RU2812553C2 - Compositions of extracellular vesicles (ev) of plant origin and their use - Google Patents

Compositions of extracellular vesicles (ev) of plant origin and their use Download PDF

Info

Publication number
RU2812553C2
RU2812553C2 RU2021129619A RU2021129619A RU2812553C2 RU 2812553 C2 RU2812553 C2 RU 2812553C2 RU 2021129619 A RU2021129619 A RU 2021129619A RU 2021129619 A RU2021129619 A RU 2021129619A RU 2812553 C2 RU2812553 C2 RU 2812553C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
evs
ulcers
derived
plant
loaded
Prior art date
Application number
RU2021129619A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021129619A (en
Inventor
Джованни КАМУССИ
Кьяра ГАЙ
Маргерита Альба Карлотта ПОМАТТО
Original Assignee
Эвобиотек С.Р.Л.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эвобиотек С.Р.Л. filed Critical Эвобиотек С.Р.Л.
Publication of RU2021129619A publication Critical patent/RU2021129619A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2812553C2 publication Critical patent/RU2812553C2/en

Links

Abstract

FIELD: pharmaceutical industry.
SUBSTANCE: invention relates to the use of a population of extracellular vesicles (EV) of plant origin in the therapeutic treatment of impaired angiogenesis. Use of a plant-derived population of extracellular vesicles (EVs) derived from a plant selected from the group consisting of orange, lemon, grapes, Anastatica hierochuntica (AH) and Selaginella lepidophylla (SL), wherein the extracellular vesicles (EVs) in the said population are confined to a lipid bilayer membrane and have a diameter ranging from 25 to 350 nm, and a protein content ranging from 1 to 55 ng/109 EV, in the therapeutic treatment of impaired angiogenesis.
EFFECT: above-described plant-derived vesicles used are effective for the therapeutic treatment of impaired angiogenesis.
8 cl, 19 dwg, 1 tbl, 11 ex

Description

Область техникиField of technology

Настоящее изобретение относится к композициям внеклеточных везикул (EV) растительного происхождения и их терапевтическим применениям.The present invention relates to compositions of extracellular vesicles (EVs) of plant origin and their therapeutic applications.

Уровень техники State of the art

Внеклеточные везикулы (EV) представляют собой гетерогенную популяцию частиц, высвобождаемых практически всеми живыми клетками. Они получены почти от всех типов клеток млекопитающих, а также от низших эукариот, прокариот и растений, и очищены из жидкостей организма. Они включают в основном микровезикулы, высвобождаемые через почкование плазматической мембраны, и экзосомы, полученные из эндосомального компартмента. Внеклеточные везикулы называют «частицами», «микрочастицами», «нановезикулами», «микровезикулами» и «экзосомами» [Yáñez-Mó M. et al., Biological properties of extracellular vesicles and their physiological functions. J. Extracell. Vesicles, 2015, May 14; 4: 27066 doi: 10.3402/jev.v4.27066; Lötvall J. et al., Minimal experimental requirements for definition of extracellular vesicles and their functions: a position statement from the International Society for Extracellular Vesicles. J. Extracell. Vesicles, 201, Dec. 22; 3: 26913. doi: 10.3402/jev.v3.26913; Harrison P. et al., Extracellular Vesicles in Health and Disease. CRC Press, pages 1-5, 2014].Extracellular vesicles (EVs) are a heterogeneous population of particles released by virtually all living cells. They are obtained from almost all types of mammalian cells, as well as from lower eukaryotes, prokaryotes and plants, and purified from body fluids. These include mainly microvesicles released through plasma membrane budding and exosomes derived from the endosomal compartment. Extracellular vesicles are called “particles”, “microparticles”, “nanovesicles”, “microvesicles” and “exosomes” [Yáñez-Mó M. et al., Biological properties of extracellular vesicles and their physiological functions. J. Extracell. Vesicles, 2015, May 14; 4: 27066 doi: 10.3402/jev.v4.27066; Lötvall J. et al., Minimal experimental requirements for definition of extracellular vesicles and their functions: a position statement from the International Society for Extracellular Vesicles. J. Extracell. Vesicles, 201, Dec. 22; 3: 26913. doi: 10.3402/jev.v3.26913; Harrison P. et al., Extracellular Vesicles in Health and Disease. CRC Press, pages 1-5, 2014].

EV содержат сложный и разнообразный груз белков цитоплазмы, поверхностных рецепторов, некоторых взаимодействующих с липидами белков, молекул ДНК и РНК. Путем переноса такого груза EV играют ключевую роль как медиаторы внеклеточной коммуникации.EVs contain a complex and diverse cargo of cytoplasmic proteins, surface receptors, some lipid-interacting proteins, DNA and RNA molecules. By carrying such cargo, EVs play a key role as mediators of extracellular communication.

EV, происходящие из съедобных растений, в их нативной форме, не нагруженные экзогенными молекулами, будут в настоящем описании называться «нативными EV».EVs derived from edible plants, in their native form, not loaded with exogenous molecules, will be referred to herein as “native EVs”.

Нативные EV как известно эффективны для лечения лейкоза [WO2016166716A1] и колита [Ju S. et al., Grape exosome-like nanoparticles induce intestinal stem cells and protect mice from DSS-induced colitis. Mol. Ther., 2013, Jul; 21(7): 1345-57. doi: 10.1038/mt.2013.64.] путем перорального введения.Native EVs are known to be effective for the treatment of leukemia [WO2016166716A1] and colitis [Ju S. et al., Grape exosome-like nanoparticles induce intestinal stem cells and protect mice from DSS-induced colitis. Mol. Ther., 2013, July; 21(7): 1345-57. doi: 10.1038/mt.2013.64.] by oral administration.

Нативные нановезикулы, происходящие из винограда, грейпфрута, имбиря и моркови, демонстрируют противовоспалительное действие при хроническом воспалении кишечника [Zhang M. et al., Edible ginger-derived nanoparticles: A novel therapeutic approach for the prevention and treatment of inflammatory bowel disease and colitis-associated cancer. Biomaterials. 2016, Sept.;101: 321-40. doi:10.1016/j.biomaterials.2016.06.018; Ju S. et al., Grape exosome-like nanoparticles induce intestinal stem cells and protect mice from DSS-induced colitis. Mol. Ther., 2013, Jul; 21(7): 1345-57. doi: 10.1038/mt.2013.64].Native nanovesicles derived from grapes, grapefruit, ginger and carrots demonstrate anti-inflammatory effects in chronic bowel inflammation [Zhang M. et al., Edible ginger-derived nanoparticles: A novel therapeutic approach for the prevention and treatment of inflammatory bowel disease and colitis- associated cancer. Biomaterials. 2016, Sept.;101: 321-40. doi:10.1016/j.biomaterials.2016.06.018; Ju S. et al., Grape exosome-like nanoparticles induce intestinal stem cells and protect mice from DSS-induced colitis. Mol. Ther., 2013, July; 21(7): 1345-57. doi:10.1038/mt.2013.64].

В WO2017/052267 раскрывается применение вводимых топически нативных EV, происходящих из съедобных растений, для способствования улучшению состояния кожи с точки зрения образования морщин, увлажненности, осветления, пролиферации эпителиальных клеток и отложения коллагена.WO2017/052267 discloses the use of topically administered native EVs derived from edible plants to promote skin improvement in terms of wrinkle formation, hydration, brightening, epithelial cell proliferation and collagen deposition.

Насколько известно авторам изобретения, в известном уровне техники не раскрывается влияние полученных из растений EV на ангиогенез и жизнеспособность бактерий при местном применении на ранах и поражениях кожи, характеризующихся ишемией и нарушением ангиогенеза или повышенной подверженностью бактериальной инфекции. To the best of the inventors' knowledge, the prior art does not disclose the effects of plant-derived EVs on angiogenesis and bacterial viability when applied topically to wounds and skin lesions characterized by ischemia and impaired angiogenesis or increased susceptibility to bacterial infection.

Так как EV по своей природе защищают и переносят свой груз в клетки-мишени, они представляют собой полезную альтернативу синтетическим и экзогенным частицам, таким как липосомы, катионные наночастицы, нановезикулы EV-миметики и везикулы на основе полипептидов, для транспортировки терапевтических агентов. EV могут использовать свой естественный механизм действия и преодолевать некоторые ограничения собранных частиц, включая иммуногенность, токсичность, введение экзогенных частиц, ограниченное поглощение клетками и химическую сборку частиц.Since EVs inherently protect and transport their cargo to target cells, they represent a useful alternative to synthetic and exogenous particles such as liposomes, cationic nanoparticles, EV-mimetic nanovesicles, and polypeptide-based vesicles for transporting therapeutic agents. EVs can exploit their natural mechanism of action and overcome several limitations of assembled particles, including immunogenicity, toxicity, introduction of exogenous particles, limited cellular uptake, and chemical particle assembly.

В последние годы исследовались многие методы переноса различных молекул (РНК, ДНК, лекарства) в EV. EV-ассоциированные нуклеиновые кислоты защищены от разлагающих ферментов, присутствующих в среде микроокружения, и могут быть доставлены к клеткам-мишеням. Методы, нацеленные на введение молекул в EV, включают электропорацию, ультразвуковую обработку, трансфекцию, инкубацию, экструзию клеток, опосредованную сапонином пермеабилизацию и замораживание-оттаивание.In recent years, many methods have been explored to transfer various molecules (RNA, DNA, drugs) into EVs. EV-associated nucleic acids are protected from degrading enzymes present in the microenvironment and can be delivered to target cells. Methods aimed at introducing molecules into EVs include electroporation, sonication, transfection, incubation, cell extrusion, saponin-mediated permeabilization, and freeze-thawing.

В WO2017/004526A1 раскрывается применение микровезикул, полученных из винограда и грейпфрута, в качестве носителей для miR18a и miR17, используемых в качестве противораковых лекарственных средств, или для изотопных индикаторов, используемых для диагностики.WO2017/004526A1 discloses the use of microvesicles derived from grapes and grapefruit as carriers for miR18a and miR17 used as anticancer drugs or for isotopic tracers used for diagnostics.

Для того, чтобы преодолеть ограничения и недостатки известного уровня техники, настоящее изобретение предоставляет композицию, включающую популяцию внеклеточных везикул (EV) растительного происхождения, а также способ загрузки одной или нескольких биологически активных молекул в популяцию внеклеточных везикул (EV) растительного происхождения, определенные в прилагаемой формуле изобретения в независимых пунктах. Зависимые пункты идентифицируют другие выгодные особенности заявляемых композиции и способа. Предмет прилагаемой формулы изобретения образует неотъемлемую часть настоящего описания.In order to overcome the limitations and disadvantages of the prior art, the present invention provides a composition comprising a population of plant-derived extracellular vesicles (EVs), as well as a method of loading one or more biologically active molecules into the population of plant-derived extracellular vesicles (EVs) as defined in the accompanying appendix. the claims in independent clauses. Dependent claims identify other advantageous features of the claimed composition and method. The subject matter of the appended claims forms an integral part of the present description.

Подробное описание изобретенияDetailed Description of the Invention

Настоящее изобретение относится к композиции, включающей популяцию внеклеточных везикул (EV) растительного происхождения, причем внеклеточные везикулы (EV) растительного происхождения в указанной популяции заключены в или разграничены липидной двухслойной мембраной и характеризуются тем, что они имеют диаметр от 10 до 500 нм, содержание белка в диапазоне от 1 до 55 нг/109 EV, содержание РНК в диапазоне от 10 до 60 нг/1010 EV, и которые, кроме того, характеризуются тем, что они показывают проангиогенную и антибактериальную активность, для применения в терапевтическом лечении заболевания или состояния, выбранного из группы, включающей язвы, дерматиты, повреждения роговицы, глазные болезни, повреждения слизистых оболочек и инфекционные поражения.The present invention relates to a composition comprising a population of plant-derived extracellular vesicles (EVs), wherein the plant-derived extracellular vesicles (EVs) in said population are enclosed in or delimited by a lipid bilayer membrane and are characterized in that they have a diameter of from 10 to 500 nm, protein content in the range from 1 to 55 ng/10 9 EV, RNA content in the range from 10 to 60 ng/10 10 EV, and which are further characterized in that they show proangiogenic and antibacterial activity, for use in the therapeutic treatment of a disease or a condition selected from the group including ulcers, dermatitis, corneal lesions, eye diseases, mucosal lesions and infectious lesions.

При использовании в настоящем описании термин «внеклеточные везикулы растительного происхождения» или «EV растительного происхождения» относится к наночастицам, происходящим и полученным из клеток растений, которые разграничены или заключены в фосфолипидный бислой, и которые переносят липиды, белки, нуклеиновые кислоты и другие молекулы, происходящие из клеток. Обычно внеклеточные везикулы имеют диаметр в диапазоне 10-1000 нм.As used herein, the term “plant-derived extracellular vesicles” or “plant-derived EVs” refers to nanoparticles derived from and derived from plant cells that are confined or embedded in a phospholipid bilayer, and that transport lipids, proteins, nucleic acids and other molecules, originating from cells. Typically, extracellular vesicles have a diameter in the range of 10-1000 nm.

В настоящем изобретении используется выбранная популяции внеклеточных везикул (EV) растительного происхождения, которые имеют диаметр от 10 до 500 нм, предпочтительно в диапазоне от 20 до 400 нм, даже предпочтительнее в диапазоне от 25 до 350 нм. Внеклеточные везикулы растительного происхождения, используемые в настоящем изобретении, могут представлять собой нативные EV или сконструированные EV, как показано в последующих примерах.The present invention uses a selected population of plant-derived extracellular vesicles (EVs) that have a diameter from 10 to 500 nm, preferably in the range from 20 to 400 nm, even more preferably in the range from 25 to 350 nm. The plant-derived extracellular vesicles used in the present invention can be native EVs or engineered EVs, as shown in the following examples.

Выражения «содержание белка» и «содержание РНК» охватывают содержание как внутри, так и в мембранах EV, используемых в настоящем изобретении.The expressions “protein content” and “RNA content” cover content both within and within the EV membranes used in the present invention.

Примеры липидов EV, используемых в настоящем изобретении, включают, но без ограничения, 24-пропилиденхолестерин, бета-ситостерин, кампестерин, дипальмитин, эйкозанол и/или стеарат глицидилового спирта.Examples of EV lipids used in the present invention include, but are not limited to, 24-propylidenecholesterol, beta-sitosterol, campesterol, dipalmitin, eicosanol and/or glycidyl alcohol stearate.

В еще одном предпочтительном воплощении изобретения популяцию EV получают из растения, выбранного из группы, включающей: семейство Rutaceae, такое как род Citrus, семейство Rosaceae, такое как Malus pumila; семейство Vitaceae, такое как Vitis vinifera; семейство Brassicaceae, такое как Anastatica hierochuntica; семейство Selaginellaceae, такое как Selaginella lepidophylla; семейство Asteraceae, такое как Calendula officinalis; семейство Oleaceae, такое как Olea europaea; семейство Xanthorrhoeaceae, такое как Aloe vera; семейство Nelumbonaceae, такое как Nelumbo; семейство Araliaceae, такое как подрод Panax; семейство Lamiaceae, такое как Lavandula; семейство Hypericaceae, такое как Hypericum perforatum; семейство Pedaliaceae, такое как Harpagophytum procumbens; семейство Ginkgoaceae, такое как Ginkgo biloba; семейство Piperaceae, такое как Piper kadsura или Piper futokadsura; семейство Rubiaceae, такое как Hedyotis diffusa. Неограничивающими примерами растений рода Citrus являются лимон, апельсин, танжерин, клементин, бергамот, помпиа.In yet another preferred embodiment of the invention, the EV population is obtained from a plant selected from the group consisting of: the Rutaceae family, such as the genus Citrus; the Rosaceae family, such as Malus pumila; the Vitaceae family such as Vitis vinifera; the Brassicaceae family such as Anastatica hierochuntica; the Selaginellaceae family such as Selaginella lepidophylla; the Asteraceae family such as Calendula officinalis; the Oleaceae family such as Olea europaea; the Xanthorrhoeaceae family such as Aloe vera; the Nelumbonaceae family such as Nelumbo; the Araliaceae family such as subgenus Panax; the Lamiaceae family such as Lavandula; the Hypericaceae family such as Hypericum perforatum; the Pedaliaceae family such as Harpagophytum procumbens; the Ginkgoaceae family such as Ginkgo biloba; the Piperaceae family such as Piper kadsura or Piper futokadsura; family Rubiaceae, such as Hedyotis diffusa. Non-limiting examples of plants of the Citrus genus include lemon, orange, tangerine, clementine, bergamot, pompia.

