Esosomi | Cosa Sono? Usi in Cosmesi e Medicina Estetica

Cosa sono

Gli esosomi sono piccole vescicole extracellulari di dimensioni nanometriche (da 30 a 200 nm).

Sono costituiti da un doppio strato fosfolipidico derivato dalla membrana cellulare e racchiudono al loro interno proteine, lipidi e acidi nucleici (come RNA e DNA).

Gli esosomi sono coinvolti nella comunicazione cellula-cellula. Vengono infatti espulsi dalla cellula per poi essere inglobati da una cellula bersaglio ricevente, influenzandone vari processi cellulari e modulandone la funzione.

Gli esosomi possono essere estratti da vari tipi di colture cellulari (umane, animali, vegetali, batteriche…), incluse piastrine, cellule del cordone ombelicale e cellule staminali mesenchimali, ma anche da tessuti e fluidi biologici, inclusi plasma, siero, urina, saliva e latte materno ¹. Attualmente, le cellule staminali umane sono le più studiate per l’isolamento degli esosomi.

Ognuna di queste fonti di estrazione conferisce proprietà distinte agli esosomi, che dipendono chiaramente dal loro contenuto di specifiche molecole bioattive.

Grazie alla capacità di trasferire informazioni biologiche e mediare i processi di riparazione dei tessuti, gli esosomi rappresentano una strategia promettente per trattare varie tipologie di disturbi, inclusi quelli della pelle.

Le loro potenziali applicazioni nel campo dell’estetica e della dermatologia cosmetica includono ad esempio il ringiovanimento cutaneo, il ripristino dei capelli e i disturbi della pigmentazione.

I principali limiti e criticità degli esosomi includono ²:

• la mancanza di standardizzazione nei metodi di isolamento e caratterizzazione (la ricerca deve ancora identificare chiaramente le tipologie di esosomi più indicate nel trattamento dei vari disturbi/malattie, ma anche le tecniche per isolarli, purificarli, stabilizzarli e standardizzarne il contenuto);
• la necessità di ulteriori studi per caratterizzarne meglio i meccanismi d’azione e il profilo di efficacia e sicurezza clinica;
• il potenziale rischio biologico, come quello di suscitare risposte immunitarie indesiderate, in particolare quando derivano da fonti allogeniche (cioè da un altro organismo).

A cosa servono

Funzioni nel corpo umano

Gli esosomi sono minuscole vescicole extracellulari, contenenti proteine, lipidi e acidi nucleici (RNA non codificanti, mRNA, DNA).

Vengono secreti dalla maggior parte dei tipi cellulari e, all’interno dell’organismo, agiscono come messaggeri.

Possono infatti agire sulle cellule vicine (attività paracrina), ma anche viaggiare attraverso i fluidi corporei come sangue, saliva e urina, consentendo loro di raggiungere cellule e tessuti distanti ^{3, 4, 5, 6, 7, 8}.

Trasportando biomolecole che possono essere selettivamente assorbite dalle cellule riceventi, gli esosomi influenzano vari processi cellulari, come l’espressione genica, la segnalazione cellula-cellula, la risposta immunitaria e la riparazione dei tessuti.

Gli esosomi sono dunque in grado di regolare molteplici processi cellulari, svolgendo un importante ruolo nella comunicazione cellulare.

Potenziali applicazioni biomediche

Gli esosomi possono essere sfruttati ⁹:

• come alternativa potenzialmente più sicura ed efficace alla terapia con cellule staminali, ad esempio per i minori rischi di immunogenicità e tumorigenicità, e per la migliore conservazione a lungo termine;
• per veicolare specifici fattori di crescita, proteine e materiale genetico direttamente alle cellule bersaglio, migliorando la riparazione e la rigenerazione dei tessuti;
• come veicoli per la somministrazione di farmaci o geni, mostrando ad esempio una maggiore stabilità, biocompatibilità e bassa immunogenicità rispetto alla somministrazione basata su virus e altri metodi non virali.

