Создание продуктов на основе внеклеточных везикул из мезенхимальных стволовых клеток: ИННОВАЦИОННАЯ ФАРМАКОЛОГИЯ

Родион Владимирович  Кораблев; Андрей Глебович  Васильев; Сарнг Саналович  Пюрвеев; Татьяна Викторовна  Брус; Александра Юрьевна  Пырх; Анна Евгеньевна  Куртукова; Юлиан Рэммович  Рыжов; Юлия Александровна  Таминкина; Заур Келбялиевич  Эмиргаев

doi:10.56871/RBR.2026.14.44.006

Создание продуктов на основе внеклеточных везикул из мезенхимальных стволовых клеток

ИННОВАЦИОННАЯ ФАРМАКОЛОГИЯ

Родион Владимирович Кораблев Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет https://orcid.org/0009-0004-5754-8437
Андрей Глебович Васильев Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет https://orcid.org/0000-0002-8539-7128
Сарнг Саналович Пюрвеев Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет; Институт экспериментальной медицины https://orcid.org/0000-0002-4467-2269
Татьяна Викторовна Брус Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет https://orcid.org/0000-0001-7468-8563
Александра Юрьевна Пырх Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет https://orcid.org/0009-0001-4761-5076
Анна Евгеньевна Куртукова Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет https://orcid.org/0009-0008-7985-782X
Юлиан Рэммович Рыжов Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта https://orcid.org/0000-0002-5073-8279
Юлия Александровна Таминкина Общество с ограниченной ответственностью «Транс-Технологии» https://orcid.org/0000-0001-5256-9360
Заур Келбялиевич Эмиргаев Городская больница Святой преподобной мученицы Елизаветы https://orcid.org/0000-0002-8143-0461

Ключевые слова:

mesenchymal stem cells mesenchymal stem cell secretome extracellular vesicles exosomes extracellular vesicle-based products мезенхимальные стволовые клетки секретом мезенхимальных стволовых клеток внеклеточные везикулы экзосомы продукты на основе внеклеточных везикул

Аннотация

Мезенхимальные стволовые клетки, а также продукты на их основе являются эффективным инструментом в лечении ряда заболеваний благодаря влиянию на процесс репарации тканей. В последние годы накапливается все больше данных о том, что терапевтический эффект мезенхимальных стволовых клеток реализуется не самими клетками, а их секретомом. Секретом представляет собой комбинацию везикулярной и невезикулярной фракции, которую секретируют клетки, в том числе мезенхимальные стволовые клетки. Доклинические исследования с использованием моделей заболеванийin vitroиin vivoпродемонстрировали многообещающие результаты применения малых внеклеточных везикул, выделенных из стволовых клеток, включая мезенхимальные стволовые клетки: снижение окислительного стресса, усиление пролиферации, выживаемости и дифференцировки клеток, угнетение воспаления, что способствует регенерации в очаге повреждения. Изоляция везикулярной фракции мезенхимальных стволовых клеток служит отправной точкой для производства продуктов на ее основе. Однако путь от идеи до регистрации подобных продуктов сопряжен с массой сложностей. При этом терапевтическая стратегия, позволяющая добиться эффектов клеточной терапии, не прибегая к трансплантации мезенхимальных стволовых клеток, обеспечивает ряд преимуществ. Цель данного обзора — подчеркнуть множество факторов, обусловливающих высокую вариабельность везикулярной фракции, получаемую из мезенхимальных стволовых клеток, сложности разработки бесклеточных продуктов, а также необходимость создания стандартизованных протоколов получения и оценки малых внеклеточных везикул.