Объем изобретения включает как композиции, содержащие EV, происходящие из одного вида растений, так и композиции, содержащие EV, происходящие из нескольких видов растений.The scope of the invention includes both compositions containing EVs originating from a single plant species and compositions containing EVs originating from multiple plant species.

EV, используемые в настоящем изобретении, отличаются тем, что они показывают проангиогенную и антибактериальную активность.The EVs used in the present invention are characterized in that they show proangiogenic and antibacterial activity.

В рамках настоящего описания выражение «проангиогенное действие» предназначено для обозначения стимулирования пролиферации эндотелиальных клеток или образования сосудов эндотелиальными клетками и увеличения высвобождения проангиогенных медиаторов in vitro или in vivo. Ангиогенез является фундаментальным биологическим процессом, и его ухудшение вовлекается в патогенез ряда заболеваний, включая ишемические язвы, такие как пролежни, артериальные язвы, венозные язвы, диабетические язвы, экссудативные язвы, дисметаболические язвы, травматические язвы, ожоги, фистулы, псориаз, кератоз, кератит, трещины, повреждения слизистой оболочки (такие как травматические повреждения из-за протеза и подобные, диабетические, повреждения слизистой рта, декубитальные, повреждения слизистой оболочки гениталий), повреждения роговицы/глазные болезни (включая язвы, травматические повреждения, дегенеративные повреждения, стирания, химические травмы, проблемы с контактными линзами, повреждения от ультрафиолетового излучения, кератит), болезнь сухого глаза, конъюнктивит, дерматит (включая акне, экзему, себорейный дерматит, атопический дерматит, контактный дерматит, дисгидротическую экзему, нейродерматит, герпетиформный дерматит), андрогенную алопецию, чесотку, клеточное повреждение, вызванное проапоптозными лекарствами, направленными на лечение предраковых повреждений (например, актинического кератоза). Соответственно, EV, используемые в настоящем изобретении, особенно применимы при лечении таких заболеваний. Нативные внеклеточные везикулы растительного происхождения с проангиогенным действием, используемые в настоящем изобретении, предпочтительно происходят из растений Citrus: лимона, апельсина, танжерина, клементина, бергамота, помпиа; из семейтва Rutaceae, таких как Citrus; из семейства Rosaceae, таких как Malus pumila; из семейства Vitaceae, таких как Vitis vinifera; из семейства Brassicaceae, таких как Anastatica hierochuntica; из Selaginella lepidophylla; из семейства Asteraceae, таких как Calendula officinalis; из семейства Oleaceae, таких как Olea europaea; из семейства Xanthorrhoeaceae, таких как Aloe vera, из семейства Nelumbonaceae, таких как Nelumbo; из семейства Araliaceae, таких как подрод Panax; из семейства Lamiaceae, таких как Lavandula; из семейства Hypericaceae, таких как Hypericum perforatum; из семейства Pedaliaceae, таких как Harpagophytum procumbens; из семейства Ginkgoaceae, таких как Ginkgo biloba; семейства Piperaceae, таких как Piper kadsura или Piper futokadsura; семейства Rubiaceae, таких как Hedyotis diffusa.As used herein, the expression “proangiogenic effect” is intended to mean stimulating endothelial cell proliferation or vascular formation by endothelial cells and increasing the release of proangiogenic mediators in vitro or in vivo. Angiogenesis is a fundamental biological process and its deterioration has been implicated in the pathogenesis of a number of diseases, including ischemic ulcers such as pressure ulcers, arterial ulcers, venous ulcers, diabetic ulcers, exudative ulcers, dysmetabolic ulcers, traumatic ulcers, burns, fistulas, psoriasis, keratosis, keratitis , fissures, mucosal injuries (such as traumatic injuries due to prosthesis and the like, diabetic, oral mucosal injuries, decubital, genital mucosal injuries), corneal injuries/eye diseases (including ulcers, traumatic injuries, degenerative injuries, abrasions, chemical injuries, contact lens problems, UV damage, keratitis), dry eye disease, conjunctivitis, dermatitis (including acne, eczema, seborrheic dermatitis, atopic dermatitis, contact dermatitis, dyshidrotic eczema, neurodermatitis, dermatitis herpetiformis), androgenetic alopecia, scabies , cellular damage caused by proapoptotic drugs aimed at treating precancerous lesions (eg, actinic keratoses). Accordingly, the EVs used in the present invention are particularly useful in the treatment of such diseases. Native extracellular vesicles of plant origin with pro-angiogenic action used in the present invention preferably come from Citrus plants: lemon, orange, tangerine, clementine, bergamot, pompia; from the family Rutaceae, such as Citrus; from the Rosaceae family such as Malus pumila; from the family Vitaceae, such as Vitis vinifera; from the family Brassicaceae, such as Anastatica hierochuntica; from Selaginella lepidophylla; from the family Asteraceae, such as Calendula officinalis; from the family Oleaceae, such as Olea europaea; from the family Xanthorrhoeaceae, such as Aloe vera, from the family Nelumbonaceae, such as Nelumbo; from the family Araliaceae, such as subgenus Panax; from the family Lamiaceae, such as Lavandula; from the family Hypericaceae, such as Hypericum perforatum; from the family Pedaliaceae, such as Harpagophytum procumbens; from the family Ginkgoaceae, such as Ginkgo biloba; the Piperaceae family such as Piper kadsura or Piper futokadsura; family Rubiaceae, such as Hedyotis diffusa.

В настоящем описании выражение «антимикробное действие» предназначено для указания на любое действие, способное убить микробов, микробицидное или способное подавлять рост микробов, биостатическое. Бактериальные инфекции являются распространенными и вызывают заболевания и осложнения ран, в том числе при поражениях слизистой оболочки (таких как травматические повреждения из-за протеза и т.п., диабетические, повреждения ротовой полости, декубитальны, повреждения слизистой оболочки гениталий), инфекционные повреждения (такие как вирусные инфекции, герпетические инфекции, бактериальные инфекции), язвы (включая диабетические, артериальные, венозные, дисметаболические, экссудиативные, ишемические язвы, пролежни), ожоги, фистулы, повреждения роговицы/глазные болезни (включая язвы, травматические повреждения, дегенеративные повреждения, стирания, химические травмы, проблемы с контактными линзами, повреждения от ультрафиолетового излучения, кератит), болезнь сухого глаза, конъюнктивит, дерматит (включая акне, экзему, себорейный дерматит, атопический дерматит, контактный дерматит, дисгидротическую экзему, нейродерматит, герпетиформный дерматит), травматические язвы, клеточное повреждение, вызванное проапоптозными лекарствами, направленными на лечение предраковых повреждений (например, актинического кератоза). Соответственно, EV, используемые в настоящем изобретении, особенно применимы при лечении таких заболеваний.As used herein, the expression "antimicrobial action" is intended to indicate any action capable of killing microbes, microbicidal or capable of inhibiting the growth of microbes, biostatic. Bacterial infections are common and cause diseases and complications of wounds, including lesions of the mucous membrane (such as traumatic injuries due to a prosthesis, etc., diabetic, injuries to the oral cavity, decubital, damage to the genital mucosa), infectious injuries ( such as viral infections, herpes infections, bacterial infections), ulcers (including diabetic, arterial, venous, dysmetabolic, exudative, ischemic ulcers, pressure ulcers), burns, fistulas, corneal injuries/eye diseases (including ulcers, traumatic injuries, degenerative injuries, abrasions, chemical injuries, contact lens problems, UV damage, keratitis), dry eye disease, conjunctivitis, dermatitis (including acne, eczema, seborrheic dermatitis, atopic dermatitis, contact dermatitis, dyshidrotic eczema, neurodermatitis, dermatitis herpetiformis), traumatic ulcers, cellular damage caused by proapoptotic drugs aimed at treating precancerous lesions (eg, actinic keratoses). Accordingly, the EVs used in the present invention are particularly useful in the treatment of such diseases.

Внеклеточные везикулы растительного происхождения с антимикробным действием, используемые в настоящем изобретении, предпочтительно происходят из цитрусовых растений: лимона, апельсина, танжерина, клементина, бергамота, помпиа; из семейтва Rutaceae, таких как Citrus; из семейства Rosaceae, таких как Malus pumila; из семейства Vitaceae, таких как Vitis vinifera; из семейства Brassicaceae, таких как Anastatica hierochuntica; из Selaginella lepidophylla; из семейства Asteraceae, таких как Calendula officinalis; из семейства Oleaceae, таких как Olea europaea; из семейства Xanthorrhoeaceae, таких как Aloe vera, из семейства Nelumbonaceae, таких как Nelumbo; из семейства Araliaceae, таких как подрод Panax; из семейства Lamiaceae, таких как Lavandula; из семейства Hypericaceae, таких как Hypericum perforatum; из семейства Pedaliaceae, таких как Harpagophytum procumbens; из семейства Ginkgoaceae, таких как Ginkgo biloba; семейства Piperaceae, таких как Piper kadsura или Piper futokadsura; семейства Rubiaceae, таких как Hedyotis diffusa.The plant-derived extracellular vesicles with antimicrobial activity used in the present invention preferably come from citrus plants: lemon, orange, tangerine, clementine, bergamot, pompia; from the family Rutaceae, such as Citrus; from the Rosaceae family such as Malus pumila; from the family Vitaceae, such as Vitis vinifera; from the family Brassicaceae, such as Anastatica hierochuntica; from Selaginella lepidophylla; from the family Asteraceae, such as Calendula officinalis; from the family Oleaceae, such as Olea europaea; from the family Xanthorrhoeaceae, such as Aloe vera, from the family Nelumbonaceae, such as Nelumbo; from the family Araliaceae, such as subgenus Panax; from the family Lamiaceae, such as Lavandula; from the family Hypericaceae, such as Hypericum perforatum; from the family Pedaliaceae, such as Harpagophytum procumbens; from the family Ginkgoaceae, such as Ginkgo biloba; the Piperaceae family such as Piper kadsura or Piper futokadsura; family Rubiaceae, such as Hedyotis diffusa.

Как указано выше, объем изобретения также включает способ загрузки одной или нескольких отрицательно заряженных биологически активных молекул в популяцию внеклеточных везикул (EV) растительного происхождения, определенных выше. Получающиеся EV, нагруженные одной или несколькими отрицательно заряженными биологически активными молекулами, в настоящем описании ниже будут называться «нагруженными EV».As stated above, the scope of the invention also includes a method of loading one or more negatively charged bioactive molecules into a population of plant-derived extracellular vesicles (EVs) defined above. The resulting EVs loaded with one or more negatively charged bioactive molecules will be referred to hereinafter as “loaded EVs”.

Способ по изобретению основан на образовании мостика при помощи поликатионного вещества между отрицательно заряженными EV и отрицательно заряженными биологически активными молекулами. Выражение «отрицательно заряженные биологически активные молекулы» включает, но без ограничения, лекарства, молекулы нуклеиновых кислот и жирорастворимые молекулы, такие как жирорастворимые витамины. Молекулы нуклеиновых кислот включает, но без ограничения, молекулы ДНК и РНК, включая микроРНК, мРНК, тРНК, рРНК, миРНК, регуляторную РНК, некодирующую и кодирующую РНК, фрагменты ДНК, ДНК-плазмиды). Нагруженные EV, полученные способом по изобретению, способны защищать свой груз - биологически активные молекулы от деградации и переносить их к клеткам-мишеням. Биологически активные молекулы-груз предпочтительно имеют терапевтический потенциал.The method of the invention is based on the formation of a bridge using a polycationic substance between negatively charged EVs and negatively charged biologically active molecules. The expression "negatively charged biologically active molecules" includes, but is not limited to, drugs, nucleic acid molecules and fat-soluble molecules such as fat-soluble vitamins. Nucleic acid molecules include, but are not limited to, DNA and RNA molecules, including microRNA, mRNA, tRNA, rRNA, miRNA, regulatory RNA, non-coding and coding RNA, DNA fragments, DNA plasmids). Loaded EVs obtained by the method according to the invention are able to protect their cargo - biologically active molecules from degradation and transfer them to target cells. Biologically active cargo molecules preferably have therapeutic potential.

Способ по изобретению включает контактирование популяции внеклеточных везикул (EV) растительного происхождения, определенных выше, с поликатионным веществом и отрицательно заряженной биологически активной молекулой и совместную инкубацию. После совместной инкубации EV очищают от поликатионного вещества и оставшихся отрицательно заряженных активных молекул.The method of the invention involves contacting a population of plant-derived extracellular vesicles (EVs) defined above with a polycationic substance and a negatively charged biologically active molecule and incubating them together. After co-incubation, EVs are purified of polycationic material and remaining negatively charged active molecules.

В первом воплощении EV сначала приводят в контакт и совместно никубируют с поликатионным веществом для возможности связывания поликатионного вещества с поверхностью EV, и затем смесь EV и поликатионного вещества вводят в контакт и совместно инкубируют с отрицательно заряженной активной молекулой.In a first embodiment, the EV is first contacted and co-incubated with a polycationic substance to allow the polycationic substance to bind to the surface of the EV, and then the mixture of EV and polycationic substance is contacted and co-incubated with a negatively charged active molecule.

Во втором воплощении поликатионное вещество и отрицательно заряженные активные молекулы смешивают и затем добавляют к EV.In a second embodiment, the polycationic substance and the negatively charged active molecules are mixed and then added to the EV.

Согласно предпочтительному воплощению поликатионное вещество выбирают из группы, включающей протамин, полилизин, катионные декстраны, их соли и их комбинации. Предпочтительной солью протамина является гидрохлорид протамина.According to a preferred embodiment, the polycationic substance is selected from the group consisting of protamine, polylysine, cationic dextrans, salts thereof and combinations thereof. A preferred protamine salt is protamine hydrochloride.

Как указано выше, после нагрузки EV очищают. Подходящие методы очистки включают, но без ограничения, ультрацентрифугирование в градиенте, ультрафильтрацию, диафильтрацию, фильтрацию в тангенциальном потоке, способы на основе осаждения, способы на основе хроматографии, концентрирование, методы на основе иммуноаффинного захвата и методы выделения на основе микрофлюидов.As stated above, after loading the EV is cleaned. Suitable purification methods include, but are not limited to, gradient ultracentrifugation, ultrafiltration, diafiltration, tangential flow filtration, sedimentation-based methods, chromatography-based methods, concentration, immunoaffinity capture-based methods, and microfluidic-based isolation methods.

Как будет поясняться в следующем далее экспериментальном разделе, авторы изобретения нагружали EV молекулами синтетической микроРНК и затем подтверждали анализом ОТ-ПЦР, что молекулы микроРНК введены в EV. С помощью количественного ОТ-ПЦР и конфокальной микроскопии авторы также подтвердили, что нагруженные микроРНК EV способны эффективно переносить свой груз в клетки-мишени. Использование микроРНК млекопитающих, отсутствующей в растениях, позволяет эффективно оценить нагрузку. Кроме того, показано, что микроРНК, перенесенные в клетки-мишени, являются биологически активными и влияют на экспрессию целевой микроРНК в клетках.As will be explained in the following experimental section, we loaded EVs with synthetic miRNA molecules and then confirmed by RT-PCR analysis that the miRNA molecules were introduced into EVs. Using quantitative RT-PCR and confocal microscopy, the authors also confirmed that miRNA-loaded EVs are able to efficiently transfer their cargo to target cells. The use of mammalian microRNA, which is absent in plants, allows for effective load assessment. In addition, miRNAs transferred into target cells have been shown to be biologically active and influence the expression of the target miRNA in cells.

Как указано выше, нагруженные EV, полученные способом по настоящему изобретению, можно использовать для переноса нескольких отрицательно заряженных биологически активных молекул посредством EV. Например, микроРНК вовлекаются в различные важные ключевые пути как физиологических, так и патологических процессов. Некоторые микроРНК, например, описаны в литературе как вовлеченные в ангиогенез при раке и в регенеративные процессы. Как демонстрация эффективности способа, EV эффективно нагружают прорегенеративными микроРНК, такими как miR-21 и miR-126, и антиогенными и противоопухолевыми микроРНК или ингибиторами микроРНК. Нагруженные EV показывают и усиливают эффективность по сравнению с нативными EV.As stated above, the loaded EVs produced by the method of the present invention can be used to transport several negatively charged bioactive molecules through the EVs. For example, microRNAs are involved in various important key pathways in both physiological and pathological processes. Several miRNAs, for example, have been described in the literature as being involved in cancer angiogenesis and regenerative processes. As a demonstration of the effectiveness of the method, EVs are effectively loaded with pro-regenerative miRNAs, such as miR-21 and miR-126, and antiogenic and antitumor miRNAs or miRNA inhibitors. Loaded EVs show and enhance efficiency over native EVs.