Le indagini precliniche hanno ad esempio dimostrato che gli esosomi possono avere un ruolo terapeutico nell’invecchiamento e in altre malattie legate all’età, come l’Alzheimer, il diabete di tipo 2, l’artrosi, la malattia renale cronica, ecc. ¹⁰.

A livello estetico e dermatologico, gli esosomi hanno mostrato un potenziale come:

• acceleratori della riparazione e rigenerazione cutanea, riducendo le possibili complicazioni legate a una scarsa riparazione delle ferite e a un’infiammazione prolungata;
• promotori del ringiovanimento cutaneo, ad esempio tramite l’inibizione delle metalloproteinasi della matrice e lo stimolo alla produzione di matrice extracellulare e della proliferazione dei cheratinociti;
• nel ripristino dei capelli, stimolando l’attività delle cellule follicolari e modulando l’infiammazione locale.

Benefici per la pelle

Come Funzionano

Gli esosomi svolgono un ruolo cruciale nella comunicazione cellulare all’interno dell’epidermide, contribuendo alla regolazione della proliferazione e della differenziazione dei cheratinociti.

Questi processi sono fondamentali per il mantenimento dell’integrità strutturale e funzionale dell’epidermide, e risultano alterati in varie affezioni dermatologiche, come psoriasi e varie forme di dermatite.

Gli esosomi svolgono un ruolo chiave anche in profondità, nel derma, influenzando significativamente il comportamento dei fibroblasti (le cellule responsabili della produzione di collagene ed elastina, cruciali per il mantenimento dell’elasticità e della resistenza della pelle).

In questo modo, gli esosomi hanno il potenziale per promuovere la riparazione e la rigenerazione della pelle, nella chirurgia plastica e ricostruttiva, nella guarigione delle ferite, ma anche dopo trattamenti di ringiovanimento cutaneo come laser frazionato, microneedling, a radiofrequenza e microdermoabrasione, riducendo i sintomi associati a queste procedure, tra cui eritema, edema e fastidio ¹¹.

Oltre al loro contenuto fisiologico di composti bioattivi, queste nanovescicole possono anche essere ingegnerizzate artificialmente per ospitare le molecole biologiche desiderate per ritardare efficacemente l’invecchiamento cutaneo ^{12, 13}.

Come si Usano

Gli esosomi possono essere rilasciati sulla pelle attraverso vari metodi, invasivi e non invasivi.

Nel trattamento non invasivo, gli esosomi possono essere incorporati in creme topiche, sieri, oli e maschere per coprire e proteggere la pelle.

Gli esosomi possono anche essere incorporati in materiali polimerici bioattivi come l’idrogel, consentendo un rilascio prolungato, il mantenimento del pH e un potenziale rigenerativo migliorato.

Tra le tecniche invasive, l’iniezione locale prevede che esosomi "carichi" di molecole anti-invecchiamento vengano iniettati direttamente nella pelle per superare la barriera cutanea e migliorarne gli effetti terapeutici.

Efficacia: Funzionano?

Nonostante i potenziali benefici, vi sono ancora delle sfide da affrontare, tra cui la definizione di profili di sicurezza ed efficacia mediante la conduzione di ampi studi clinici.

Negli studi preliminari, gli esosomi derivati da cellule staminali hanno dimostrato di ridurre l’espressione delle metalloproteinasi della matrice, aumentare la produzione di collagene ed elastina e modulare le vie di segnalazione intra e inter-cellulari ¹⁴.

Ad esempio, è stato scoperto che gli esosomi derivati dalle cellule staminali mesenchimali del sangue del cordone ombelicale umano (che contengono un’alta concentrazione di fattori di crescita come il fattore di crescita epiteliale – EGF), aumentano la produzione di collagene e la capacità di migrazione dei fibroblasti normali. Questi esosomi derivati dalle cellule staminali sono penetrati nell’epidermide di campioni di pelle umana in modo dipendente dal tempo e hanno aumentato il collagene I e l’elastina, riducendo al contempo l’espressione di metalloproteinasi ¹⁵.

Nei topi, è stato scoperto che gli esosomi bioingegnerizzati caricati con microRNA-542-3p, derivati da cellule staminali del midollo osseo (BMMSC), possono promuovere la proliferazione cellulare, la sintesi del collagene e la chiusura delle ferite ¹⁶.

