Exossomos são um subconjunto de vesículas extracelulares em escala nanométrica, liberadas pelas células como parte de sua fisiologia normal ou sob certas patologias, que são envolvidas por uma membrana de bicamada lipídica. Descobertos inicialmente como “poeira plaquetária” no plasma humano, demonstrou-se desde então que são secretados pela maioria das células eucarióticas, participando de uma ampla gama de processos fisiológicos e patológicos.
Em blogs anteriores, apresentamos uma visão geral do panorama dos exossomos e introduzimos as formas como os exossomos podem ser potencialmente utilizados na entrega de medicamentos e diagnósticos. Para a parte final da nossa série de três blogs, destacaremos a amplitude da pesquisa de exossomos que está em andamento nessas áreas, examinando os principais desenvolvimentos e perspectivas futuras nesta área dinâmica.
Os principais agentes na pesquisa de exossomos terapêuticos
O número de empresas que utilizam exossomos para terapia está se expandindo rapidamente, com empresas de fases pré-clínicas e clínicas avançando com terapias baseadas em exossomos em seus pipelines. Usando dados da CAS Content Collection™, a maior coleção de conhecimento científico publicado com curadoria humana, exploramos as doenças-alvo nas quais essas empresas terapêuticas estão focadas. Descobrimos que as doenças-alvo mais representadas na pesquisa de exossomos são câncer, doenças neurológicas e neurodegenerativas, doenças pulmonares e cicatrização de feridas, indicando uma grande quantidade de produtos candidatos baseados em exossomos nessas áreas (Figura 1). Embora a maioria das empresas de plataformas de pesquisa de exossomos possua portfólios que cobrem múltiplas áreas terapêuticas (por exemplo, VivaZome, Avalon Globocare e Vitti Labs), algumas empresas tendem a se especializar em uma área específica, como a Kimera Labs e seu foco em regeneração da pele e cicatrização de feridas.
Uma avaliação das empresas que estão investindo em pesquisa pré-clínica de exossomos mostra que os EUA estão liderando o caminho, com um pipeline diversificado de produtos exossomais terapêuticos. A empresa de biotecnologia sediada na Califórnia, Capricor Therapeutics, está desenvolvendo múltiplas plataformas de exossomos, incluindo exossomos de células derivadas de cardiosferas, exossomos projetados e uma vacina baseada em exossomos para a COVID-19. Embora sua plataforma de exossomos ainda esteja em estágios pré-clínicos, eles observaram dados promissores em várias indicações e estabeleceram parcerias com outras instituições acadêmicas para impulsionar sua pesquisa de exossomos. Outras empresas focadas em cosméticos incluem a Exocel Bio e a Florica Therapeutics, que estão explorando terapias com exossomos derivados de células-tronco regenerativas em estética e envelhecimento.
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Pesquisa de exossomos para diagnóstico: progresso atual e direções futuras
Como exploramos no blog anterior da série, os exossomos possuem várias propriedades que os tornam biomarcadores ideais, incluindo durabilidade, especificidade e sensibilidade. Consequentemente, a aplicação de exossomos como biomarcadores e em testes de diagnóstico é uma área crescente de interesse de pesquisa. Embora a pesquisa ainda esteja em seus estágios iniciais, várias empresas conduziram pesquisas pré-clínicas de exossomos nesta área, particularmente em câncer. Exemplos notáveis incluem a Mercy Bioanalytics e seu teste Halo para detecção precoce de câncer, e pesquisas do MD Anderson Cancer Center da Universidade do Texas investigando o uso de exossomos circulantes positivos para glypican-1 para detectar câncer pancreático precoce.
As organizações também estão otimizando ensaios de diagnóstico em outras áreas terapêuticas. Por exemplo, uma colaboração entre a Harvard Medical School, EUA, e a Wenzhou Medical University, China, está empregando um sistema de análise de exossomos lacrimais via isolamento rápido (iTEARS), que demonstrou potencial no diagnóstico molecular de doença do olho seco e retinopatia diabética. Doenças neurodegenerativas também são um foco importante em estudos de biomarcadores exossomais. Pesquisadores do Centro Médico da Universidade da Califórnia, em São Francisco, descobriram um painel de biomarcadores que poderia desempenhar um papel no diagnóstico da Doença de Alzheimer de início precoce.