Соответственно способ по настоящему изобретению можно использовать для получения нагруженных EV с усиленными терапевтическими эффектами, включая проангиогенные и антибактериальные свойства, или для добавления новой терапевтической активности нативным EV для прорегенеративных целей, которые включают, но без ограничения, антиангиогенные действия.Accordingly, the method of the present invention can be used to produce loaded EVs with enhanced therapeutic effects, including pro-angiogenic and antibacterial properties, or to add new therapeutic activity to native EVs for pro-regenerative purposes, which include, but are not limited to, anti-angiogenic activities.

С другой стороны, способ по настоящему изобретению можно использовать для получения EV, нагруженных специфически модулированными биологическими эффектами, например, удаленным проангиогенным действием без воздействия на антибактериальные свойства и наоборот.On the other hand, the method of the present invention can be used to obtain EVs loaded with specifically modulated biological effects, for example, remote pro-angiogenic effects without affecting antibacterial properties and vice versa.

Способ по настоящему изобретению можно использовать для модуляции внутренних биологических эффектов EV для того, чтобы получить нагруженные EV со специально подобранной и конкретно требуемой биологической активностью.The method of the present invention can be used to modulate the intrinsic biological effects of EVs in order to obtain loaded EVs with tailored and specifically desired biological activities.

Способ по настоящему изобретению можно использовать для получения нагруженных EV, которые содержат одну или несколько экзогенных молекул, или нагруженных EV, обогащенных биологически активными эндогенными соединениями. Необязательно способ по настоящему изобретению можно использовать для улучшения эффективности нагрузки EV с использованием любого протокола, направленного на введение молекул внутрь EV, включая электропорацию, обработку ультразвуком, трансфекцию, инкубацию, экструзию клеток, опосредуемую сапонином пермеабилизацию и циклы замораживание-оттаивание. Как пример, авторы изобретения показывают, что нагрузка EV на основе протамина, ассоциированная с электропорацией, способна увеличивать нагрузку.The method of the present invention can be used to produce loaded EVs that contain one or more exogenous molecules, or loaded EVs enriched with biologically active endogenous compounds. Optionally, the method of the present invention can be used to improve EV loading efficiency using any protocol aimed at introducing molecules into EVs, including electroporation, sonication, transfection, incubation, cell extrusion, saponin-mediated permeabilization and freeze-thaw cycles. As an example, we show that protamine-based EV loading associated with electroporation is capable of increasing loading.

Способ по настоящему изобретению также можно использовать в комбинации с нагрузкой EV растительного происхождения, нагруженных жирорастворимыми молекулами.The method of the present invention can also be used in combination with a load of plant-derived EVs loaded with fat-soluble molecules.

Соответственно, настоящее изобретение охватывает загрузку EV растительного происхождения для усиления их нативного действия на клеточную регенерацию. Благоприятное действие EV растительного происхождения может быть усилено путем загрузки жирорастворимых молекул, таких как витамины-антиоксиданты. Жирорастворимые молекулы в их нативной или модифицированной форме эффективно внедряют в EV. Таким образом, EV растительного происхождения для усиления их благоприятного действия можно нагрузить молекулами антиоксидантов, такими как витамины А и Е.Accordingly, the present invention embraces loading plant-derived EVs to enhance their native effects on cellular regeneration. The beneficial effects of plant-derived EVs can be enhanced by loading fat-soluble molecules such as antioxidant vitamins. Fat-soluble molecules in their native or modified form are efficiently incorporated into EVs. Thus, plant-derived EVs can be loaded with antioxidant molecules such as vitamins A and E to enhance their beneficial effects.

Нативные и нагруженные EV можно вводить несколькими путями в зависимости от места назначения. Для восстановления кожи и наружных слизистых оболочек EV можно вводить местно, в то время как пероральное введение предпочтительно для достижения пищеварительной системы.Native and loaded EVs can be administered via multiple routes depending on the destination. To restore the skin and outer mucous membranes, EVs can be administered topically, while oral administration is preferred to reach the digestive system.

Соответственно, композиция по настоящему изобретению, которая включает популяцию EV растительного происхождения, описанных выше, причем EV являются или нативными или нагруженными экзогенными или эндогенными отрицательно заряженными биологически активными молекулами, может быть предоставлена в виде фармацевтической композиции, составленной, например, для местного нанесения, локальной инъекции или перорального введения, или может быть предоставлена в виде препарата пищевой добавки.Accordingly, the composition of the present invention, which includes a population of plant-derived EVs described above, wherein the EVs are either native or loaded with exogenous or endogenous negatively charged biologically active molecules, can be provided as a pharmaceutical composition formulated, for example, for topical application, local injection or oral administration, or may be provided as a dietary supplement preparation.

Композиция по изобретению может дополнительно включать подходящие матрицы для того, чтобы вызывать регулируемое высвобождение EV в поврежденную или больную ткань, стабилизировать EV и/или усиливать их терапевтическое действие.The composition of the invention may further include suitable matrices to cause controlled release of EVs into damaged or diseased tissue, stabilize EVs and/or enhance their therapeutic effects.

Подходящие матрицы, используемые в настоящем изобретении, способны инкапсулировать EV и высвобождать их регулированным путем в случае инъекции или наружного применения, или способны действовать как инертный носитель биологически активных молекул. Подходящие матрицы включают, но без ограничения, каркасы, пленки, гидрогели, гидроколлоиды, мембраны, пены, нановолокна, гели и губки. Для облегчения доставки EV-матрицы композиция может быть объединена с медицинскими устройствами, такими как пластыри, хирургические нити, марля.Suitable matrices used in the present invention are capable of encapsulating EVs and releasing them in a controlled manner when injected or applied externally, or are capable of acting as an inert carrier of biologically active molecules. Suitable matrices include, but are not limited to, scaffolds, films, hydrogels, hydrocolloids, membranes, foams, nanofibers, gels and sponges. To facilitate delivery of the EV matrix, the composition can be combined with medical devices such as patches, surgical sutures, and gauze.

Обычно композиции по настоящему изобретению, составленные для наружного применения или локальной инъекции, особенно применимы для способствования восстановлению тканей, когда ткань страдает от нарушенного ангиогенеза или подвергается воздействию бактериальной инфекции. Изобретение относится к применимости внеклеточных везикул растительного происхождения в качестве терапевтического местного лечения, способствующего терапевтическому воздействию на поврежденные ткани и восстановлению клеток, например, когда поврежденные ткани показывают нарушенный ангиогенез или подвергаются воздействию микробных инфекций.In general, the compositions of the present invention, formulated for topical use or local injection, are particularly useful for promoting tissue repair when the tissue suffers from impaired angiogenesis or is exposed to bacterial infection. The invention relates to the utility of plant-derived extracellular vesicles as a therapeutic topical treatment to promote therapeutic effects on damaged tissues and cellular repair, for example, when damaged tissues show impaired angiogenesis or are exposed to microbial infections.

Композиции согласно настоящему изобретению, включающие нативные или нагруженные EV растительного происхождения, причем EV обладают проангиогенной активностью, особенно применимы для терапевтического лечения язв, таких как пролежни, артериальные язвы, венозные язвы, ишемические язвы, диабетические язвы, экссудативные язвы, дисметаболические язвы, ожоги, фистулы, трещины, и болезней кожи, включая псориаз, дераматит, акне, экзему, себорейный дерматит, атопический дерматит, контактный дерматит, дисгидротическую экзему, нейродерматит, герпетиформный дерматит, кератоз, кератит, повреждение роговицы/глазные болезни (включая язвы, травматические повреждения, дегенерационные повреждения, стирание, химические повреждения, проблемы с контактными линзами, повреждения, вызванные ультрафиолетовым излучением, кератит), болезнь сухого глаза, конъюнктивит, андрогенную алопецию, чесотку.Compositions of the present invention comprising native or loaded EVs of plant origin, wherein the EVs have proangiogenic activity, are particularly useful for the therapeutic treatment of ulcers such as pressure ulcers, arterial ulcers, venous ulcers, ischemic ulcers, diabetic ulcers, exudative ulcers, dysmetabolic ulcers, burns, fistulas, fissures, and skin diseases, including psoriasis, dermatitis, acne, eczema, seborrheic dermatitis, atopic dermatitis, contact dermatitis, dyshidrotic eczema, neurodermatitis, dermatitis herpetiformis, keratosis, keratitis, corneal damage/eye diseases (including ulcers, traumatic injuries, degenerative damage, abrasion, chemical damage, contact lens problems, UV damage, keratitis), dry eye disease, conjunctivitis, androgenetic alopecia, scabies.

Композиции согласно настоящему изобретению, включающие нативные или нагруженные EV растительного происхождения, причем EV обладают антибактериальной активностью, особенно применимы для лечения повреждений слизистой оболочки (таких как травматические повреждения из-за протеза и подобные, диабетические, повреждения ротовой полости, декубитальные, повреждения слизистой оболочки гениталий), инфекционных повреждений (таких как вирусные инфекции, герпетические инфекции, бактериальные инфекции), язв (включая диабетические, артериальные, венозные, дисметаболические, экссудативные, ишемические язвы, пролежни), ожогов, фистул, трещин, повреждений роговицы и глазных болезней (включая язвы, травматические повреждения, дегенерационные повреждения, повреждения стирания, химические повреждения, повреждения, вызванные ультрафиолетовым излучением, кератит), болезни сухого глаза, конъюнктивита, дерматита (включая акне, экзему, себорейный дерматит, атопический дерматит, контактный дерматит, дисгидротическую экзему, нейродерматит, герпетиформный дерматит), клеточных повреждений, вызванных проапоптозными лекарствами, способствующими лечению предраковых повреждений (например, актинического кератоза).Compositions of the present invention comprising native or loaded EVs of plant origin, wherein the EVs have antibacterial activity, are particularly useful for the treatment of mucosal injuries (such as traumatic injuries due to prosthesis and the like, diabetic, oral injuries, decubital, genital mucosal injuries ), infectious injuries (such as viral infections, herpes infections, bacterial infections), ulcers (including diabetic, arterial, venous, dysmetabolic, exudative, ischemic ulcers, pressure ulcers), burns, fistulas, fissures, corneal injuries and eye diseases (including ulcers , traumatic injury, degenerative injury, abrasion injury, chemical injury, ultraviolet injury, keratitis), dry eye disease, conjunctivitis, dermatitis (including acne, eczema, seborrheic dermatitis, atopic dermatitis, contact dermatitis, dyshidrotic eczema, neurodermatitis, herpetiformis dermatitis), cellular damage caused by proapoptotic drugs that help treat precancerous lesions (eg, actinic keratosis).

Доза фармацевтической композиции по настоящему изобретению может изменяться в зависимости от различных факторов, включая активность определенного используемого соединения, возраст пациента, массу тела, общее состояние здоровья, пол, питание, время введения, путь введения, скорость экскреции, комбинацию лекарственных средств и тяжесть определенного заболевания, которое предотвращают или от которого лечат, и может быть соответственно определена специалистом в данной области техники в зависимости от состояния пациента, массы тела, тяжести заболевания, формы лекарственного средства, пути введения и периода введения.The dosage of the pharmaceutical composition of the present invention may vary depending on various factors, including the potency of the particular compound used, the age of the patient, body weight, general health, sex, nutrition, time of administration, route of administration, rate of excretion, combination of drugs and severity of the particular disease. , which is prevented or treated, and can be accordingly determined by one skilled in the art depending on the condition of the patient, body weight, severity of the disease, form of the drug, route of administration and period of administration.

Фармацевтическая композиция согласно настоящему изобретению может быть составлена в виде пилюль, таблеток с сахарным покрытием, капсул, жидкостей, гелей, сиропа, взвесей или суспензий.The pharmaceutical composition of the present invention may be formulated as pills, sugar-coated tablets, capsules, liquids, gels, syrups, slurries or suspensions.

Фармацевтическая композиция согласно настоящему изобретению, составленная для локальной доставки, эффективна для усиления регенерации тканей и восстановления клеток. Система доставки гарантирует местную эффективность и регулируемое высвобождение EV со временем в месте повреждения. Кроме того, система доставки также может гарантировать устойчивость и хранение препарата EV. Такие фармацевтические композиции для локальной доставки нативных или нагруженных EV могут содержать гидроколлоидные/гидрогелевые матрицы, подходящие для места и вида повреждения, которое лечат. Состав предназначен для усиления восстановления клеток и/или тканей. Содержащие матрицу композиции можно отрегулировать для соответствия требованиям интересующего повреждения (присутствие экссудата, ожог, сухое повреждение, язва слизистой оболочки, хирургический шов). Сама матрица также может поддерживать терапевтическое действие EV и повязки и усиливать устойчивость EV. Матрицы могут быть твердыми/желатиновыми или жидкими при комнатной температуре и предпочтительно включают гидроколлоидные/гидрогелевые матрицы. Матрицы могут быть созданы из нескольких соединений (или их химических модификаций) и/или их комбинации и включать, но без ограничения, хитозан, желатин, гидроксиапатит, коллаген, целлюлозу, гиалуроновую кислоту, фибрин, альгинат, циклодекстрин, крахмал, декстран, агарозу, хондроитина сульфат, пуллулан, протамин, пектин, глицерофосфат и гепарин, синтетические полимеры, такие как полиэтиленгликоль (ПЭГ), полигликолевая кислота (PGA), поливиниловый спирт [ПВС], поликапролактон [PCL], поли(D,L-молочная кислота) (PDLLA), поли(N-изопропилакриламид) [PNIPAAm], и сополимеры, такие как сополимер D,L-молочной и гликолевой кислот (PDLLGA). Такие молекулы можно использовать в их нативной или химически модифицированной форме. Такие компоненты можно использовать отдельно или в комбинации.The pharmaceutical composition of the present invention, formulated for local delivery, is effective in enhancing tissue regeneration and cell repair. The delivery system ensures local efficacy and controlled release of EVs over time at the site of injury. In addition, the delivery system can also guarantee the stability and storage of the EV drug. Such pharmaceutical compositions for local delivery of native or loaded EVs may contain hydrocolloid/hydrogel matrices suitable for the site and type of injury being treated. The composition is intended to enhance cell and/or tissue repair. Matrix-containing compositions can be adjusted to suit the requirements of the injury of interest (presence of exudate, burn, dry injury, mucosal ulcer, surgical suture). The matrix itself can also support the therapeutic effects of EVs and dressings and enhance the persistence of EVs. The matrices can be solid/gelatinous or liquid at room temperature and preferably include hydrocolloid/hydrogel matrices. Matrices can be created from several compounds (or chemical modifications thereof) and/or combinations thereof and include, but are not limited to, chitosan, gelatin, hydroxyapatite, collagen, cellulose, hyaluronic acid, fibrin, alginate, cyclodextrin, starch, dextran, agarose, chondroitin sulfate, pullulan, protamine, pectin, glycerophosphate and heparin, synthetic polymers such as polyethylene glycol (PEG), polyglycolic acid (PGA), polyvinyl alcohol [PVA], polycaprolactone [PCL], poly(D,L-lactic acid) ( PDLLA), poly(N-isopropylacrylamide) [PNIPAAm], and copolymers such as D,L-lactic acid copolymer (PDLLGA). Such molecules can be used in their native or chemically modified form. Such components can be used separately or in combination.