Биографии авторов

Родион Владимирович Кораблев, Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет

к.м.н., доцент, кафедра патологической физиологии с курсом иммунопатологии

Андрей Глебович Васильев, Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет

д.м.н., профессор, заведующий кафедрой паталогической физиологии с курсом иммунологии

Сарнг Саналович Пюрвеев, Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет; Институт экспериментальной медицины

к.м.н., доцент кафедры патологической физиологии с курсом иммунопатологии, Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет; научный сотрудник отдела нейрофармакологии им. С.В. Аничкова, Институт экспериментальной медицины

Татьяна Викторовна Брус, Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет

к.м.н., доцент, кафедра патологической физиологии с курсом иммунопатологии

Александра Юрьевна Пырх, Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет

ассистент, кафедра патологической физиологии с курсом иммунопатологии

Анна Евгеньевна Куртукова, Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет

студентка 4-го курса педиатрического факультета

Юлиан Рэммович Рыжов, Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта

к.м.н., заведующий отделением вспомогательных репродуктивных технологий

Юлия Александровна Таминкина, Общество с ограниченной ответственностью «Транс-Технологии»

биофизик

Заур Келбялиевич Эмиргаев, Городская больница Святой преподобной мученицы Елизаветы

врач-уролог урологического отделения

Библиографические ссылки

1. Viswanathan S., Shi Y., Galipeau J., Krampera M., Leblanc K., Martin I., Nolta J., Phinney D.G., Sensebe L. Mesenchymal stem versus stromal cells: International Society for Cell & Gene Therapy (ISCT®) Mesenchymal Stromal Cell committee position statement on nomenclature. Cytotherapy. 2019;21:1019–1024. https://doi.org/10.1016/j.jcyt.2019.08.002.

2. Friedenstein A.J., Deriglasova U.F., Kulagina N.N., Panasuk A.F., Rudakowa S.F., Luriá E.A., Ruadkow I.A. Precursors for fibroblasts in different populations of hematopoietic cells as detected by the in vitro colony assay method. Exp Hematol. 1974;2:83–92.

3. Ankrum J.A., Ong J.F., Karp J.M. Mesenchymal stem cells: immune evasive, not immune privileged. Nat Biotechnol. 2014;32(3):252–260. https://doi.org/10.1038/nbt.2816.

4. Gnecchi M., He H., Liang O.D., Melo L.G., Morello F., Mu H. et al. Paracrine action accounts for marked protection of ischemic heart by Akt-modified mesenchymal stem cells. Nat Med. 2005;11(4):367–368. https://doi.org/10.1038/nm0405-367.

5. Teixeira F.G., Salgado A.J. Mesenchymal stem cells secretome: current trends and future challenges. Neural Regen Res. 2019;15(1):75–77. https://doi.org/10.4103/1673-5374.264455.

6. Welsh J.A., Goberdhan D.C.I., O’Driscoll L., Buzas E.I., Blenkiron C., Bussolati B. et al. Minimal information for studies of extracellular vesicles (MISEV2023): From basic to advanced approaches. J Extracell Vesicles. 2024;13(2):e12404. https://doi.org/10.1002/jev2.12404.

7. Wang W., Li M., Chen Z., Xu L., Chang M., Wang K. et al. Biogenesis and function of extracellular vesicles in pathophysiological processes of skeletal muscle atrophy. Biochem Pharmacol. 2022;198:114954. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2022.114954.

8. da Silva A.V., Serrenho I., Araújo B., Carvalho A.M., Baltazar G. Secretome as a Tool to Treat Neurological Conditions: Are We Ready? Int J Mol Sci. 2023;24(22):16544. https://doi.org/10.3390/ijms242216544.

9. Vizoso F.J., Eiro N., Cid S., Schneider J., Perez-Fernandez R. Mesenchymal stem cell secretome: toward cell-free therapeutic strategies in regenerative medicine. Int J Mol Sci. 2017;18(9):1852. https://doi.org/10.3390/ijms18091852.

10. Advani D., Farid N., Tariq M.H., Kohli N. A systematic review of mesenchymal stem cell secretome: Functional annotations, gene clusters and proteomics analyses for bone formation. Bone. 2025;190:117269. https://doi.org/10.1016/j.bone.2024.117269.

11. Doyle L.M., Wang M.Z. Overview of extracellular vesicles, their origin, composition, purpose, and methods for exosome isolation and analysis. Cells. 2019;8(7):727. https://doi.org/10.3390/cells8070727.

12. Ding J.-Y., Chen M.-J., Wu L-F, Shu G.-F., Fang S.-J., Li Z.-Y. et al. Mesenchymal stem cell-derived extracellular vesicles in skin wound healing: roles, opportunities and challenges. Mil Med Res. 2023;10(1):36. https://doi.org/10.1186/s40779-023-00472-w.