Terapias com exossomos em ensaios clínicos
Atualmente, o número total de ensaios clínicos registrados em https://clinicaltrials.gov para terapias exossomais é de 59. As doenças-alvo mais pesquisadas para terapias com exossomos incluem doença pulmonar (11 ensaios clínicos), infecções por SARS-CoV-2 (9 ensaios clínicos), além de câncer, doenças cardíacas e doenças neurológicas (todas com 4 ensaios clínicos). Ensaios clínicos destacados em relação a essas doenças estão listados na Tabela 1. Para uma lista mais abrangente de ensaios clínicos terapêuticos, consulte nosso Exosome Insight Report publicado recentemente.
Tabela 1. Ensaios clínicos de destaque com terapias de exossomos
Diagnóstico com exossomos em ensaios clínicos
Atualmente, em https://clinicaltrials.gov, há um total de 208 ensaios clínicos com exossomos sendo usados para diagnóstico. Mais da metade desses ensaios clínicos (108) estão relacionados ao diagnóstico de câncer utilizando exossomos. Outras doenças altamente representadas incluem doenças neurológicas (15 ensaios clínicos), doenças cardiovasculares (13 ensaios clínicos) e doenças pulmonares (6 ensaios clínicos). O diagnóstico precoce dessas doenças é crucial para um melhor prognóstico. O grande número de ensaios clínicos de exossomos no diagnóstico destaca o valor e a vantagem de usar exossomos no diagnóstico precoce de doenças. A Tabela 2 destaca as empresas, centros médicos e universidades relacionados ao diagnóstico de exossomos dessas doenças. Para uma lista mais abrangente de ensaios clínicos de diagnóstico, consulte nosso Exosome Insight Report publicado recentemente.
Tabela 2. Ensaios clínicos de diagnóstico com exossomos em destaque
Exossomos como alvo terapêutico em ensaios clínicos
O uso de exossomos como alvos é outra via explorada para o tratamento de doenças. A Aetholon Medical, empresa clínica sediada na Califórnia, desenvolveu um dispositivo médico experimental chamado Hemopurifier. Ao visar exossomos circulantes, o Hemopurifier captura exossomos virais, de toxinas bacterianas e de câncer para tratar doenças. Até o momento, a Aetholon utilizou o Hemopurifier para tratar pacientes com Ebola, hepatite C, HIV e COVID-19. Seus dois ensaios clínicos atuais estão detalhados na Tabela 3.
Tabela 3. Ensaios clínicos em destaque que visam exossomos (eliminação física) para o tratamento de doenças
Superando desafios pendentes na pesquisa com exossomos
Os exossomos são uma área de pesquisa empolgante e apresentam um enorme potencial tanto para uso diagnóstico quanto terapêutico. No entanto, as aplicações clínicas dos exossomos, embora altamente promissoras, são atualmente dificultadas por lacunas no conhecimento. Portanto, trabalhos futuros devem priorizar os mecanismos exatos de biogênese e captação de exossomos, além de elucidar suas interações com as células-alvo, o que ajudará os pesquisadores a avançar em seu potencial terapêutico. Outro obstáculo fundamental a ser superado na pesquisa com exossomos são os desafios atuais com o isolamento, visto que a falta de padronização desses processos atrasa a utilidade clínica. Por fim, a amplitude das aplicações de exossomos em desenvolvimento exigirá o esclarecimento de questões específicas de classificação regulatória e jurisdição para permitir o estabelecimento de planos de desenvolvimento.
Embora lacunas significativas de conhecimento precisem ser resolvidas, a pesquisa com exossomos apresenta grandes oportunidades no tratamento de uma infinidade de doenças – percorremos um longo caminho desde a "poeira de plaquetas".
Para saber mais, consulte nosso Relatório de Insights sobre Exossomos publicado recentemente.
