Los exosomas son cápsulas biológicas de tamaño nanométrico que las células producen para proteger y transportar moléculas delicadas por todo el cuerpo. Las cápsulas son lo suficientemente resistentes para resistir la degradación enzimática, así como fluctuaciones ácidas y de temperatura en el intestino y el torrente sanguíneo, convirtiéndolos en un candidato ideal para la administración de fármacos.

Cosecharlos para lograr niveles de pureza de grado clínico, sin embargo, es un proceso complejo.

"Los exosomas abundan en la leche de vaca, sin embargo, son difíciles de aislar de otras proteínas y lípidos de la leche, "Dijo Rob Gourdie, profesor y director del Centro de Investigación Vascular y Cardíaca del Instituto de Investigación Biomédica Fralin en VTC.

El laboratorio de Gourdie desarrolló un método escalable para recolectar exosomas de leche de vaca no pasteurizada. Usando este método de purificación, que se publicó este mes en Nanoteranósticos , el equipo de investigación puede extraer aproximadamente una taza de exosomas purificados por cada galón de leche sin pasteurizar.

"Por primera vez, Hemos trazado un camino hacia la escalabilidad industrial de la purificación de exosomas para la administración oral de fármacos, "dijo Gourdie, quien también es el académico eminente del Fondo de Comercialización de Investigación de la Commonwealth en Investigación de Medicina Reparativa del Corazón y profesor de ingeniería biomédica y mecánica en la Facultad de Ingeniería de Virginia Tech.

El equipo de investigación desarrolló su proceso de purificación rentable, que optimiza los métodos de filtración, y el momento de los tratamientos químicos y de temperatura que afectan los niveles de calcio, durante la pandemia de COVID-19. Spencer Marsh y Kevin Pridham, ambos becarios postdoctorales en el laboratorio de Gourdie en el Instituto de Investigación Biomédica Fralin, y Jane Jourdan, Gerente de laboratorio de Gourdie, hizo el trabajo práctico para desarrollar el procedimiento propietario.

"Nuestro equipo trabajó en conjunto de manera eficaz y segura en este proyecto durante la pandemia, ", Dijo Gourdie." Fue un espectáculo digno de ver:su desinteresado trabajo en equipo, El entusiasmo y la dedicación para superar los desafíos es algo que no ocurre con tanta frecuencia como podría pensarse en la ciencia. Hubo muchos fracasos pero finalmente descubrimos procesos escalonados que funcionaron ".

Joy Wolfram, profesor asistente de medicina en Mayo Clinic que no participó en el estudio, dice que el nuevo protocolo avanza el potencial farmacéutico de los exosomas.

"Lo que es notable es la cantidad de vesículas extracelulares que pueden producir. Aislar y fabricar vesículas extracelulares de manera escalable siempre ha impedido su traducción a la clínica". pero este documento muestra un camino para superar esos obstáculos, Wolfram dijo. Wolfram publicó previamente un protocolo para usar la tecnología de filtración de flujo tangencial que el equipo de Gourdie adaptó para aislar los exosomas de la leche.

Los exosomas son secretados naturalmente por casi todos los tipos de células en humanos y otros mamíferos. y se puede encontrar en abundancia en la sangre, linfa, orina, y leche. Forrado con membranas protectoras, los exosomas envían biomoléculas, fragmentos de material genético, y señales químicas entre células en rangos largos.

En la última década, investigación sobre sus aplicaciones farmacéuticas, en particular para la administración de medicamentos frágiles, como péptidos y microARN, ha aumentado.

"Imagínese en lugar de recibir una vacuna, su enfermera le entrega un batido en su lugar. Otro batido puede contener exosomas cargados con un péptido terapéutico diseñado para proteger órganos internos como el corazón del infarto de miocardio. "Dijo Gourdie.

Los exosomas también pueden penetrar la barrera hematoencefálica, una membrana que protege el cerebro de patógenos y productos químicos no deseados, introduciendo una nueva forma de administrar terapias para tratar enfermedades neurológicas y cáncer de cerebro.

"La mejora de la viabilidad del uso de exosomas abre una amplia gama de métodos de administración de fármacos con aplicaciones clínicas ilimitadas, "Dijo Gourdie.

Gourdie se asoció con Homestead Creamery, una planta de procesamiento de lácteos local, para obtener muestras de leche no pasteurizada para el estudio.

"Siempre hemos construido nuestro negocio sobre la base de las relaciones, y esta es una colaboración emocionante para nosotros, "dijo Donnie Montgomery, cofundador y copropietario de Homestead Creamery.

El año pasado, Gourdie obtuvo la licencia de propiedad intelectual para administrar medicamentos para el corazón utilizando exosomas a través de LICENCIA:Centro de Comercialización de Tecnología de Virginia Tech y formó The Tiny Cargo Co.