13. Dong R., Liu Y., Yang Y., Wang H., Xu Y., Zhang Z. MSC-Derived exosomes-based therapy for peripheral nerve injury: a novel therapeutic strategy. Biomed Res Int. 2019;2019:6458237. https://doi.org/10.1155/2019/6458237.

14. Shin S., Lee J., Kwon Y., Park K.-S., Jeong J.-H., Choi S.-J. et al. comparative proteomic analysis of the mesenchymal stem cells secretome from adipose, bone marrow, placenta and Wharton’s jelly. Int J Mol Sci. 2021;22(2):845. https://doi.org/10.3390/ijms22020845.

15. Li X., Corbett A.L., Taatizadeh E., Tasnim N., Little J.P., Garnis C. et al. Challenges and opportunities in exosome research — Perspectives from biology, engineering, and cancer therapy. APL Bioeng. 2019;3(1):011503. https://doi.org/10.1063/1.5087122.

16. Johnsen K.B., Gudbergsson J.M., Andresen T.L., Simonsen J.B. What is the blood concentration of extracellular vesicles? Implications for the use of extracellular vesicles as blood-borne biomarkers of cancer. Biochim Biophys Acta Rev Cancer. 2019;1871(1):109–16. https://doi.org/10.1016/ j.bbcan.2018.11.006.

17. Huang C., Li J., Xie Z., Hu X., Huang Y. Relationship between exosomes and cancer: formation, diagnosis, and treatment. Int J Biol Sci. 2025;21(1):40–62. https://doi.org/10.7150/ijbs.95763.

18. Ng C.Y., Kee L.T., Al-Masawa M.E., Lee Q.H., Subramaniam T., Kok D. et al. Scalable Production of extracellular vesicles and its therapeutic values: a review. Int J Mol Sci. 2022;23(14):7986. https://doi.org/10.3390/ijms23147986.

19. Ramos T.L., Sánchez-Abarca L.I., Muntión S., Preciado S., Puig N., López-Ruano G. et al. MSC surface markers (CD44, CD73, and CD90) can identify human MSC-derived extracellular vesicles by conventional flow cytometry. Cell Commun Signal. 2016;14:2. https://doi.org/10.1186/s12964-015-0124-8.

20. Zhang Y., Liu Y., Liu H., Tang W.H. Exosomes: biogenesis, biologic function and clinical potential. Cell Biosci. 2019;9:19. https://doi.org/10.1186/s13578-019-0282-2.

21. Liu W., Li L., Rong Y., Qian D., Chen J., Zhou Z. et al. Hypoxic mesenchymal stem cell-derived exosomes promote bone fracture healing by the transfer of mi R-126. Acta Biomater. 2020;103:196–212. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2019.12.020.

22. Zou W., Lai M., Zhang Y., Zheng L., Xing Z., Li T. et al. Exosome Release is regulated by m TORC1. Adv Sci (Weinh). 2018;6(3):1801313. https://doi.org/10.1002/advs.201801313.

23. Chen Y., Qi W., Wang Z., Niu F. Exosome Source matters: a comprehensive review from the perspective of diverse cellular origins. Pharmaceutics. 2025;17(2):147. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics17020147.

24. Visconte C., Taiana M.M., Colombini A., De Luca P., Ragni E., de Girolamo L. Donor sites and harvesting techniques affect mi RNA cargos of extracellular vesicles released by human adipose-derived mesenchymal stromal cells. Int J Mol Sci. 2024;25(12):6450. https://doi.org/10.3390/ijms25126450.

25. Zhang J., Cai Z., Feng F., Peng Y., Cui Y., Xu Y. Age-different BMSCs-derived exosomes accelerate tendon-bone interface healing in rotator cuff tears model. Gene. 2024;895:148002. https://doi.org/10.1016/j.gene.2023.148002.