Кроме того, фармацевтические композиции по изобретению, составленные для локальной доставки нативных или нагруженных EV, могут содержать подходящие эксципиенты, консерванты, растворители или разбавители, согласно обычному методу. Эксципиенты, консерванты, растворители или разбавители включают, но без ограничения, лактозу, агар, декстозу, сахарозу, гликоль, сорбит, триклозан, бензиловый спирт, маннит, пропиленгликоль, ксилит, эритрит, мальтит, крахмал, парабены, аравийскую камедь, альгинат, желатин, фосфат кальция, силикат кальция, целлюлозу, метилцеллюлозу, салициловую кислоту, микрокристаллическую целлюлозу, сорбиновую кислоту, креолин, поливинилпирролидон, катионы четвертичного аммония, лимонную кислоту, уксусную кислоту, аскорбиновую кислоту, борную кислоту, альгиновую кислоту, метилгидроксибензоат, глицерин, пропилгидроксибензоат, пиритион цинка, тальк, сульфиты, стеарат магния, бензойную кислоту, минеральные масла, пропионовую кислоту, хлорбутанол, наполнители, сухие разбавители, связующие, смачиватели, дезинтеграторы, поверхностно-активные вещества, пропиленгликоль, полиэтиленгликоль, растительные масла, такие как оливковое масло, этилолеат, витепсол, макрогол, твин, масло какао, лауриновый жир, глицерожелатин, очищенную воду, масла, воски, жирные кислоты, жирные спиртокислоты, эфиры жирных кислот, поверхностно активные вещества, гумектанты, загустители, антиоксиданты, стабилизаторы вязкости, хелатообразователи, буферы, низшие спирты, витамины, УФ-блокаторы, отдушки, красители, антибиотики, бактерициды или противогрибковые средства и т.п.. Такие молекулы могут использоваться в их нативной форме или с химическими модификациями. Такие компоненты могут использоваться отдельно или в комбинации.In addition, the pharmaceutical compositions of the invention formulated for local delivery of native or loaded EVs may contain suitable excipients, preservatives, solvents or diluents, according to conventional methods. Excipients, preservatives, solvents or diluents include, but are not limited to, lactose, agar, dextose, sucrose, glycol, sorbitol, triclosan, benzyl alcohol, mannitol, propylene glycol, xylitol, erythritol, maltitol, starch, parabens, gum arabic, alginate, gelatin , calcium phosphate, calcium silicate, cellulose, methylcellulose, salicylic acid, microcrystalline cellulose, sorbic acid, creolin, polyvinylpyrrolidone, quaternary ammonium cations, citric acid, acetic acid, ascorbic acid, boric acid, alginic acid, methylhydroxybenzoate, glycerin, propylhydroxybenzoate, pyrithione zinc, talc, sulfites, magnesium stearate, benzoic acid, mineral oils, propionic acid, chlorobutanol, fillers, dry diluents, binders, wetting agents, disintegrants, surfactants, propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oils such as olive oil, ethyl oleate, witepsol, macrogol, twin, cocoa butter, lauric fat, glycerogelatin, purified water, oils, waxes, fatty acids, fatty alcohol acids, fatty acid esters, surfactants, humectants, thickeners, antioxidants, viscosity stabilizers, chelating agents, buffers, lower alcohols , vitamins, UV blockers, fragrances, dyes, antibiotics, bactericides or antifungals, etc. Such molecules can be used in their native form or with chemical modifications. Such components may be used alone or in combination.

Нативную или нагруженную популяцию EV, объединенную с матрицей или без нее, можно также использовать в качестве активных соединений в препарате пищевой добавки, подходящей в качестве съедобной диетической добавки. Терапевтические свойства EV могут поддерживать восстановление клеток в желудочно-кишечном тракте.The native or loaded population of EVs, combined with or without a matrix, can also be used as active compounds in a dietary supplement formulation suitable as an edible dietary supplement. The therapeutic properties of EVs may support cell repair in the gastrointestinal tract.

Соответственно, изобретение также охватывает съедобный препарат, содержащий нативные или нагруженные EV растительного происхождения, предпочтительно полученные из растений из семейства Brassicaceae, таких как Anastatica hierochuntica; из Selaginella lepidophylla; из семейства Asteraceae, таких как Calendula officinalis; из семейства Oleaceae, таких как Olea europaea; из семейства Xanthorrhoeaceae, таких как Aloe vera, из семейства Nelumbonaceae, таких как Nelumbo; из семейства Araliaceae, таких как Subgenus Panax; из семейства Lamiaceae, таких как Lavandula; из семейства Hypericaceae, таких как Hypericum perforatum; из семейства Pedaliaceae, таких как Harpagophytum procumbens; из семейства Ginkgoaceae, таких как Ginkgo biloba; семейства Piperaceae, таких как Piper kadsura или Piper futokadsura; семейства Rubiaceae, таких как Hedyotis diffusa.Accordingly, the invention also covers an edible preparation containing native or loaded EVs of plant origin, preferably obtained from plants from the Brassicaceae family, such as Anastatica hierochuntica; from Selaginella lepidophylla; from the family Asteraceae, such as Calendula officinalis; from the family Oleaceae, such as Olea europaea; from the family Xanthorrhoeaceae, such as Aloe vera, from the family Nelumbonaceae, such as Nelumbo; from the family Araliaceae, such as Subgenus Panax; from the family Lamiaceae, such as Lavandula; from the family Hypericaceae, such as Hypericum perforatum; from the family Pedaliaceae, such as Harpagophytum procumbens; from the family Ginkgoaceae, such as Ginkgo biloba; the Piperaceae family such as Piper kadsura or Piper futokadsura; family Rubiaceae, such as Hedyotis diffusa.

Препарат пищевой добавки может быть получен в нескольких формах для перорального введения, включая порошки, гранулы, таблетки, капсулы, суспензии, эмульсии, сиропы, аэрозоли. Кроме того, диетическая добавка по настоящему изобретению может содержать различные питательные вещества, витамины, минералы (электролиты), корригенты, такие как синтетические ароматизаторы и природные ароматизаторы, красители, пектиновую кислоту и ее соль, альгиновую кислоту и ее соль, органические кислоты, защитные коллоидные загустители, регуляторы рН, стабилизаторы, консерванты, глицерин, спирт, карбонизаторы, используемые в газированных напитках, и т.д. Такие компоненты могут использоваться отдельно или в комбинации.The dietary supplement preparation can be obtained in several forms for oral administration, including powders, granules, tablets, capsules, suspensions, emulsions, syrups, aerosols. In addition, the dietary supplement of the present invention may contain various nutrients, vitamins, minerals (electrolytes), flavoring agents such as synthetic flavors and natural flavors, colors, pectic acid and its salt, alginic acid and its salt, organic acids, protective colloidal thickeners, pH adjusters, stabilizers, preservatives, glycerin, alcohol, carbonating agents used in carbonated drinks, etc. Such components may be used alone or in combination.

Препарат пищевой добавки по изобретению также может содержать подходящие эксципиенты, консерванты, растворители или разбавители, известные специалистам в данной области техники. Эксципиенты, консерванты, растворители или разбавители включают, но без ограничения, лактозу, агар, декстозу, сахарозу, гликоль, сорбит, триклозан, бензиловый спирт, маннит, пропиленгликоль, ксилит, эритрит, мальтит, крахмал, парабены, аравийскую камедь, альгинат, желатин, фосфат кальция, силикат кальция, целлюлозу, метилцеллюлозу, салициловую кислоту, микрокристаллическую целлюлозу, сорбиновую кислоту, креолин, поливинилпирролидон, катионы четвертичного аммония, лимонную кислоту, уксусную кислоту, аскорбиновую кислоту, борную кислоту, альгиновую кислоту, метилгидроксибензоат, глицерин, пропилгидроксибензоат, пиритион цинка, тальк, сульфиты, стеарат магния, бензойную кислоту, минеральные масла, пропионовую кислоту, хлорбутанол, наполнители, сухие разбавители, связующие, смачиватели, дезинтеграторы, поверхностно-активные вещества, пропиленгликоль, полиэтиленгликоль, растительные масла, такие как оливковое масло, этилолеат, витепсол, макрогол, твин, масло какао, лауриновый жир, глицерожелатин, очищенную воду, масла, воски, жирные кислоты, жирные спиртокислоты, эфиры жирных кислот, гумектанты, загустители, антиоксиданты, стабилизаторы вязкости, хелатообразователи, буферы, низшие спирты, витамины, УФ-блокаторы, отдушки, красители, антибиотики, бактерициды или противогрибковые средства т.п.. Такие молекулы могут использоваться в их нативной форме или с химическими модификациями. Такие компоненты могут использоваться отдельно или в комбинации.The dietary supplement preparation of the invention may also contain suitable excipients, preservatives, solvents or diluents known to those skilled in the art. Excipients, preservatives, solvents or diluents include, but are not limited to, lactose, agar, dextose, sucrose, glycol, sorbitol, triclosan, benzyl alcohol, mannitol, propylene glycol, xylitol, erythritol, maltitol, starch, parabens, gum arabic, alginate, gelatin , calcium phosphate, calcium silicate, cellulose, methylcellulose, salicylic acid, microcrystalline cellulose, sorbic acid, creolin, polyvinylpyrrolidone, quaternary ammonium cations, citric acid, acetic acid, ascorbic acid, boric acid, alginic acid, methylhydroxybenzoate, glycerin, propylhydroxybenzoate, pyrithione zinc, talc, sulfites, magnesium stearate, benzoic acid, mineral oils, propionic acid, chlorobutanol, fillers, dry diluents, binders, wetting agents, disintegrants, surfactants, propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oils such as olive oil, ethyl oleate, witepsol, macrogol, twin, cocoa butter, lauric fat, glycerogelatin, purified water, oils, waxes, fatty acids, fatty alcohol acids, fatty acid esters, humectants, thickeners, antioxidants, viscosity stabilizers, chelating agents, buffers, lower alcohols, vitamins, UV -blockers, fragrances, dyes, antibiotics, bactericides or antifungals, etc. Such molecules can be used in their native form or with chemical modifications. Such components may be used alone or in combination.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

Следующий далее экспериментальный раздел приводится только для пояснения и не предназначен для ограничения объема изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения. В следующем далее экспериментальном разделе делается ссылка на прилагаемые чертежи, описанные ниже.The following experimental section is provided for illustration purposes only and is not intended to limit the scope of the invention as defined in the appended claims. In the following experimental section, reference is made to the accompanying drawings described below.

Фигура 1 показывает характеристикм нативных EV растительного происхождения в экспериментальном примере 1 для EV, полученных из а) лимона, В) апельсина, С) винограда, D) Anastatica hierochuntica и E) Selaginella lepidophylla. Характерное изображение при анализе наночастиц (Nanosight) и фотографии просвечивающей электронной микроскопии EV (исходные увеличения ×40000 и ×120000) показывают размер, типичный для EV.Figure 1 shows the characteristics of native plant-derived EVs in Experimental Example 1 for EVs derived from a) lemon, B) orange, C) grape, D) Anastatica hierochuntica and E) Selaginella lepidophylla. Representative nanoparticle analysis image (Nanosight) and transmission electron microscopy photographs of EVs (original magnifications ×40,000 and ×120,000) show a size typical of EVs.

Фигура 2 показывает содержание белка нативных EV растительного происхождения в экспериментальном примере 1, выраженное в нанограммах (нг) белка в 108 EV, выделенных из яблока, лимона, апельсина, винограда, Anastatica hierochuntica и Selaginella lepidophylla.Figure 2 shows the protein content of native plant-derived EVs in Experimental Example 1, expressed in nanograms (ng) of protein in 10 8 EVs isolated from apple, lemon, orange, grape, Anastatica hierochuntica and Selaginella lepidophylla.

Фигура 3 показывает результаты способствования миграции эндотелиальных клеток in vitro, опосредованной нативными EV растительного происхождения, в экспериментальном примере 2. Диаграмма показывает процент затягивания ран (среднее ± SEM) по сравнению с контрольными клетками (CTR), измеренного по скретч-тесту. Клетки обрабатывают тремя различными дозами нативных полученных из апельсина EV: 10000 EV/клетка (EV 10k), 50000 EV/клетка (EV 50k), 100000 EV/клетка (EV 100k). Выполняют N=4 экспериментов для каждого указанного набора данных, и используют 10-мкМ фактор роста эндотелия (EGF) в качестве положительного контроля. Статистическую значимость вычисляют, сравнивая каждое условие с CTR. p: * < 0,05; ** < 0,01; *** < 0,005; **** <0,001.Figure 3 shows the results of promoting endothelial cell migration in vitro mediated by native plant-derived EVs in Experimental Example 2. The graph shows the percentage of wound healing (mean ± SEM) compared to control cells (CTR) measured by scratch test. Cells are treated with three different doses of native orange-derived EVs: 10,000 EV/cell (EV 10k), 50,000 EV/cell (EV 50k), 100,000 EV/cell (EV 100k). Perform N=4 experiments for each data set indicated, and use 10 μM endothelial growth factor (EGF) as a positive control. Statistical significance is calculated by comparing each condition with CTR. p: * < 0.05; **<0.01; *** <0.005; **** <0.001.

Фигура 4 показывает результаты способности нативных EV растительного происхождения в эксперментальном примере 2 способствовать ангиогенезу. Эндотелиальные клетки стимулируют EV, полученными из лимона, апельсина, винограда, Anastatica hierochuntica (АН) и Selaginella lepidophylla (SL) (100000 EV/клетка), и выполняют анализ образования трубочек. Выполняют N=4 экспериментов для каждого набора данных, и используют 10-мкМ фактор роста эндотелия сосудов (VEGF) в качестве положительного контроля. Статистическую значимость вычисляют, сравнивая каждое условие с CTR. p: * < 0,05; ** < 0,01; *** < 0,005; **** <0,001.Figure 4 shows the results of the ability of native plant-derived EVs in Experimental Example 2 to promote angiogenesis. Endothelial cells are stimulated with EVs derived from lemon, orange, grape, Anastatica hierochuntica (AH) and Selaginella lepidophylla (SL) (100,000 EV/cell) and tube formation assays are performed. Perform N=4 experiments for each data set, and use 10 μM vascular endothelial growth factor (VEGF) as a positive control. Statistical significance is calculated by comparing each condition with CTR. p: * < 0.05; **<0.01; *** <0.005; **** <0.001.

Фигура 5 показывает результаты способствования нативных EV растительного происхождения в эксперментальном примере 2 пролиферации клеток на стимулированных гипоксией эндотелиальных клетках. Эндотелиальные клетки инкубируют в условиях гипоксии в течение 24 час и затем обрабатывают тремя различными дозами полученных из апельсина EV (10000 (10k) или 30000 (30k) или 50000 (50k) или 100000 (10 k) EV/клетка) в течение еще 24 час. Пролиферацию проверяют путем включения BrdU, и выполняют анализ, сравнивая кратность изменения против контрольных клеток (CTR). EGF, 10 мкМ, используют в качестве положительного контроля. (CTR+). Статистическую значимость вычисляют, сравнивая каждое условие с CTR. p: * < 0,05; ** < 0,01; *** < 0,005; **** <0,001.Figure 5 shows the results of native plant-derived EVs in Experimental Example 2 promoting cell proliferation on hypoxia-stimulated endothelial cells. Endothelial cells are incubated under hypoxic conditions for 24 hours and then treated with three different doses of orange-derived EVs (10,000 (10k) or 30,000 (30k) or 50,000 (50k) or 100,000 (10k) EVs/cell) for another 24 hours. . Proliferation is tested by incorporating BrdU, and analysis is performed comparing fold change versus control cells (CTR). EGF, 10 μM, was used as a positive control. (CTR+). Statistical significance is calculated by comparing each condition with CTR. p: * < 0.05; **<0.01; *** <0.005; **** <0.001.

Фигура 6 показывает результаты терапевтического действия на человека in vivo нативных EV растительного происхождения в экспериментальном примере 4. Нативные EV, полученные из апельсина, используют для лечения повреждения кожи, вызванного ингенол мебутатом (ингенол-3-ангелат, пикато), используемого для локального лечения предраковых повреждений, актинического кератоза. Показаны характерные изображения повреждений ткани: повреждение до (фигура 6А) и через три дня после (фигура 6В) обработки EV растительного происхождения в сравнении с необработанным повреждением до (фигура 6С) и через три дня (фигура 6D).Figure 6 shows the results of the therapeutic effect in humans in vivo of native plant-derived EVs in Experimental Example 4. Native EVs derived from orange are used to treat skin damage caused by ingenol mebutate (ingenol-3-angelate, picato), used for the local treatment of precancerous lesions, actinic keratosis. Representative images of tissue damage are shown: damage before (Figure 6A) and three days after (Figure 6B) plant-derived EV treatment versus untreated damage before (Figure 6C) and three days after (Figure 6D).

Фигура 7 показывает результаты измерений заряда EV в экспериментальном примере 5. Измеряют Z-потенциал (мВ), показатель заряда частицы, в нативных EV (EV), полученных из апельсина, и EV, сконструированных с протамином, 1,0 мкг/мл (EV+протамин). Результаты получены из трех экспериментов при трехкратном повторе. p: **** <0,001.Figure 7 shows the results of EV charge measurements in Experimental Example 5. The Z-potential (mV), an indicator of particle charge, in native orange-derived EVs and EVs engineered with 1.0 μg/mL protamine (EV) was measured. + protamine). The results are obtained from three experiments, repeated three times. p: **** <0.001.

Фигура 8 иллюстрирует способ модификации EV в экспериментальном примере 5. Изобретение состоит в использовании положительно заряженной молекулы (подобной протамину) в качестве мостика для связывания отрицательно зараженных биологически активных молекул (например, микроРНК) для концентрирования молекул на поверхности EV.Figure 8 illustrates the method of modifying the EV in Experimental Example 5. The invention consists of using a positively charged molecule (like protamine) as a bridge to bind negatively charged bioactive molecules (eg, microRNA) to concentrate the molecules on the surface of the EV.