Anche l’esosomiale microRNA miR-291a-3p racchiuso in esosomi derivati da cellule staminali embrionali ha dimostrato di promuovere la guarigione delle ferite cutanee e produrre un’attività anti-senescenza nei topi anziani ¹⁷.

Studi clinici

Uno studio randomizzato, split-face, della durata di 12 settimane, ha valutato l’efficacia clinica dell’associazione di una soluzione topica contenente esosomi derivati da cellule staminali del tessuto adiposo umano e microneedling con aghi da 1 mm (eseguito subito dopo l’applicazione degli esosomi). L’altra metà del viso è stata trattata soltanto con microneedling.

Le successive indagini strumentali hanno confermato miglioramenti clinici circa 2 volte superiori (in termini di rughe, elasticità, idratazione e pigmentazione cutanea) sul lato trattato con microneedling ed esosomi rispetto al lato di controllo ¹⁸.

Un altro studio clinico condotto su 21 donne con iperpigmentazione ha dimostrato che l’applicazione topica degli stessi esosomi (derivati da cellule staminali del tessuto adiposo umano) due volte al giorno per 8 settimane ha prodotto una significativa diminuzione dei livelli di melanina quattro settimane dopo il trattamento ¹⁹.

Un altro studio ha indagato gli effetti dell’applicazione topica di esosomi derivati da Lactobacillus plantarum (2 volte al giorno per 4 settimane), nella regione periorbitale di 16 donne (età media di 50 anni). I successivi sistemi di analisi delle immagini hanno mostrato una riduzione del 15,89% delle rughe e dell’8,5% della pigmentazione alla fine del periodo di follow-up ²⁰.

L’applicazione topica di esosomi ha anche dimostrato di poter potenziare l’efficacia di varie procedure di medicina estetica (come microneedling, riempitivi di idrossiapatite di calcio, laser resurfacing), e soprattutto di accelerare la guarigione da effetti collaterali come arrossamento e gonfiore ^{21, 22, 23}.

Benefici per i capelli

In una serie di casi, 39 pazienti con alopecia androgenetica da lieve a moderata hanno ricevuto esosomi da cellule staminali derivate dal tessuto adiposo, applicati localmente dopo microneedling, una volta a settimana per 12 settimane, ottenendo un aumento significativo della densità e dello spessore dei capelli alla fine del follow-up ²⁴.

Effetti Collaterali e Criticità

La ricerca sulle applicazioni cliniche degli esosomi è relativamente giovane.

Persistono quindi diverse limitazioni, a cominciare dalla loro "industrializzazione".

Infatti, a causa delle dimensioni ridotte e della sensibilità alle fluttuazioni di temperatura, pressione e pH, gli esosomi presentano notevoli difficoltà di estrazione e stabilizzazione ¹¹. Inoltre, la resa e la composizione possono variare significativamente a seconda del tipo di cellula di origine, delle condizioni di coltura e delle tecniche di isolamento.

In generale, nonostante le ampie possibilità di applicazioni cliniche, esistono importanti questioni riguardanti gli esosomi che devono essere chiarite prima che il loro utilizzo possa essere raccomandato come sicuro ed efficace:

• identificazione di fonti cellulari ideali per condizioni/malattie specifiche;
• ottimizzazione dei metodi di estrazione, isolamento e purificazione;
• standardizzazione della produzione su larga scala, per garantire la coerenza da lotto a lotto;
• definizione dei regimi di dosaggio (la quantità appropriata, ma anche la frequenza di somministrazione richiesta);
• identificazione della via di somministrazione più efficace;
• comprensione della biodistribuzione ed eliminazione degli esosomi nel corpo umano
• superamento delle limitazioni causate dalla mancanza di ampi studi controllati con placebo;
• attenta valutazione dei rischi e della tossicità a lungo termine, che possono includere effetti "fuori target" e risposte biologiche indesiderate o imprevedibili su cellule e tessuti riceventi, incluse attività immunitarie, proinfiammatorie od oncogene.