26. Collino F., Deregibus M.C., Bruno S., Sterpone L., Aghemo G., Viltono L. et al. Microvesicles Derived from adult human bone marrow and tissue specific mesenchymal stem cells shuttle selected pattern of mi RNAs. PLo S One. 2010;5(7):e11803. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0011803.

27. Sansone P., Savini C., Kurelac I., Chang Q., Amato L.B., Strillacci A. et al. Packaging and transfer of mitochondrial DNA via exosomes regulate escape from dormancy in hormonal therapy-resistant breast cancer. Proc Natl Acad Sci U S A. 2017;114(43): E9066–E9075. https://doi.org/10.1073/pnas.1704862114.

28. Mittelbrunn M., Gutiérrez-Vázquez C., Villarroya-Beltri C., González S., Sánchez-Cabo F., González M.Á. et al. Unidirectional transfer of micro RNA-loaded exosomes from T cells to antigen-presenting cells. Nat Commun. 2011;2:282. https://doi.org/10.1038/ncomms1285.

29. Ratajczak J., Miekus K., Kucia M., Zhang J., Reca R., Dvorak P., Ratajczak M.Z. Embryonic stem cell-derived microvesicles reprogram hematopoietic progenitors: evidence for horizontal transfer of m RNA and protein delivery. Leukemia. 2006;20(5):847–856. https://doi.org/10.1038/sj.leu.2404132.

30. Pegtel D.M., Cosmopoulos K., Thorley-Lawson D.A., van Eijndhoven M.A.J., Hopmans E.S., Lindenberg J.L. et al. Functional delivery of viral mi RNAs via exosomes. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010;107(14):6328–6333. https://doi.org/10.1073/pnas.0914843107.

31. Gurunathan S., Kang M.-H., Qasim M., Khan K., Kim J-H. Biogenesis, membrane trafficking, functions, and next generation nanotherapeutics medicine of extracellular vesicles. Int J Nanomedicine. 2021;16:3357–3383. https://doi.org/10.2147/IJN.S310357.

32. Raposo G., Stoorvogel W. Extracellular vesicles: exosomes, microvesicles, and friends. J Cell Biol. 2013;200(4):373–383. https://doi.org/10.1083/jcb.201211138.

33. Mc Kelvey K.J., Powell K.L., Ashton A.W., Morris J.M., Mc Cracken S.A. Exosomes: mechanisms of uptake. J Circ Biomark. 2015;4:7. https://doi.org/10.5772/61186.

34. Larios J., Mercier V., Roux A., Gruenberg J. ALIX- and ESCRT-III-dependent sorting of tetraspanins to exosomes. J Cell Biol. 2020;219(3):e201904113. https://doi.org/10.1083/jcb.201904113.

35. Tenchov R., Sasso J.M., Wang X., Liaw W.-S., Chen C.-A., Zhou Q.A. Exosomes — nature’s lipid nanoparticles, a rising star in drug delivery and diagnostics. ACS Nano. 2022;16(11):17802–17846. https://doi.org/10.1021/acsnano.2c08774.

36. Graves L.E., Ariztia E.V., Navari J.R., Matzel H.J., Stack M.S., Fishman D.A. Proinvasive properties of ovarian cancer ascites-derived membrane vesicles. Cancer Res. 2004;64(19):7045–7049. https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-04-1800.

37. Lai J.J., Chau Z.L., Chen S., Hill J.J., Korpany K.V., Liang N. et al. Exosome Processing and characterization approaches for research and technology development. Adv Sci (Weinh). 2022;9(15):2103222. https://doi.org/10.1002/advs.202103222.

38. Jankovičová J., Sečová P., Michalková K., Antalíková J. Tetraspanins, more than markers of extracellular vesicles in reproduction. Int J Mol Sci. 2020;21(20):7568. https://doi.org/10.3390/ijms21207568.

39. Huda M.N., Nafiujjaman M., Deaguero I.G., Okonkwo J., Hill M.L., Kim T., Nurunnabi M. Potential use of exosomes as diagnostic biomarker and in targeted drug delivery: progress in clinical and preclinical application. ACS Biomater Sci Eng. 2021;7(6):2106–2149. https://doi.org/10.1021/acsbiomaterials.1c00217.

