vitali che consentono la comunicazione intercellulare con i sistemi endocrino e pancreatico, è dimostrato che svolgono un ruolo fondamentale nello sviluppo embrionale e nella loro azione immunomodulante, promuovendo la rigenerazione dei tessuti.

DOTT.SSA CINZIA VENTRICE

IDI, Istituto Dermopatico dell’Immacolata, Italia

MEMBRO DEL COMITATO SCIENTIFICO 

di BEAUTY HORIZONS ITALIA

Cinzia Ventrice

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Laureata in Scienze e Tecnologie Cosmetologiche presso l’Università Cattolica Sacro Cuore di Roma, ha svolto il tirocinio presso l’ambulatorio di Medicina Estetica dell’Ospedale Fatabenefratelli Calabitta Isola Tiberina di Roma, lavora presso l’IDI, Istituto Dermopatico dell’Immacolata di Roma, dove ha maturato una ventennale esperienza nell’ambulatorio di Fisiopatologia cutanea e Dermo-cosmetologia e in seguito ha prestato le proprie competenze presso il “Centro Integrato Alopecia” di Medicina Rigenerativa.

Gli esosomi sono le vescicole extracellulari più piccole con dimensioni comprese tra 30 e 100 nm e derivano dagli endosomi, hanno una morfologia cellulare e agiscono come un canale di trasduzione del segnale tra le cellule, essi comprendono diverse biomolecole, come proteine, acidi nucleici e lipidi, rendendoli quindi naturalmente un attraente veicolo per la somministrazione di farmaci, sono simili ad altri sistemi avanzati come le nanoparticelle polimeriche e i liposomi che si utilizzano per incapsulare le sostanze farmaceutiche, quindi anche gli esosomi hanno guadagnato molta attenzione nel potenziare l’attività terapeutica (2).

Gli esosomi presentano molti vantaggi: la compatibilità con i tessuti viventi, la bassa tossicità, la capacità di trasferire il contenuto da una cellula all'altra, la non immunogenicità e il target speciale di varie cellule, che li rendono un eccellente vettore terapeutico (2).

Le molecole per la somministrazione di farmaci sono ancora nelle fasi iniziali della ricerca e degli studi clinici, i problemi di transizione clinica devono essere superati utilizzando strumenti avanzati per una migliore comprensione e valutazione sistemica degli esosomi, è stato dimostrato che facilitano l’attività di guarigione delle ferite, svolgono un ruolo essenziale nelle malattie neurodegenerative.

Gli esosomi sono ora oggetto di ricerca per il loro potenziale e per la funzione di vettori nella somministrazione mirata di farmaci e prodotti biologici alle cellule dei tessuti malati, sono costituiti da quattro sottoclassi:

(a) Exosomi (30–150 nm);

(b) Oncosomi (100-1000 nm);

(c) Ectodermi/Microvescicole (100–1000 nm);

(d) Corpi apoptotici (200–2000 nm) (2).

L'infiammazione è una risposta immunologica che protegge l’organismo dalle infezioni o lesioni, tuttavia un’infiammazione incontrollata può portare ad una varietà di disturbi (3), i fattori immunitari innati come le citochine, chemochine e cellule immunitarie innate sono i principali mediatori dell’infiammazione, gli esosomi infatti acquistano terreno come metodo terapeutico all’avanguardia per il trattamento di un sistema immunitario iperattivo, sono secreti dalla maggior parte delle cellule e possono avere potenti funzioni immuno-modulatorie a seconda del tipo di cellula, svolgono un ruolo importante nei processi infiammatori che sono significativi in alcune malattie come carcinoma, malattie infiammatorie intestinali (IBD), diabete (tipo 2), obesità, reumatismi e disturbi neurologici (4).