Фигура 9 показывает результаты присутствия микроРНК в нагруженных EV в экспериментально примере 5. Диаграмма амплификации получена анализом ОТ-ПЦР нативных полученных из апельсина EV (EV CTR), EV, сконструированных с протамином и синтетической микроРНК человека, miR-145, miR-221 или miR-223 (EV+PROT+ miR-145/ miR-221/miR-223). Экспрессия микроРНК представлена как ΔRn, величина сигнала, полученного от амплификации микроРНК, против числа циклов.Figure 9 shows the results of the presence of miRNAs in loaded EVs in Experimental Example 5. The amplification pattern is obtained by RT-PCR analysis of native orange-derived EVs (EV CTR), EVs engineered with protamine and synthetic human miR-145, miR-221 or miR -223 (EV+PROT+ miR-145/ miR-221/miR-223). miRNA expression is represented as ΔRn, the magnitude of the signal obtained from miRNA amplification versus the number of cycles.

Фигура 10 показывает результаты защиты сконструированных молекул (микроРНК) после обработки РНКазой в экспериментальном примере 5. Полученные из апельсина EV, сконструированные с помощью микроРНК miR-221, обрабатывают физиологической концентрацией РНКазы (0,2 мкг/мл), и оценивают экспрессию количественной ОТ-ПЦР в контрольных нативных EV, нагруженных EV как EV, сконструированных с протамином и микроРНК (EV+PROT+ miR-221), и свободной микроРНК (miR-221). Данные приводятся как исходная Ct (А) и процент ингибирования относительно необработанных образцов (В). p: **** <0,001.Figure 10 shows the results of protection of engineered molecules (miRNAs) after RNase treatment in Experimental Example 5. Orange-derived EVs engineered with miR-221 were treated with a physiological concentration of RNase (0.2 μg/ml), and expression of quantitative RT- was assessed. PCR in control native EVs loaded with both EVs engineered with protamine and microRNA (EV+PROT+ miR-221), and free miRNA (miR-221). Data are given as initial Ct (A) and percent inhibition relative to untreated samples (B). p: **** <0.001.

Фигура 11 показывает внедрение EV в клетки-мишени с использованием конфокальной микроскопии в экспериментальном примере 6. Эндотелиальные клетки (ТЕС) обрабатывают флуоресцентно меченными нагруженными полученными из апельсина EV (30000 EV/клетки) в течение различного времени (30 мин, 6 часов) и анализируют с помощью конфокальной микроскопии для детекции их вторжения в клетки-мишени. Приводятся характерные микроснимки клеток, обработанных окрашенными EV (EV CTR) или меченными EV в течение 30 минут и 6 часов. Мембрану EV, микроРНК, клеточные ядра окрашивают красным PKH26, зеленым FITC, синим DAPI, соответственно. (Исходное увеличение ×630).Figure 11 shows the entry of EVs into target cells using confocal microscopy in Experimental Example 6. Endothelial cells (TECs) are treated with fluorescently labeled loaded orange-derived EVs (30,000 EV/cell) for various times (30 min, 6 hours) and analyzed using confocal microscopy to detect their invasion of target cells. Representative micrographs of cells treated with stained EVs (EV CTR) or tagged EVs for 30 minutes and 6 hours are shown. EV membrane, microRNA, cell nuclei are stained with PKH26 red, FITC green, DAPI blue, respectively. (Original magnification ×630).

Фигура 12 показывает прямой перенос нагруженной микроРНК в клетки-мишени и ее функциональность в экспериментальном примере 6. Эндотелиальные клетки (ТЕС) культивируют с нормальной средой (CTR), нативными полученными из апельсина EV (EV), нагруженными полученными из апельсина EV, сконструированными с протамином и микроРНК miR-221 (EV+PROT+миметик-221) или скремблированной микроРНК (EV+PROT+скрембл) или анти-miR-29a (EV+PROT+анти-mir-29a) (30000 EV/клетка). A) Перенос микроРНК (miR-221) в клетки-мишени оценивают анализом количественной ОТ-ПЦР с использованием RNU6B в качестве микроРНК «домашнего хозяйства» и клеток, культивированных без стимулов, в качестве контроля. Данные приводятся в виде величин as RQ и сравниваются с CTR. B) Действие на мишень коллаген 4A3 микроРНК после обработки EV, сконструированными с микроРНК (анти-mir-29a). Оценка активности микроРНК на ее мишени мРНК коллагена4 изоформы A3 через 72 часа. Клетки инкубируют совместно с нагруженными EV, сконструированными с анти-miR-29a (EV+PROT+анти-mir-29a) (30000 EV/клетка) или нормальной средой (CTR), и экспрессию коллагена 4A3 оценивают ОТ-ПЦР. Данные приводятся в виде величин RQ. Данные приводятся в виде величин RQ и сравниваются с CTR. p: *** < 0,005.Figure 12 shows direct transfer of loaded miRNA into target cells and its functionality in Experimental Example 6. Endothelial cells (TECs) cultured with normal medium (CTR), native orange-derived EVs (EVs), loaded orange-derived EVs, protamine engineered and microRNA miR-221 (EV+PROT+mimetic-221) or scrambled miRNA (EV+PROT+scramble) or anti-miR-29a (EV+PROT+anti-mir-29a) (30,000 EV/cell). A) Transfer of microRNA (miR-221) into target cells is assessed by qRT-PCR analysis using RNU6B as housekeeping miRNA and cells cultured without stimuli as control. The data is presented as RQ values and compared with CTR. B) Effect of miRNA on collagen 4A3 target after treatment with EVs engineered with miRNA (anti-mir-29a). Assessment of microRNA activity on its target collagen4 isoform A3 mRNA after 72 hours. Cells are co-incubated with loaded EVs engineered with anti-miR-29a (EV+PROT+anti-mir-29a) (30,000 EV/cell) or normal medium (CTR), and collagen 4A3 expression is assessed by RT-PCR. Data are given as RQ values. The data is presented in the form of RQ values and compared with CTR. p: *** < 0.005.

Фигура 13 показывает анализ размеров нагруженных EV, сконструированных с уменьшающимися дозами протамина, в экспериментальном примере 7. Анализ наноразмерности контрольных нативных EV, полученных из апельсина (EV CTR), нагруженных EV, сконструированных с протамином (начальная доза 1,0 мкг/мл) и меньшими дозами: 1,0 нг/мл, 0,1 нг/мл, 0,01 нг/мл. После совместной инкубации с микроРНК (miR-221) анализ EV оценивается как средний A) и мода B) размер нагруженных EV. Данные сравнивают с EV CTR (нативные EV). p: * < 0,05.Figure 13 shows size analysis of loaded EVs engineered with decreasing doses of protamine in Experimental Example 7. Nanosize analysis of control native orange-derived EVs (EV CTR), loaded EVs engineered with protamine (initial dose 1.0 μg/ml) and in smaller doses: 1.0 ng/ml, 0.1 ng/ml, 0.01 ng/ml. After co-incubation with microRNA (miR-221), the EV assay estimates the mean A) and mode B) size of loaded EVs. The data is compared with EV CTR (native EV). p: * < 0.05.

Фигура 14 показывает результаты экспрессии микроРНК в нагруженных EV после конструирования и включения в клетки-мишени с использованием низких доз протамина в экспериментальном примере 7. А) Нагруженные полученные из апельсина EV конструируют с меньшей дозой протамина (1,0 нг/мл) и микроРНК miR-221 и анализируют на содержание в них экзогенной микроРНК. Данные, полученные анализом ОТ-ПЦР, показаны в величинах RQ с использованием RNU6B в качестве гена «домашнего хозяйства» и нормализованы с нативными EV (EV CTR). p: ** < 0,01. B) Нагруженные полученные из апельсина EV конструируют с протамином (1,0 нг/мл) и микроРНК miR-221 или скремблом и инкубируют совместно с эндотелиальными клетками (TEC) в течение 24 часов. Наличие нагруженной микроРНК измеряют в клетках-мишенях ОТ-ПЦР и представляют в виде RQ в клетках, культивированных с нормальной средой (CTR), нормальными нативными EV (EV) или нагруженными EV, сконструированными с использованием протамина и скремблированной микроРНК (EV+PROT+скрембл) или miR-221 (EV+PROT+miR-221). p: * < 0,05. Figure 14 shows the results of miRNA expression in loaded EVs after engineering and incorporation into target cells using low doses of protamine in Experimental Example 7. A) Loaded orange-derived EVs are engineered with a lower dose of protamine (1.0 ng/ml) and miR miRs. -221 and analyzed for the content of exogenous microRNA. Data obtained by RT-PCR analysis are shown in RQ values using RNU6B as the housekeeping gene and normalized to native EVs (EV CTR). p: ** < 0.01. B) Loaded orange-derived EVs are engineered with protamine (1.0 ng/ml) and miR-221 microRNA or scramble and co-incubated with endothelial cells (TECs) for 24 hours. The presence of loaded miRNA is measured in RT-PCR target cells and reported as RQ in cells cultured with normal medium (CTR), normal native EVs (EVs), or loaded EVs engineered using protamine and scrambled miRNA (EV+PROT+scramble ) or miR-221 (EV+PROT+miR-221). p: * < 0.05.

Фигура 15 показывает улучшение терапевтического действия нативных EV растительного происхождения после конструирования с прорегенеративной микроРНК в экспериментальном примере 8. Диаграмма иллюстрирует усиленную миграцию кератиноцитов и показывает процент затягивания ран (среднее ± SEM) при сравнении с контрольными клетками (CTR). Клетки обрабатывают тремя различными дозами нативных полученных из апельсина EV: 10000 EV/клетка (EV 10k), 50000 EV/клетка (EV 50k), 100000 EV/клетка (EV 100k); и дозой 5000 EV/клетка нагруженных EV плюс протамин (1,0 нг/мл) (EV + P) и нагруженных EV плюс протамин и miR-21 (EV + miR-21). EGF (10 мкМ) используют в качестве положительного контроля. Выполняют N=4 экспериментов для каждого набора данных. Статистическую значимость вычисляют при сравнении каждого условия с CTR.Figure 15 shows the improvement in the therapeutic effect of native plant-derived EVs after engineering with pro-regenerative miRNA in Experimental Example 8. The graph illustrates the enhanced migration of keratinocytes and shows the percentage of wound healing (mean ± SEM) when compared with control cells (CTR). Cells are treated with three different doses of native orange-derived EVs: 10,000 EV/cell (EV 10k), 50,000 EV/cell (EV 50k), 100,000 EV/cell (EV 100k); and a dose of 5000 EV/cell of loaded EVs plus protamine (1.0 ng/ml) (EV + P) and loaded EVs plus protamine and miR-21 (EV + miR-21). EGF (10 μM) was used as a positive control. Perform N=4 experiments for each data set. Statistical significance is calculated by comparing each condition with CTR.

Фигура 16 показывает приобретение новых биологических функции нагруженными EV после конструирования с микроРНК в экспериментальном примере 9. Нагруженные полученные из апельсина EV, сконструированные с несколькими антиангиогенными микроРНК, испытывают на образование клеток эндотелия сосудов (ТЕС) с использованием анализа на ангиогенез. ТЕС культивируют с нормальной средой (CTR), нативными EV (EV), нагруженными EV, сконструированными с протамином (EV+с протамин), или нагруженными EV, модифицированнми протамином (1,0 нг/мл) и синтетической ангиогенной микроРНК (анти-miR для проангиогенных микроРНК и miR для антиангиогенных микроРНК). Скремблы являются контрольными микроРНК. После 24-часовой обработки измеряют общую длину сосудов, и приводят процент общей длины по сравнению с нормальными клетками (CTR). p: * < 0,05, ** < 0,01, *** < 0,005, **** <0,001.Figure 16 shows the acquisition of new biological functions by loaded EVs after engineering with miRNAs in Experimental Example 9. Loaded orange-derived EVs engineered with multiple anti-angiogenic miRNAs were tested for vascular endothelial cell (TEC) formation using an angiogenesis assay. TECs are cultured with normal medium (CTR), native EVs (EVs), loaded EVs engineered with protamine (EV+c protamine), or loaded with EVs modified with protamine (1.0 ng/ml) and synthetic angiogenic microRNA (anti-miR for pro-angiogenic miRNAs and miR for anti-angiogenic miRNAs). Scrambles are control microRNAs. After 24 hours of treatment, the total length of the vessels is measured, and the percentage of total length compared to normal cells (CTR) is reported. p: * < 0.05, ** < 0.01, *** < 0.005, **** < 0.001.

Фигура 17 показывает результаты по биологической активности нагруженных EV, сконструированных с двумя различными дозами протамина, в экспериментальном примере 10. Полученные из апельсина EV конструируют с начальным (1,0 мкг/мл) или меньшим (1,0 нг/мл) количеством протамина и различными антиангиогенными микроРНК (анти-imiR-29a, miR-145, miR-221). Нагруженные EV используют для обработки эндотелиальных клеток (TEC), и образование сосудов оценивают при сравнении с контрольными клетками (CTR) и клетками, культивированными с нативными EV (EV). Общую длину приводят в виде процента относительно контрольных клеток. p: * < 0,05, *** < 0,005, **** <0,001.Figure 17 shows the biological activity results of loaded EVs engineered with two different doses of protamine in Experimental Example 10. Orange-derived EVs were engineered with an initial (1.0 μg/mL) or lower (1.0 ng/mL) amount of protamine and various antiangiogenic microRNAs (anti-imiR-29a, miR-145, miR-221). Loaded EVs are used to treat endothelial cells (TECs), and vascular formation is assessed by comparison with control cells (CTR) and cells cultured with native EVs (EVs). The total length is given as a percentage relative to control cells. p: * < 0.05, *** < 0.005, **** < 0.001.

Фигура 18 иллюстрирует усиление молекулярной интернализации с использованием метода модификации, описанного в настоящей заявке на патент, и добавлением обычного способа трансфекции в экспериментальном примере 11. Связывание отрицательно заряженной молекулы (такой как микроРНК) с EV увеличивает число молекул на поверхности EV и увеличивает их нагрузку после протокола трансфекции, такого как электропорация. Действительно, увеличенное число молекул на поверхности EV допускает усиленную нагрузку внутри EV после перегруппировки на мембране, которая благоприятствует продвижению микроРНК внутрь EV.Figure 18 illustrates the enhancement of molecular internalization using the modification method described in this patent application and the addition of a conventional transfection method in Experimental Example 11. Binding of a negatively charged molecule (such as a microRNA) to an EV increases the number of molecules on the surface of the EV and increases their loading after transfection protocol such as electroporation. Indeed, the increased number of molecules on the EV surface allows for increased loading within the EV following rearrangement at the membrane, which favors the movement of miRNAs into the EV interior.

Фигура 19 показывает результаты усиления конструирования с использованием комбинации метода модификации, описанного в настоящей заявке на патент, и добавления обычного способа трансфекции в экспериментальном примере 11. Эндотелиальные клетки (ТЕС) стимулируют в течение 24 часов, и измеряют образование сосудов с использованием анализа на ангиогенез. Стимулами являются нормальная среда (CTR), нативные полученные из апельсина EV (EV), нагруженные EV, сконструированные с использованием протамина (1,0 нг/мл) и микроРНК miR-221 (EV+PROT+miR-221), электропорированные miR-221 EV (EV + электропорированные miR-221) и электропорированные нагруженные EV после модификации протамином (1,0 нг/мл) и микроРНК miR-221 (EV + PROT - электропорированные miR-221). Образование сосудов оценивают как процент образования сосудов по сравнению с нормальными клетками (CTR). p: * < 0,05, ** < 0,01.Figure 19 shows the results of enhanced engineering using a combination of the modification method described in this patent application and the addition of a conventional transfection method in Experimental Example 11. Endothelial cells (TECs) were stimulated for 24 hours, and vascular formation was measured using an angiogenesis assay. Stimuli are normal medium (CTR), native orange-derived EVs (EVs), loaded EVs, engineered using protamine (1.0 ng/ml) and miR-221 microRNA (EV+PROT+miR-221), electroporated miR- 221 EVs (EVs + electroporated miR-221) and electroporated loaded EVs after modification with protamine (1.0 ng/ml) and microRNA miR-221 (EVs + PROT - electroporated miR-221). Vessel formation is assessed as the percentage of vessel formation compared to normal cells (CTR). p: * < 0.05, ** < 0.01.