40. Chen X., Tian B., Wang Y., Zheng J., Kang X. Potential and challenges of utilizing exosomes in osteoarthritis therapy (Review). Int J Mol Med. 2025;55(3):43. https://doi.org/10.3892/ijmm.2025.5484.

41. Mei R., Wan Z., Yang C., Shen X., Wang R., Zhang H. et al. Advances and clinical challenges of mesenchymal stem cell therapy. Front Immunol. 2024;15:1421854. https://doi.org/10.3389/fimmu.2024.1421854.

42. Abdulmalek O.A.A.Y., Husain K.H., Al Khalifa H.K.A.A., Alturani M.M.A.B., Butler A.E., Moin A.S.M. Therapeutic Applications of stem cell-derived exosomes. Int J Mol Sci. 2024;25(6):3562. https://doi.org/10.3390/ijms25063562.

43. Théry C., Amigorena S., Raposo G., Clayton A. Isolation and characterization of exosomes from cell culture supernatants and biological fluids. Curr Protoc Cell Biol. 2006;Chapter 3:Unit 3.22. https://doi.org/10.1002/0471143030.cb0322s30.

44. Sani F., Shafiei F., Dehghani F., Mohammadi Y., Khorraminejad-Shirazi M., Anvari-Yazdi A.F. et al. Unveiling exosomes: Cuttingedge isolation techniques and their therapeutic potential. J Cell Mol Med. 2024;28(20):e70139. https://doi.org/10.1111/jcmm.70139.

45. Wang J., Bonacquisti E.E., Brown A.D., Nguyen J. Boosting the biogenesis and secretion of mesenchymal stem cell-derived exosomes. Cells. 2020;9(3):660. https://doi.org/10.3390/cells9030660.

46. Luo L., Wu Z., Wang Y., Li H. Regulating the production and biological function of small extracellular vesicles: current strategies, applications and prospects. J Nanobiotechnology. 2021;19(1):422. https://doi.org/10.1186/s12951-021-01171-1.

47. Erwin N., Serafim M.F., He M. Enhancing the cellular production of extracellular vesicles for developing therapeutic applications. Pharm Res. 2023;40(4):833–853. https://doi.org/10.1007/s11095-022-03420-w.

48. de Almeida Fuzeta M., Bernardes N., Oliveira F.D., Costa A.C., Fernandes-Platzgummer A., Farinha J.P. et al. Scalable production of human mesenchymal stromal cell-derived extracellular vesicles under Serum-/Xeno-Free conditions in a microcarrier-based bioreactor culture system. Front Cell Dev Biol. 2020;8:553444. https://doi.org/10.3389/fcell.2020.553444.

49. Yadav S., Maity P., Kapat K. The Opportunities and challenges of mesenchymal stem cells-derived exosomes in theranostics and regenerative medicine. Cells. 2024;13(23):1956. https://doi.org/10.3390/cells13231956.

50. Luo T., von der Ohe J., Hass R. MSC-Derived extracellular vesicles in tumors and therapy. Cancers (Basel). 2021;13(20):5212. https://doi.org/10.3390/cancers13205212.

51. Trenkenschuh E., Richter M., Heinrich E., Koch M., Fuhrmann G., Friess W. Enhancing the Stabilization potential of lyophilization for extracellular vesicles. Adv Healthc Mater. 2022;11(5):2100538. https://doi.org/10.1002/adhm.202100538.

52. Bahr M.M., Amer M.S., Abo-El-Sooud K., Abdallah A.N., El-Tookhy O.S. Preservation techniques of stem cells extracellular vesicles: a gate for manufacturing of clinical grade therapeutic extracellular vesicles and long-term clinical trials. Int J Vet Sci Med. 2020;8(1):1–8. https://doi.org/10.1080/23144599.2019.1704992.

Создание продуктов на основе внеклеточных везикул из мезенхимальных стволовых клеток: ИННОВАЦИОННАЯ ФАРМАКОЛОГИЯ. (2026). Russian Biomedical Research (Российские биомедицинские исследования), 11(1), 54-66. https://doi.org/10.56871/RBR.2026.14.44.006

Скачать ссылку

Как цитировать