La scoperta di un legame tra infiammazione e cambiamenti nel livello di espressione di alcuni carichi esosomiali è il primo passo verso la ricerca di potenziali nuovi biomarcatori nei disturbi infiammatori. La proteina di trasporto, la cui espressione esosomica è controllata dall'INF-α, è un carico esosomico unico, in quanto trasportatori di biomarcatori, appunto gli esosomi sono facili da raccogliere da fluidi corporei come la secrezione salivare e l'urina e possono fornire una tecnica non invasiva di screening delle malattie, svolgono un ruolo significativo nel modellare l’ambiente infiammatorio dei tumori, sono carichi di dimensioni nanometriche con una struttura a doppio strato lipidico che trasporta diverse biomolecole tra cui lipidi, proteine e acidi nucleici, queste piccole vescicole vengono secrete dalla maggior parte dei tipi di cellule per comunicare tra loro, poiché gli esosomi circolano attraverso i fluidi corporei, possono trasferire informazioni non solo alle cellule locali ma anche alle cellule remote. Pertanto, sono considerati potenziali biomarcatori per vari trattamenti, recentemente, gli studi hanno dimostrato l’efficacia degli esosomi nei difetti della pelle come l’invecchiamento, la dermatite atopica e le ferite, si studiano gli esosomi per essere utilizzati come ingredienti nei prodotti per il trattamento della pelle, si conferma la necessità e l’innovazione nella terapia cutanea insieme alle sfide attuali per i ruoli funzionali in termini di trattamento e rigenerazione della pelle. Regolando la via infiammatoria riducendo IL-6, IL-1, TNF-⍺ e aumentando il TGF-β ci sono miglioramenti su rughe, elasticità, idratazione e pigmentazione.

Recentemente, le cellule mesenchimali stromali (MSC) e anche il loro esosoma, sono diventati uno strumento rivoluzionario nel contesto dell’ingegneria tissutale e della medicina rigenerativa, grazie alla loro capacità di stabilizzare le cellule cutanee, come fibroblasti e cheratinociti e anche la loro caratteristica unica di sopprimere l'infiammazione nel sito della ferita. Hanno attirato crescente attenzione tra gli studiosi per le capacità di indurre l'angiogenesi come risultato della secrezione di fattori pro-angiogenici accompagnati da marcate attività antifibrotiche, mediate dal rilascio di metalloproteinasi della matrice (MMP), le rendono una strategia razionale ed efficace per accelerare la guarigione delle ferite. Poiché le principali proprietà curative delle MSC dipendono dai loro effetti paracrini, sembra che gli esosomi possano anche essere un'opzione alternativa per supportare la guarigione delle ferite e la rigenerazione della pelle come approccio innovativo senza cellule (3). Tali esosomi trasportano carichi funzionali come il fattore di crescita, le citochine e miRNA, dalle MSC alle cellule bersaglio, influenzando così gli eventi biologici delle cellule cutanee riceventi, come la migrazione, la proliferazione e anche la secrezione di componenti della matrice extra cellulare (ECM) (ad esempio il collagene). Le principali funzioni della terapia con esosomi rispetto alle MSC parentali sono la diminuzione del rischio di formazione di tumori e anche una minore immunogenicità.

Le MSC derivate dal midollo osseo sono molto importanti nelle terapie rigenerative nella guarigione delle ferite, attraverso la loro attività paracrina, mediata parzialmente dagli esosomi, quelli derivati dalle MSC possono accelerare la guarigione delle ferite migliorando le proprietà biologiche dei principali tipi cellulari coinvolti nelle fasi chiave di questo processo, sono stati valutati gli effetti degli esosomi su attivazione dei macrofagi, angiogenesi, proliferazione e migrazione di cheratinociti e fibroblasti dermici e capacità dei miofibroblasti di regolare il turnover della matrice extracellulare.