Материалы и методыMaterials and methods

Выделение внеклеточных везикулIsolation of extracellular vesicles

Внеклеточные везикулы выделяют из сока растений. Плоды отжимают, и сок последовательно фильтруют с использованием пор в порядке уменьшения для удаления волокон. Затем EV очищают ультрацентрифугированием. Для дифференциального ультрацентрифугирования сок сначала центрифугируют при 1500 g в течение 30 минут для удаления дебриса и других загрязнителей. Затем EV очищают первым центрифугированием при 10000 g с последующим ультрацентрифугированием при 100000 g в течение 1 часа при 4°C (Beckman Coulter Optima L-90K, Fullerton, CA, USA). Конечный осадок ресуспендируют с помощью забуференного фосфатом физиологического раствора с добавлением 1% ДМСО и фильтруют через фильтры 0,22 микрона для стерилизации. Внеклеточные везикулы используют или хранят при -80°C в течение длительного времени. Очищенные EV характеризуют с помощью анализа траекторий наночастиц и электронной микроскопии.Extracellular vesicles are isolated from plant sap. The fruits are pressed and the juice is successively filtered using pores in decreasing order to remove fibers. EVs are then purified by ultracentrifugation. For differential ultracentrifugation, the juice is first centrifuged at 1500 g for 30 minutes to remove debris and other contaminants. EVs were then purified by first centrifugation at 10,000 g followed by ultracentrifugation at 100,000 g for 1 hour at 4°C (Beckman Coulter Optima L-90K, Fullerton, CA, USA). The final pellet was resuspended with phosphate buffered saline supplemented with 1% DMSO and filtered through 0.22 micron filters for sterilization. Extracellular vesicles are used or stored at -80°C for long periods of time. Purified EVs are characterized using nanoparticle trajectory analysis and electron microscopy.

Анализ траекторий наночастиц (NTA)Nanoparticle Trajectory Analysis (NTA)

Анализ траекторий наночастиц (NTA) используют для определения размера и профиля EV с использованием системы NanoSight LM10 (NanoSight Ltd., Amesbury, UK), снабженной лазером 405 нм, и аналитической программы NTA 3.1. Броуновские движения EV, присутствующих в образце, подвергнутых воздействию лазерного источника излучения, регистрируют камерой и преобразуют в параметры размера и концентрации с помощью NTA через уравнение Стокса-Эйнштейна. Уровни камеры для всех измерений равны 16, и для каждого образца записано пять видеороликов длительностью 30 с. Коротко, очищенные EV и сконструированные EV разводят (1:1000 и 1:200, соответственно) в 1 мл свободного от везикул физиологического раствора (Fresenius Kabi, Runcorn, UK). Настройки NTA после сбора данных оптимизируют и поддерживают постоянными во всех образцах, и затем каждое видео анализируют для измерения средней EV, режима и концентрации.Nanoparticle trajectory analysis (NTA) was used to determine EV size and profile using a NanoSight LM10 system (NanoSight Ltd., Amesbury, UK) equipped with a 405 nm laser and NTA 3.1 analysis software. The Brownian motions of EVs present in a sample exposed to a laser source are recorded by a camera and converted into size and concentration parameters by NTA via the Stokes-Einstein equation. Camera levels for all measurements are set to 16, and five 30-s videos were recorded for each sample. Briefly, purified EVs and engineered EVs were diluted (1:1000 and 1:200, respectively) in 1 ml vesicle-free saline (Fresenius Kabi, Runcorn, UK). NTA settings after data collection are optimized and kept constant across all samples, and each video is then analyzed to measure mean EV, mode, and concentration.

Просвечивающая электронная микроскопияTransmission electron microscopy

Просвечивающую электронную микроскопию EV выполняют, нагружая EV на сетки 200 меш из никеля и формвара с углеродным покрытием (Electron Microscopy Science, Hatfield, PA) в течение 20 мин. Затем EV фиксируют раствором, содержащим 2,5% глутарового альдегида и 2% сахарозы, и после повторных промывок в дистиллированной воде образцы отрицательно окрашивают NanoVan (Nanoprobes, Yaphank, NK, USA) и проверяют с помощью электронного микроскопа Jeol JEM 1010.Transmission electron microscopy of EVs is performed by loading EVs onto 200 mesh carbon-coated nickel-formvar grids (Electron Microscopy Science, Hatfield, PA) for 20 min. EVs are then fixed with a solution containing 2.5% glutaraldehyde and 2% sucrose, and after repeated washes in distilled water, samples are negatively stained with NanoVan (Nanoprobes, Yaphank, NK, USA) and examined using a Jeol JEM 1010 electron microscope.

Культивирование клетокCell culture

Эндотелиальные клетки микрососудов человека (НМЕС) получают путем иммортализации обезьяним вирусом 40 первичных эндотелиальных клеток микрососудов в коже человека. НМЕС культивируют в базальной среде для эндотелия с добавлением набора bullet kit (EBM, Lonza, Basel, Switzerland) и 1 мл Mycozap CL (Lonza, Basel, Switzerland).Human microvascular endothelial cells (HMECs) are generated by immortalizing 40 primary microvascular endothelial cells in human skin with simian virus. HMECs were cultured in endothelial basal medium supplemented with a bullet kit (EBM, Lonza, Basel, Switzerland) and 1 ml Mycozap CL (Lonza, Basel, Switzerland).

Иммортализованные кератиноциты человека (HaCat) культивируют в DMEM (Lonza, Basel, Switzerland) с добавлением 10% фетальной бычьей сыворотки (FBS, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) при 37°C с 5% CO2. Клетки высевают при плотности 3,5×102 клетки/см2, используя 1 мл среды/см2, и пересевают, когда конфлюентность клеток составляет 70-80%. Коротко, пробирки «матрасы» промывают буферным физиологическим раствором HEPES, инкубируют с трипсином в течение 6 мин и затем трипсин нейтрализуют средой, содержащей 10% FBS. Если клетки за 7 мин разделились не полностью, инкубацию с трипсином повторяют.Immortalized human keratinocytes (HaCat) were cultured in DMEM (Lonza, Basel, Switzerland) supplemented with 10% fetal bovine serum (FBS, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) at 37°C with 5% CO2. Cells are seeded at a density of 3.5 x 10 2 cells/cm 2 using 1 ml of medium/cm 2 and subcultured when cell confluency is 70-80%. Briefly, mattress tubes were washed with HEPES buffered saline, incubated with trypsin for 6 min, and then trypsin was neutralized with medium containing 10% FBS. If the cells are not completely separated within 7 minutes, incubation with trypsin is repeated.

Эндотелиальные клетки, полученные из клеток рака почек человека (ТЕС), выделяют из образцов рака почек светлоклеточного типа с использованием анти-CD105 Ab в сочетании с магнитными гранулами путем магнитного сортинга клеток с использованием системы MACS (Miltenyi Biotec, Auburn, CA, USA). Клеточные линии TEC устанавливают и поддерживают в культуре в базальной полной среде Endogro (Merck Millipore, Billerica, MA, USA). TEC предварительно характеризуют как эндотелиальные клетки по морфологии, положительному окрашиванию на антиген vWF, CD105, CD146 и кадгерин сосудистого эндотелия и отрицательному окрашиванию на цитокератин и десмин. Human kidney cancer cell (TEC)-derived endothelial cells were isolated from clear cell kidney cancer samples using anti-CD105 Ab in combination with magnetic beads by magnetic cell sorting using a MACS system (Miltenyi Biotec, Auburn, CA, USA). TEC cell lines are established and maintained in culture in Endogro basal complete medium (Merck Millipore, Billerica, MA, USA). TECs are tentatively characterized as endothelial cells by morphology, positive staining for vWF antigen, CD105, CD146, and vascular endothelial cadherin, and negative staining for cytokeratin and desmin.

Анализ на белкиProtein analysis

Белки экстрагируют из EV буфером RIPA (150 нM NaCl, 20 нM трис-HCl, 0,1% додецилсульфата натрия, 1% дезоксихолата, 1% тритона X-100, pH 7,8) с добавлением коктейля протеазы и ингибиторов фосфатазы (Sigma-Aldrich, St. Louis, Missouri, USA). Содержание белков определяют количественно с помощью набора для анализа белков BCA Protein Assay Kit (Thermo Fisher Scientific, Waltham, Massachusetts, USA), следуя протоколу изготовителя. Коротко, по 10 мкл образца распределяют в лунки 96-луночного планшета, и общие концентрации белков определяют с использованием линейной стандартной кривой, установленной с бычьим сывороточным альбумином (BSA).Proteins were extracted from EVs with RIPA buffer (150 nM NaCl, 20 nM Tris-HCl, 0.1% sodium dodecyl sulfate, 1% deoxycholate, 1% Triton X-100, pH 7.8) supplemented with a protease cocktail and phosphatase inhibitors (Sigma- Aldrich, St. Louis, Missouri, USA). Protein content was quantified using the BCA Protein Assay Kit (Thermo Fisher Scientific, Waltham, Massachusetts, USA) following the manufacturer's protocol. Briefly, 10 μl of sample was dispensed into wells of a 96-well plate and total protein concentrations were determined using a linear standard curve established with bovine serum albumin (BSA).

Скретч-анализ in vitroIn vitro scratch assay

Кератиноциты (НаСаТ) и эндотелиальные клетки (НМЕС) высевают при плотности ~50×103 клетки /лунка в 24-луночные планшеты в DMEM с добавлением 10% FCS. Когда клетки достигают полной конфлюентности, их оставляют в среде без FCS в течение ночи. На следующий день наносят царапины стерильным наконечником. Перед стимуляцией (t=0) получают микроснимки лунки с использованием микроскопа Leica (Leica, Wetzlar, Germany). Затем клетки стимулируют DMEM с 10% FBS или EGF как положительным контролем (CTR +) или EV (10000 (10k) или 50000 (50k) или 100000 (100k) EV/клетки-мишени). Явление «затягивание раны» контролируют в течение 48 час с использованием микроскопа Leica, и изображения анализируют с помощью программы ImageJ (Bethesda, MD, USA), наблюдая уменьшение площади раны в клетках, стимулированных EV, при сравнении с клетками, не стимулированными EV.Keratinocytes (HaCaT) and endothelial cells (HMEC) are seeded at a density of ~50×10 3 cells/well in 24-well plates in DMEM supplemented with 10% FCS. When cells reach full confluence, they are left in medium without FCS overnight. The next day, scratches are applied with a sterile tip. Before stimulation (t=0), micrographs of the socket are obtained using a Leica microscope (Leica, Wetzlar, Germany). Cells are then stimulated with DMEM with 10% FBS or EGF as a positive control (CTR+) or EVs (10,000 (10k) or 50,000 (50k) or 100,000 (100k) EVs/target cells). The wound healing phenomenon was monitored for 48 hours using a Leica microscope, and images were analyzed using ImageJ software (Bethesda, MD, USA), observing a decrease in wound area in EV-stimulated cells when compared with non-EV-stimulated cells.

Анализ на ангиогенез in vitroIn vitro angiogenesis assay

Образование in vitro капилляроподобных структур исследуют на матригеле с пониженным содержанием фактора роста (BD Bioscience, Franklin Lakes, NJ, USA) в 24-луночных планшетах. HMEC или TEC (25000 клетки/лунка) высевают в лунки с покрытием из матригеля в среде DMEM или EndoGRO MV-VEGF, соответственно, содержащей EV (50000 или 30000 EV/клетки-мишени). Обработку выполняют при трехкратном повторе. Организацию клеток на матригеле визуализируют с помощью Nikon Eclipse TE200. После инкубации в течение 24 час фазово-контрастные изображения (увеличение ×10) регистрируют и измеряют общую протяженность сетевых структур с использованием программы ImageJ. Общую протяженность в поле зрения вычисляют в пяти произвольно выбранных полях и выражают в виде процента к соответствующему контролю.The in vitro formation of capillary-like structures was studied on Matrigel with a reduced content of growth factor (BD Bioscience, Franklin Lakes, NJ, USA) in 24-well plates. HMEC or TEC (25,000 cells/well) are seeded in Matrigel-coated wells in DMEM or EndoGRO MV-VEGF medium, respectively, containing EVs (50,000 or 30,000 EV/target cells). The processing is performed three times. Cell organization on Matrigel was visualized using a Nikon Eclipse TE200. After incubation for 24 hours, phase-contrast images (×10 magnification) were recorded and the total extent of network structures was measured using ImageJ software. The total extent in the visual field is calculated in five randomly selected fields and expressed as a percentage of the corresponding control.

Анализ на пролиферацию in vitroIn vitro proliferation assay

НМЕС высевают в 96-луночные планшеты при плотности 2000 клетки/лунка и оставляют до слияния.HMECs are seeded into 96-well plates at a density of 2000 cells/well and left until confluent.

Культуральную среду заменяют на DMEM и оставляют на ночь. Затем планшет закрывают в гипоксической камере, заполненной следующей газовой смесью: 5% CO2, 1% O2, 94% N. Гипоксическую камеру помещают в инкубатор с CO2 на 24 часа. Затем планшет извлекают из гипоксической камеры, клетки обрабатывают в одной DMEM (CTR), с положительным контролем (10 нг/мл EGF, CTR+), увеличивающимися дозами нативных EV растительного происхождения (10000, 30000, 50000 и 100000 EV/клетка). Каждое условие выполняют четырехкратно. Затем в каждую лунку добавляют 10 мкл маркирующего раствора BrdU (колориметрический анализ с BrdU, Roche), и планшет инкубируют в течение ночи. Следующую процедуру выполняют согласно инструкции изготовителя BrdU для анализа. Измеряют оптическую плотность считывающим устройством для ELISA при 370 нм. Вычисляют среднюю оптическую плотность для каждого условия. Оптическая плотность прямо пропорциональна скорости пролиферации. Все средние значения оптической плотности нормализуют к среднему необработанного контроля (CTR), используемого в качестве контрольного образца. Результаты показывают относительную скорость пролиферации при сравнении с CTR, для которых равна 1.The culture medium is replaced with DMEM and left overnight. The plate is then sealed in a hypoxic chamber filled with the following gas mixture: 5% CO2, 1% O2, 94% N. The hypoxic chamber is placed in a CO2 incubator for 24 hours. The plate is then removed from the hypoxic chamber and cells are treated in DMEM alone (CTR), with positive control (10 ng/ml EGF, CTR+), increasing doses of native plant-derived EVs (10,000, 30,000, 50,000 and 100,000 EVs/cell). Each condition is performed four times. 10 μl of BrdU labeling solution (BrdU colorimetric assay, Roche) is then added to each well and the plate is incubated overnight. The following procedure is performed according to the manufacturer's instructions for BrdU assay. Measure the absorbance with an ELISA reader at 370 nm. Calculate the average optical density for each condition. Optical density is directly proportional to the proliferation rate. All average absorbance values are normalized to the average of the untreated control (CTR) used as a control sample. The results show the relative proliferation rate when compared to CTR, which is set to 1.

Измерение заряда EVEV charge measurement

Анализ выполняют с помощью наноинструмента Zeta-sizer (Malvern Instruments, Malvern, UK). Все образцы анализируют при 25°C в фильтрованном (отсечение = 200 нм) физилогическом растворе. Дзета-потенциал (плоскость скольжения) генерируется на расстоянии x от частицы, указывая на степень электростатического отталкивания между соседними частицами в дисперсии, заряженными аналогично. Отрицательный дзета-потенциал указывает на высокую степень дисперсии частиц.The analysis is performed using a Zeta-sizer nanoinstrument (Malvern Instruments, Malvern, UK). All samples are analyzed at 25°C in filtered (cut-off = 200 nm) saline. A zeta potential (slip plane) is generated at a distance x from the particle, indicating the degree of electrostatic repulsion between similarly charged adjacent particles in the dispersion. A negative zeta potential indicates a high degree of particle dispersion.

