Os exossomos são cápsulas biológicas de tamanho nano que as células produzem para proteger e transportar moléculas delicadas por todo o corpo. As cápsulas são resistentes o suficiente para resistir à degradação enzimática, bem como flutuações ácidas e de temperatura no intestino e na corrente sanguínea, tornando-os um candidato principal para entrega de drogas.

Colhê-los para atingir níveis de pureza de grau clínico, Contudo, é um processo complexo.

“Os exossomos são abundantes no leite de vaca, ainda assim, são difíceis de isolar de outras proteínas e lipídios do leite, "Disse Rob Gourdie, professor e diretor do Centro de Pesquisas Vasculares e Cardíacas do Instituto de Pesquisa Biomédica Fralin do VTC.

O laboratório de Gourdie desenvolveu um método escalonável para colher exossomos de leite de vaca não pasteurizado. Usando este método de purificação, que foi publicado este mês em Nanoteranóstica , a equipe de pesquisa pode extrair aproximadamente uma xícara de exossomos purificados para cada galão de leite não pasteurizado.

"Pela primeira vez, traçamos um caminho para a escalabilidade industrial da purificação de exossomos para administração oral de drogas, "disse Gourdie, que também é bolsista do Fundo de Comercialização de Pesquisas da Commonwealth em Pesquisa em Medicina Reparadora do Coração e professor de engenharia biomédica e mecânica na Faculdade de Engenharia da Virginia Tech.

A equipe de pesquisa desenvolveu seu multi-passo, processo de purificação de baixo custo, que otimiza os métodos de filtração, e tempo de temperatura e tratamentos químicos afetando os níveis de cálcio, durante a pandemia de COVID-19. Spencer Marsh e Kevin Pridham, ambos pós-doutorandos no laboratório de Gourdie no Instituto de Pesquisa Biomédica Fralin, e Jane Jourdan, Gerente do laboratório de Gourdie, fez o trabalho prático para desenvolver o procedimento proprietário.

"Nossa equipe trabalhou em conjunto de forma eficaz e segura neste projeto durante a pandemia, "Gourdie disse." Foi um espetáculo para ver - seu trabalho de equipe abnegado, entusiasmo e dedicação para superar desafios é algo que não acontece com tanta frequência quanto você imagina na ciência. Houve muitas falhas, mas finalmente descobrimos processos graduais que funcionavam. "

Joy Wolfram, professor assistente de medicina da Clínica Mayo que não estava envolvido no estudo, diz que o novo protocolo avança o potencial farmacêutico para exossomos.

"O que é notável é a quantidade de vesículas extracelulares que eles são capazes de produzir. Isolar e fabricar vesículas extracelulares de maneira escalável sempre impediu sua tradução para a clínica, mas este artigo mostra um caminho para superar esses obstáculos, "Wolfram disse. Wolfram publicou anteriormente um protocolo para o uso de tecnologia de filtragem de fluxo tangencial que a equipe de Gourdie adaptou para isolar os exossomos do leite.

Os exossomos são secretados naturalmente por quase todos os tipos de células em humanos e outros mamíferos, e pode ser encontrado abundantemente no sangue, linfa, urina, e leite. Revestido com membranas protetoras, exossomos enviam biomoléculas, fragmentos de material genético, e sinais químicos entre as células em longos intervalos.

Na última década, pesquisa em suas aplicações farmacêuticas, especialmente para a entrega de medicamentos frágeis, como peptídeos e microRNAs - aumentou.

"Imagine, em vez de tomar uma vacina, sua enfermeira lhe dá um milkshake. Outro milkshake pode conter exossomos carregados com um peptídeo terapêutico projetado para proteger órgãos internos, como o coração, de infarto do miocárdio, "Disse Gourdie.

Os exossomos também podem penetrar na barreira hematoencefálica, uma membrana que protege o cérebro de patógenos indesejáveis ​​e produtos químicos, introduzindo uma nova maneira de fornecer terapêuticas para tratar doenças neurológicas e câncer no cérebro.

"Melhorar a viabilidade do uso de exossomos abre uma ampla gama de métodos de entrega de drogas com aplicações clínicas ilimitadas, "Disse Gourdie.

Gourdie fez parceria com Homestead Creamery, uma fábrica local de processamento de laticínios, para obter amostras de leite não pasteurizado para o estudo.

"Sempre construímos nossos negócios com base nos relacionamentos, e esta é uma colaboração empolgante para nós, "disse Donnie Montgomery, co-fundador e co-proprietário da Homestead Creamery.

No ano passado, Gourdie licenciou a propriedade intelectual para fornecer remédios para o coração usando exossomos por meio da LICENÇA:Centro de Comercialização de Tecnologia da Virginia Tech e formou a The Tiny Cargo Co.