I risultati scientifici dimostrano che gli esosomi stimolano molto l’angiogenesi. L'esposizione di cheratinociti e (mio)fibroblasti dermici agli esosomi ne hanno potenziato la proliferazione e la capacità migratoria. Essi hanno impedito la sovra-regolazione dell’espressione genica per il collagene di tipo I e III, l’actina del muscolo liscio α e MMP2 e 14, e hanno aumentato l’espressione di MMP13 durante la transizione fibroblasto-miofibroblasto (4).

Le proprietà rigenerative degli esosomi sono state convalidate utilizzando un modello di organo tipico della pelle in fase di guarigione delle ferite, che ha mostrato una riepitelizzazione completa dopo l'esposizione degli esosomi, in sintesi questi dati indicano che gli esosomi migliorano le proprietà biologiche dei cheratinociti, fibroblasti e cellule endoteliali, fornendo così uno strumento terapeutico affidabile per la rigenerazione della pelle.

Gli esosomi derivati da cellule staminali mesenchimali riducono l'infiammazione, promuovono la proliferazione e inibiscono l'apoptosi e migliorano l'angiogenesi nel processo di guarigione delle ferite cutanee, emergono come nuovi mediatori della comunicazione cellulare e hanno aperto un nuovo punto di vista per lo sviluppo di terapie senza cellule.

Recenti studi hanno evidenziato che il colostro del latte bovino, è tipicamente più arricchito di fattori immunitari e bioattivi rispetto al latte maturo prodotto durante l’allattamento e risulta essere efficace nel trattamento dell’alopecia androgenetica.

La caduta dei capelli, un tipo di alopecia androgenetica non cicatriziale, è caratterizzata da alterazioni e perdita delle cellule progenitrici dei capelli e si verifica quando i follicoli piliferi diventano più piccoli a causa dell'influenza dell'ormone androgeno (diidrotestosterone, DHT). Solo due trattamenti per l’alopecia androgenetica sono riconosciuti (minoxidil, apricanale del potassio, e finasteride, inibitore della 5α-reduttasi di tipo II) e approvati dall’agenzia statunitense Food and Drug Administration (FDA).

Gli esosomi del latte, in particolare quelli del colostro, contengono oltre 1.000 fattori di crescita e segnali biologici come FGF, PDGF, VEGF e molti altri che sono fondamentali per promuovere e accelerare la guarigione e la rigenerazione dei tessuti (5). Il valore del colostro bovino come modalità terapeutica è stato ora documentato in diversi studi clinici (Struff e Sprotte, 2008). Gli esosomi del latte dal colostro (Milk-exo) inducono una importante rigenerazione dei capelli con effetti avversi minimi (1) (Figura 1). Viene infatti indotta la proliferazione cellulare delle papille dermiche (DP), che svolgono un ruolo fondamentale nel controllo della crescita e del ciclo dei follicoli piliferi. I risultati hanno mostrato che Milk-exo ha accelerato la conversione della fase telogen in fase anagen attivando il sistema di segnalazione Wnt, che è coinvolto nel ciclo di crescita dei capelli e nell’attivazione delle cellule staminali del follicolo pilifero (6). Gli esosomi del latte provenienti dal colostro potrebbero fornire un nuovo approccio nel trattamento meno invasivo e privo di cellule per i pazienti affetti dalla caduta dei capelli.

Figura 1. Illustrazione schematica della transizione di fase mediata da telogen ad anagen per la rigenerazione dei capelli (5).

La Medicina Estetica e Rigenerativa potranno utilizzare gli esosomi per il ringiovanimento della pelle con l’ausilio di medical devices per il microneedling mediante il dermapen o la radiofrequenza frazionata, oppure nella terapia biologica con emocomponenti in associazione al PRP (Plasma ricco di Piastrine) per l’alopecia androgenetica, il protocollo è ancora in fase sperimentale, molto importante è la diagnosi dello specialista.

Gli esosomi aprono una nuova frontiera per la medicina e la ricerca scientifica si impegna ad integrarli nelle strategie terapeutiche.

Figura 2. Ruolo degli esosomi MSC in dermatologia (1).