Конструирование EV с помощью протаминаDesigning EVs with Protamine

EV смешивают с протамином (1,0 мкг/мл) (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) и совместно инкубируют при 37°C в течение 5-30 минут для возможности связывания с поверхностью EV. Используют различные дозы протамина (1,0 нг/мл, 0,1 нг/мл, 0,01 нг/мл). Затем к смеси добавляют отрицательно заряженные молекулы синтетической микроРНК (100 пмоль/мл) (миметики микроРНК или анти-miR, Qiagen, Hilden, Germany), и совместно инкубируют при 37°C в течение 3 часов. Смесь разбавляют физиологическим раствором и хранят при 4°C в течение ночи. Ультрацентрифугирование при 100000 g в течение 2 часов при 4°C (Beckman Coulter Optima L-90K, Fullerton, CA, USA) позволяет удалить молекулы свободной микроРНК и протамина, и осадок ресуспендируют в забуференном фосфатом физиологическом растворе с добавлением 1% DMSO и фильтруют с помощью 0,22-микронных фильтров для стерилизации.EVs were mixed with protamine (1.0 μg/ml) (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) and co-incubated at 37°C for 5–30 min to allow binding to the EV surface. Various doses of protamine are used (1.0 ng/ml, 0.1 ng/ml, 0.01 ng/ml). Negatively charged synthetic miRNA molecules (100 pmol/ml) (miRNA mimics or anti-miR, Qiagen, Hilden, Germany) are then added to the mixture and co-incubated at 37°C for 3 hours. The mixture is diluted with saline and stored at 4°C overnight. Ultracentrifugation at 100,000 g for 2 hours at 4°C (Beckman Coulter Optima L-90K, Fullerton, CA, USA) removes free miRNA and protamine molecules, and the pellet is resuspended in phosphate buffered saline supplemented with 1% DMSO and filtered with using 0.22 micron filters for sterilization.

Обработка РНКазойRNase treatment

EV обрабатывают РНКазой А (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA), используя концентрацию 0,2 мкг/мл, в течение 30 минут при 37°C. Ингибитор РНКазы (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) используют для остановки реакции, как описано в протоколе изготовителя, и EV промывают с использованием ультрацентрифугирования при 100000 g в течение 1 часа при 4°C (Beckman Coulter Optima L-90K, Fullerton, CA, USA).EVs were treated with RNase A (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) using a concentration of 0.2 μg/ml for 30 min at 37°C. RNase inhibitor (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) is used to stop the reaction as described in the manufacturer's protocol, and EVs are washed using ultracentrifugation at 100,000 g for 1 hour at 4°C (Beckman Coulter Optima L-90K, Fullerton , CA, USA).

Конфокальная микроскопияConfocal microscopy

Для внедрения EV их метят красным мембранным флуоресцентным красителем для мембран PKH26 (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) и конструируют с миРНК, меченной зеленым флуоресцентным (FITC) (Qiagen, Hilden, Germany). Меченные EV используют для обработки TEC, высеянных в 24-луночные планшеты (30000 клетки/лунка), в течение различного времени (30 мин, 1 час, 3 часа, 6 час, 18 час, 24 час). Поглощение EV анализируют с использованием конфокального микроскопа (Zeiss LSM 5 Pascal, Carl Zeiss, Oberkochen, Germany).For EV insertion, they are labeled with the red fluorescent membrane dye PKH26 (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) and engineered with green fluorescent (FITC)-labeled siRNA (Qiagen, Hilden, Germany). Labeled EVs are used to treat TEC seeded in 24-well plates (30,000 cells/well) for various times (30 min, 1 hour, 3 hours, 6 hours, 18 hours, 24 hours). EV uptake was analyzed using a confocal microscope (Zeiss LSM 5 Pascal, Carl Zeiss, Oberkochen, Germany).

Экстрагирование РНКRNA extraction

Извлекают тотальную РНК из EV и клеток, используя набор miRNeasy Mini Kit (Qiagen, Hilden, Germany), согласно протоколу изготовителя. Концентрацию РНК в образцах определяют количественно с использованием спектрофотометра (mySPEC, VWR, Radnor, PA, USA).Total RNA was extracted from EVs and cells using the miRNeasy Mini Kit (Qiagen, Hilden, Germany) according to the manufacturer's protocol. The RNA concentration of the samples was quantified using a spectrophotometer (mySPEC, VWR, Radnor, PA, USA).

Анализ на микроРНК и мРНК с помощью ОТ-ПЦРMicroRNA and mRNA analysis using RT-PCR

Для анализа на микроРНК используют набор miScript SYBR Green PCR Kit (Qiagen, Hilden, Germany). Коротко, образцы РНК обратно транскрибируют с использованием набора miScript Reverse Transcription Kit, и затем используют кДНК для детекции и количественного определения интересующих микроРНК. Эксперименты проводят три раза с использованием 3 нг кДНК для каждой реакции, как описано в протоколе изготовителя (Qiagen). Для анализа на мРНК получают кДНК с использованием набора для обратной транскрипции кДНК High-Capacity cDNA Reverse Transcription Kit (Applied Biosystems). Добавляют пять нанограммов кДНК к мастер-микс для ПЦР SYBR GREEN (Applied Biosystems) и загружают для проведения ПЦР в 96-луночную систему QuantStudio 12K Flex для ПЦР в реальном времени (РT-ПЦР) (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA). Используют GAPDH в качестве гена «домашнего хозяйства». Кратность изменения (Rq) экспрессии микроРНК среди всех образцов вычисляют как 2-ΔΔCt по сравнению с контрольными образцами.For microRNA analysis, the miScript SYBR Green PCR Kit (Qiagen, Hilden, Germany) is used. Briefly, RNA samples are reverse transcribed using the miScript Reverse Transcription Kit, and cDNA is then used to detect and quantify miRNAs of interest. Experiments were performed three times using 3 ng of cDNA for each reaction as described in the manufacturer's protocol (Qiagen). For mRNA analysis, cDNA was prepared using the High-Capacity cDNA Reverse Transcription Kit (Applied Biosystems). Add five nanograms of cDNA to the SYBR GREEN PCR Master Mix (Applied Biosystems) and load PCR into a QuantStudio 12K Flex 96-well real-time PCR (RT-PCR) system (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) . GAPDH is used as a housekeeping gene. The fold change (Rq) of miRNA expression among all samples is calculated as 2 -ΔΔCt compared to control samples.

Электропорация внеклеточных везикулElectroporation of extracellular vesicles

Электропорацию выполняют на системе Neon Transfection System (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA), следуя протоколу изготовителя. Для каждой электропорации объем образца фиксируется при 200 мкл.Electroporation was performed on a Neon Transfection System (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) following the manufacturer's protocol. For each electroporation, the sample volume is fixed at 200 μL.

Эксперименты in vivoIn vivo experiments

Используют ингенол мебутат (ингенол-3-ангелат, пикато) для топического лечения предраковых повреждений, вызванных актиническим кератозом. Лекарство наносят в течение 3 дней на повреждения от актинического кератоза, удаляя предраковое повреждение, но вызывая образование апоптозных участков ткани. После лечения нативные полученные из апельсина EV вводят местно на один поврежденный участокткани, в то время как один необработанный участок ткани у того же пациента используют в качестве контроля. Действие EV растительного происхождения оценивают через 3-7 дней после обработки.Ingenol mebutate (ingenol-3-angelate, picato) is used for topical treatment of precancerous lesions caused by actinic keratosis. The medication is applied to actinic keratosis lesions for 3 days, removing the precancerous lesion but causing apoptotic tissue to form. After treatment, native orange-derived EVs are administered topically to one damaged tissue site, while one untreated tissue site from the same patient is used as a control. The effect of plant-derived EVs is assessed 3-7 days after treatment.

Статистический анализStatistical analysis

Анализ данных осуществляют с помощью программного обеспечения Graph Pad Demo, версия 6.01. Результаты выражают как среднее ± среднеквадратическая ошибка (SEM). Используют односторонний дисперсионный анализ (ANOVA) для обоснования статистических различий между группами, в то время как для сравнения двух образцов используют t-критерий Стъюдента. Авторы использовали p < 0,05 как минимаьный уровень значимости. p: * < 0,05, ** < 0,01, *** < 0,005, **** <0,001.Data analysis is carried out using Graph Pad Demo software, version 6.01. Results are expressed as mean ± standard error (SEM). One-way analysis of variance (ANOVA) is used to test for statistical differences between groups, while Student's t test is used to compare two samples. The authors used p < 0.05 as the minimum level of significance. p: * < 0.05, ** < 0.01, *** < 0.005, **** < 0.001.

Результаты/ПримерыResults/Examples

Пример 1Example 1

Для исследования осуществимости способа по настоящему изобретению авторы изобретения использовали нативные EV, выделенные в чистом виде из различных растений, включая лимон, апельсин, виноград, Anastatica hierochuntica и Selaginella lepidophylla. EV выделяли микрофильтрацией и дифференциальным ультрацентрифугированием или фильтрацией в тангенциальном потоке, и они отображают размер в диапазоне 25-350 нм с помощью анализа наноразмерности (фигура 1). Кроме того, все нативные EV растительного происхождения демонстрируют округлую морфологию, ограниченную электронно-плотной мембраной, как показывает анализ электронной микроскопией (фигура 1).To study the feasibility of the method of the present invention, the inventors used native EVs isolated in pure form from various plants, including lemon, orange, grape, Anastatica hierochuntica and Selaginella lepidophylla. EVs were isolated by microfiltration and differential ultracentrifugation or tangential flow filtration, and they display a size range of 25–350 nm using nanoscale analysis (Figure 1). In addition, all native plant-derived EVs exhibit a round morphology confined by an electron-dense membrane as shown by electron microscopy analysis (Figure 1).

Для того, чтобы проверить содержание EV растительного происхождения, измеряют содержание белка в нативных EV, выделенных из яблока апельсина, лимона, винограда, Anastatica hierochuntica и Selaginella lepidophylla, используя анализ с ВСА. Результаты приводятся на фигуре 2 и показывают неоднородное содержание белка для EV, показанное в таблице 1.To test the content of plant-derived EVs, the protein content of native EVs isolated from apple, orange, lemon, grape, Anastatica hierochuntica and Selaginella lepidophylla is measured using a BCA assay. The results are shown in Figure 2 and show the heterogeneous protein content for EVs shown in Table 1.

Таблица 1. Содержание белка в EVTable 1. Protein content of EVs

Белок, среднее, нг/E+08 EVProtein, average, ng/E+08 EV SDSD EV яблокаapple EV 12,0612.06 0,710.71 EV виноградаEV of grapes 47,9347.93 2,172.17 EV лимонаEV lemon 63,1363.13 4,554.55 EV апельсинаEV of orange 143,74143.74 49,2149.21 EV AH EV AH 210,58210.58 11,0511.05 EV SL EV SL 504,58504.58 13,0613.06

Кроме того, более глубокий анализ показывает, что нативные EV растительного происхождения содержат белки, характерные для везикул, такие как HSP70, HSP80, глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа (G3PD) и фруктозобисфосфат-альдолаза 6 (FBA6); и растительные белки, такие как пателлин-3-подобные и клатрин тяжелая цепь.Additionally, deeper analysis reveals that native plant-derived EVs contain vesicle-specific proteins such as HSP70, HSP80, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (G3PD), and fructose bisphosphate aldolase 6 (FBA6); and plant proteins such as patellin-3-like and clathrin heavy chain.

Кроме того, содержание липидов в нативных EV растительного происхождения показывает груз липидов в количестве, изменяющемся в зависимости от растения, включающий 24-пропилиденхолестерин, бета-ситостерен, стеарат глицидилового спирта, дипалмитин, кампестерин, эйкозанол, эйкозан, гексадекан, гексадеканол, октадекан, октадеканол, тетрадекан, тетрадеканол, валенсен и стеарат.In addition, the lipid content of native plant-derived EVs shows a lipid cargo in amounts that vary depending on the plant, including 24-propylidenecholesterol, beta-sitosterene, glycidyl alcohol stearate, dipalmitin, campesterol, eicosanol, eicosane, hexadecane, hexadecanol, octadecanol, octadecanol , tetradecane, tetradecanol, valencene and stearate.

Пример 2Example 2

Проверяют способность нативных EV растительного происхождения способствовать миграции клеток и ангиогенезу. Создавая царапину на монослое эндотелиальных клеток, авторы изобретения наблюдали значительно более высокую скорость миграции эндотелиальных клеток, используя различные дозы нативных EV растительного происхождения, по сравнению с отрицательным контролем (CTR) (фигура 3), демонстрируя, что нативные EV растительного происхождения могут способствовать миграции эндотелиальных клеток и поддерживать ангиогенез.The ability of native plant-derived EVs to promote cell migration and angiogenesis is tested. By creating a scratch on a monolayer of endothelial cells, we observed a significantly higher rate of endothelial cell migration using different doses of native plant-derived EVs compared to a negative control (CTR) (Figure 3), demonstrating that native plant-derived EVs can promote endothelial cell migration. cells and support angiogenesis.

Кроме того, путем анализа на ангиогенез оценивают способность нативных EV растительного происхождения способствовать образованию сосудов, подтверждая их действие на образование сосудов in vitro. Результаты, приведенные на фигуре 4, показывают, что испытываемые нативные EV растительного происхождения значимо промотируют образование новых сосудов путем стимуляции эндотелиальных клеток, промотируя таким образом ангиогенез.In addition, the angiogenesis assay evaluates the ability of native plant-derived EVs to promote vascular formation, confirming their effect on vascular formation in vitro. The results shown in Figure 4 show that the native plant-derived EVs tested significantly promote neovascularization by stimulating endothelial cells, thereby promoting angiogenesis.

Кроме того, проверяют способность нативных EV растительного происхождения промотировать клеточную пролиферацию эндотелиальных клеток in vitro после гипоксического повреждения. Различные дозы нативных полученных из апельсина EV значительно промотируют скорость клеточной пролиферации по сравнению с отрицательным контролем (CTR), демонстрируя благоприятное действие EV на эндотелиальные клетки (фигура 5).In addition, the ability of native plant-derived EVs to promote cellular proliferation of endothelial cells in vitro after hypoxic injury is tested. Various doses of native orange-derived EVs significantly promoted the rate of cell proliferation compared to the negative control (CTR), demonstrating the beneficial effects of EVs on endothelial cells (Figure 5).

Пример 3Example 3

Нативные EV растительного происхождения анализируют на их антимикробную активность. Большинству патогенных бактерий, ассоциированных с инфекционными повреждениями у людей, требуется значение рН >6, и их рост подавляется при более низком значении рН, колеблющемся от 4 до 5. Нанесение нативных EV растительного происхождения на поверхность повреждения создает кислую среду, неблагоприятную для роста и размножения патогенных бактерий, таких как Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Klebsiella spp., Proteus spp., Citrobacter spp., S. epidermidis, S. pyogenes, стрептококки и энтерококки. Применение EV растительного происхождения эффективно при очистке от патогенных бактерий из загрязненных или инфицированных повреждений путем понижения рН. Действительно, обработка нативными EV растительного происхождения восстанавливает средний поверхностный рН кожи (обычно колеблющийся от примерно 4,2 до 5,6), регулируя наружную инфекцию, повышая естественную антимикробную активность кожи. Кроме того, показано, что снижение pH усиливает антимикробную активность других лекарственных средств против как грамположительных, так и грамотрицательных бактерий.Native EVs of plant origin are analyzed for their antimicrobial activity. Most pathogenic bacteria associated with infectious lesions in humans require a pH value >6 and their growth is inhibited at lower pH values, ranging from 4 to 5. Application of native plant-derived EVs to the surface of the lesion creates an acidic environment unfavorable for growth and reproduction pathogenic bacteria such as Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Klebsiella spp., Proteus spp., Citrobacter spp., S. epidermidis, S. pyogenes, streptococci and enterococci. Application of plant-derived EVs is effective in clearing pathogenic bacteria from contaminated or infected lesions by lowering the pH. Indeed, treatment with native plant-derived EVs restores the average surface pH of the skin (typically ranging from approximately 4.2 to 5.6), regulating external infection by enhancing the skin's natural antimicrobial activity. In addition, lowering pH has been shown to enhance the antimicrobial activity of other drugs against both gram-positive and gram-negative bacteria.

Пример 4Example 4

Нативные EV растительного происхождения анализируют на их терапевтическое действие in vivo. Нативные EV растительного происхождения используют для лечения поражения кожи, вызванного ингенол мебутатом (ингенол-3-ангелатом, пикато) у добровольца. Названное вещество является индуктором гибели клеток и применяется для местного лечения предракового повреждения актинического кератоза. Результаты, иллюстрируемые на фигуре 6, показывают пораженный участок до (фигура 6А) и после лечения (фигура 6В) в течение трех дней нативными EV растительного происхождения в сравнении с необработанным пораженным участком, которое показано подобным образом до (фигура 6С) и через три дня (фигура 6D). Нативные EV растительного происхождения показывают терапевтическое действие в проапоптозном пораженным участком, вызванном ингенол мебутатом, способствуя регенерации ткани через три дня в сравнении с необработанным пораженным участок.Native EVs of plant origin are analyzed for their therapeutic effects in vivo. Native EVs of plant origin are used to treat skin lesions caused by ingenol mebutate (ingenol-3-angelate, picato) in a volunteer. The named substance is a cell death inducer and is used for local treatment of precancerous lesions of actinic keratoses. The results illustrated in Figure 6 show the lesion before (Figure 6A) and after treatment (Figure 6B) for three days with native plant-derived EVs compared to an untreated lesion that is similarly shown before (Figure 6C) and after three days (Figure 6D). Native plant-derived EVs show therapeutic effects in pro-apoptotic lesions induced by ingenol mebutate, promoting tissue regeneration after three days compared to untreated lesions.

Пример 5Example 5

Для того, чтобы модифицировать EV растительного происхождения способом на основе взаимодействия зарядов, нативные EV растительного происхождения анализируют на их поверхностный заряд. Анализ дзета-потенциала выполняют на различных препаратах, показывая, что нативные EV, полученные из апельсина, отображают отрицательный заряд -13,59 ± 1,83 мВ (фигура 7). Другие нативные EV растительного происхождения показывают подобный отрицательный заряд. Представляет интерес, что полученные из апельсина EV, инкубированные совместно с положительно заряженным линкером протамином и промытые ультрацентрифугированием, демонстрируют значительное увеличение своего заряда, что предполагает модификацию их поверхности (фигура 7).In order to modify plant-derived EVs in a charge interaction-based manner, native plant-derived EVs are analyzed for their surface charge. Zeta potential analysis is performed on various preparations, showing that native EVs derived from orange display a negative charge of -13.59 ± 1.83 mV (Figure 7). Other native plant-derived EVs show similar negative charges. Interestingly, orange-derived EVs co-incubated with the positively charged linker protamine and washed by ultracentrifugation showed a significant increase in their charge, suggesting modification of their surface (Figure 7).

Для того, чтобы исследовать метод загрузки отрицательно заряженных молекул на поверхность EV с использованием положительно заряженного линкера, нагруженные EV растительного происхождения, модифицированные с использованием протамина, смешивают с молекулами микроРНК, как иллюстрируется на фигуре 8. Как пример, нагруженные полученные из апельсина EV с использованием протамина смешивают с различными миметиками микроРНК (miR-145, miR-221, miR-223), и анализ ОТ-ПЦР демонстрирует явное накопление микроРНК в нагруженных EV относительно контрольных нативных EV (фигура 9), что предполагает эффективное связывание молекул с EV. Интересно, что микроРНК, ассоциированные с EV, защищены от деградации физиологической концентрацией РНКазы, присутствующей в биологических жидкостях, придавая таким образом биологическую устойчивость. Фигура 10A показывает полную инактивацию свободной микроРНК РНКазой, в то время как микроРНК, связанная с EV, защищена от инактивации при сравнении с нативными EV, которые не экспрессируют микроРНК. Процент ингибирования микроРНК во всех образцах показан на фигуре 10B.To investigate the method of loading negatively charged molecules onto the surface of EVs using a positively charged linker, loaded plant-derived EVs modified using protamine were mixed with microRNA molecules, as illustrated in Figure 8. As an example, loaded orange-derived EVs using protamine is mixed with various miRNA mimics (miR-145, miR-221, miR-223), and RT-PCR analysis demonstrates a clear accumulation of miRNAs in loaded EVs relative to control native EVs (Figure 9), suggesting efficient binding of the molecules to EVs. Interestingly, EV-associated miRNAs are protected from degradation by physiological concentrations of RNase present in biological fluids, thus conferring biological resistance. Figure 10A shows complete inactivation of free miRNA by RNase, while EV-associated miRNA is protected from inactivation when compared to native EVs that do not express miRNA. The percentage of miRNA inhibition in all samples is shown in Figure 10B.

Пример 6Example 6

Для того, чтобы понять, возможно ли эффективно перенести нагруженные молекулы в клетки-мишени, анализируют перенос нагруженных молекул в клетки-мишени, опосредуемый нагруженными EV растительного происхождения. Сначала полученные из апельсина EV нагружают PKH26 (красный флуоресцентный краситель) и конструируют с меченной флуоресцентным FITC синтетической микроРНК. Нагруженные EV инкубируют совместно с эндотелиальными клетками человека, полученными из карциномы почки (TEC), в течение различного времени (30 мин, 1 час, 3 часа, 6 час, 18 час, 24 часа). Анализ конфокальной микроскопией показывает, что малые нуклеиновые кислоты, присутствующие на поверхности EV, не изменяют их поглощения клетками-мишенями. Фигура 11 показывает контрольные клетки (CTR), с меченными ядрами, и что обработка нагруженными EV увеличивает флуоресцентный сигнал в клетках-мишенях уже после 30-минутной совместной инкубации с наибольшим поглощением через 6 часов (фигура 11). Кроме того, эффективный перенос нагруженными EV также демонстрируется детекцией поглощения клетками-мишенями. С этой целью TEC обрабатывают нагруженными полученными из апельсина EV, модифицированными миметиком 221 микроРНК, и анализируют ОТ-ПЦР через 24 часа (доза 30000 EV/клетка). Как видно на фигуре 12A, микроРНК эффективно переносятся в клетки-мишени через EV. Также проверяют функциональность нагруженных молекул в клетках-мишенях. С этой целью клетки TEC стимулируют нагруженными полученными из апельсина EV, сконструированными с анти-miR-29a, и измеряют экспрессию гена-мишени мРНК в клетках-мишенях с помощью экспериментов с количественной ОТ-ПЦР. Результаты демонстрируют, что микроРНК, перенесенные к клеткам-мишеням EV, также функциональны и индуцируют значительное увеличение своего гена-мишени коллагена 4 А3 (фигура 12B).To understand whether it is possible to efficiently transfer loaded molecules into target cells, the transport of loaded molecules into target cells mediated by loaded plant-derived EVs is analyzed. First, orange-derived EVs are loaded with PKH26 (a red fluorescent dye) and engineered with fluorescent FITC-labeled synthetic microRNA. Loaded EVs were co-incubated with human kidney carcinoma-derived endothelial cells (TECs) for various times (30 min, 1 hour, 3 hours, 6 hours, 18 hours, 24 hours). Confocal microscopy analysis shows that small nucleic acids present on the surface of EVs do not alter their uptake by target cells. Figure 11 shows control cells (CTR), with labeled nuclei, and that treatment with loaded EVs increases the fluorescent signal in target cells after only 30 min of co-incubation with the highest uptake at 6 hours (Figure 11). In addition, efficient transport by loaded EVs is also demonstrated by detection of uptake into target cells. For this purpose, TECs are treated with loaded orange-derived EVs modified with a 221 miRNA mimic and analyzed by RT-PCR after 24 hours (dose 30,000 EVs/cell). As seen in Figure 12A, miRNAs are efficiently transported to target cells via EVs. The functionality of loaded molecules in target cells is also tested. To this end, TEC cells are stimulated with loaded orange-derived EVs engineered with anti-miR-29a, and target gene mRNA expression is measured in target cells using quantitative RT-PCR experiments. The results demonstrate that miRNAs transferred to EV target cells are also functional and induce a significant increase in their target gene collagen 4 A3 (Figure 12B).

Пример 7Example 7

Для того, чтобы более глубоко исследовать применение положительно заряженного линкера, оценивают различные дозы протамина для нагрузки EV растительного происхождения. Положительно заряженные молекулы, такие как протамин, могут образовывать мицеллы вокруг отрицательно заряженных молекул, таких как микроРНК. Затем полученные из апельсина EV инкубируют совместно со снижающимися дозами протамина и представленной отрицательно заряженной молекулой микроРНК miR-221-3p. Анализ размеров EV выполняют с помощью Nanosight, измеряющего средний и типовой размер нагруженных EV. Результаты показывают, что начальное количество протамина (1,0 мкг/мл) вызывает увеличение как среднего, так и типового размера со значительным различием в среднем (фигура 13). Однако такое изменение размера EV отсутствует, когда EV инкубируют совместно с меньшими дозами протамина (1,0 нг/мл, 0,1 нг/мл, 0,01 нг/мл). Результаты предполагают, что избыточная начальная доза протамина приводит к образованию мицелл большего размера, чем у обычных нативных EV, присутствующих в препарате EV. Для того, чтобы подтвердить, что меньшие дозы положительно заряженного линкера являются достаточными для возможности взаимодействия с отрицательно заряженными молекулами, измеряют экспрессию нагруженных молекул микроРНК в нагруженных EV растительного происхождения, и оценивают их перенос в клетки-мишени. Анализ количественный ОТ-ПЦР нагруженных полученных из апельсина EV, сконструированных с характерной микроРНК (miR-221-3p) с использованием меньшей дозы протамина (1,0 нг/мл), показывает, что микроРНК эффективно связывается с EV (фигура 14a). Более того, нагруженные полученные из апельсина EV, модифицированные меньшей дозой протамина (1,0 нг/мл), способны эффективно переносить микроРНК к клеткам-мишеням, как показывает анализ РТ-ПЦР клеток-мишеней, обработанных нагруженными EV (фигура 14b).To further explore the use of a positively charged linker, different doses of protamine are evaluated to load plant-derived EVs. Positively charged molecules such as protamine can form micelles around negatively charged molecules such as microRNA. Orange-derived EVs are then incubated with decreasing doses of protamine and the negatively charged microRNA molecule miR-221-3p. EV size analysis is performed using Nanosight, which measures the average and typical size of loaded EVs. The results show that the initial amount of protamine (1.0 μg/ml) causes an increase in both average and typical size with a significant difference in the average (Figure 13). However, this change in EV size is absent when EVs are co-incubated with lower doses of protamine (1.0 ng/ml, 0.1 ng/ml, 0.01 ng/ml). The results suggest that an excessive initial dose of protamine results in the formation of micelles larger than those of typical native EVs present in the EV preparation. To confirm that lower doses of positively charged linker are sufficient to allow interaction with negatively charged molecules, the expression of loaded miRNA molecules in loaded plant-derived EVs is measured and their transport to target cells is assessed. qRT-PCR analysis of loaded orange-derived EVs engineered with a signature miRNA (miR-221-3p) using a lower dose of protamine (1.0 ng/ml) shows that the miRNA efficiently binds to EVs (Figure 14a). Moreover, loaded orange-derived EVs modified with a lower dose of protamine (1.0 ng/ml) were able to efficiently transfer miRNAs to target cells, as demonstrated by RT-PCR analysis of target cells treated with loaded EVs (Figure 14b).

Пример 8Example 8

Как характерный пример способа модификации для дополнительного улучшения нативной активности EV растительного происхождения, используют модификацию EV растительного происхождения для улучшения их нативной активности при способствовании затягиванию раны кератиноцитами. В указанных экспериментах нагруженные полученные из апельсина EV конструируют с микроРНК miR-21 с использованием протамина в качестве положительно заряженного линкера. Кератиноциты человека обрабатывают тремя различными дозами нативных EV, нагруженных EV, инкубированных совместно с одним протамином (EV + P), как контролем, и нагруженных EV с протамином и miR-21 (EV + miR-21). EV + P и EV + miR-21 используют в промежуточной дозе (50k). Измерение затягивания раны при каждом условии используют в качестве параметра активности EV. Диаграмма на фигуре 15 показывает, что EV + P способствуют затягиванию раны так же, как такие же дозы нативных EV, в то время как EV + miR-21 способствуют статистически значимому увеличению затягивания раны так же, как двойная доза нативных EV (EV 100k). Результаты показывают, что метод модификации можно использовать для усиления терапевтического действия нативных EV растительного происхождения.As a representative example of a modification method to further improve the native activity of plant-derived EVs, modification of plant-derived EVs is used to improve their native activity while promoting wound healing by keratinocytes. In these experiments, loaded orange-derived EVs are engineered with miR-21 microRNA using protamine as a positively charged linker. Human keratinocytes are treated with three different doses of native EVs, loaded EVs co-incubated with protamine alone (EV+P) as a control, and loaded EVs with protamine and miR-21 (EV+miR-21). EV+P and EV+miR-21 are used at an intermediate dose (50k). The measurement of wound healing under each condition is used as a parameter of EV activity. The chart in Figure 15 shows that EV+P promotes wound healing as well as the same dose of native EVs, while EV+miR-21 promotes a statistically significant increase in wound healing as well as double the dose of native EVs (EV 100k) . The results indicate that the modification method can be used to enhance the therapeutic effects of native plant-derived EVs.

Пример 9Example 9

Метод модификации также можно использовать для изменения биологической активности нативных EV растительного происхождения. EV растительного происхождения можно сконструировать с отрицательно заряженными молекулами, что обеспечивает иные или новые биологические эффекты. Как характерный пример, полученные из апельсина EV модифицируют различными антиангиогенными микроРНК, и оценивают их способность ингибировать ангиогенез анализом на ангиогенез in vitro на клетках ТЕС. В частности, нагруженные EV конструируют с миметиками антиангиогенных микроРНК (miR-221, miR-223, miR-145) и анти-микроРНК для проангиогенных микроРНК (miR-29, miR-126, miR-31), и оценивают их действие на образование сосудов на эндотелиальных клетках через 24 часа после обработки (фигура 16). Результаты показывают, что нагруженные полученные из апельсина EV, сконструированные с антиангиогенными молекулами, способны существенно ингибировать ангиогенез эндотелиальных клеток in vitro.The modification method can also be used to alter the biological activity of native plant-derived EVs. Plant-derived EVs can be engineered with negatively charged molecules to provide different or novel biological effects. As a representative example, orange-derived EVs were modified with various anti-angiogenic miRNAs and their ability to inhibit angiogenesis was assessed by an in vitro angiogenesis assay on TEC cells. In particular, loaded EVs are engineered with anti-angiogenic miRNA mimics (miR-221, miR-223, miR-145) and anti-miRNAs for proangiogenic miRNAs (miR-29, miR-126, miR-31), and their effect on the formation of vessels on endothelial cells 24 hours after treatment (Figure 16). The results show that loaded orange-derived EVs engineered with anti-angiogenic molecules are able to significantly inhibit endothelial cell angiogenesis in vitro.

Пример 10Example 10

Терапевтическое действие нагруженных EV растительного происхождения оценивают с использованием различных доз положительно заряженного линкера. Как характерный пример, нагруженные полученные из апельсина EV конструируют с двумя различными дозами протамина (1 мкг/мл, 1 нг/мл) и тремя различными дозами антиангиогенных микроРНК (анти-mir-29, miR-145 и miR-221-3p). Нагруженные EV используют для стимуляции эндотелиальных клеток (TEC) в течение 24 часов, и оценивают их активность анализом на ангиогенез. Результаты, приведенные на фигуре 17, показывают, что активность нагруженных EV, сконструированных с меньшей дозой протамина, равно или более эффективна, что показывает применимость различных доз положительно заряженного линкера для эффективной модификации нативных EV растительного происхождения.The therapeutic effects of loaded plant-derived EVs are evaluated using different doses of positively charged linker. As a representative example, loaded orange-derived EVs were engineered with two different doses of protamine (1 μg/ml, 1 ng/ml) and three different doses of anti-angiogenic miRNAs (anti-mir-29, miR-145 and miR-221-3p). Loaded EVs are used to stimulate endothelial cells (TECs) for 24 hours, and their activity is assessed by an angiogenesis assay. The results shown in Figure 17 show that the activity of loaded EVs engineered with a lower dose of protamine is equal to or more effective, demonstrating the applicability of different doses of a positively charged linker for the effective modification of native plant-derived EVs.

Пример 11Example 11

Метод модификации EV растительного происхождения с отрицательно заряженными молекулами можно дополнительно улучшить по протоколам трансфекции. Действительно, связь отрицательно заряженных молекул (например, микроРНК) с поверхностью EV через положительно заряженный линкер (например, протамин) может облегчить их вхождение в EV. Тесная близость отрицательно заряженных молекул с EV может усилить их нагрузку после протокола трансфекции, такой как электропорация, как иллюстрирует фигура 18. Положительно заряженный линкер путем образования мостика между отрицательно заряженными EV и отрицательно заряженными молекулами концентрирует молекулы на поверхности EV и благоприятствует повороту внутрь (фигура 18). Мембранная перегруппировка, полученная с помощью стратегий ниых, чем электропорация, таких как обработка ультразвуком, механическая экструзия клеток, опосредуемая сапонином пермеабилизация и циклы замораживание-оттаивание, также показаны для осуществления нагрузки EV.The method of modifying plant-derived EVs with negatively charged molecules can be further improved by transfection protocols. Indeed, the association of negatively charged molecules (e.g., miRNA) with the EV surface through a positively charged linker (e.g., protamine) may facilitate their entry into EVs. The close proximity of negatively charged molecules to EVs can enhance their loading after a transfection protocol such as electroporation, as illustrated in Figure 18. The positively charged linker, by forming a bridge between negatively charged EVs and negatively charged molecules, concentrates the molecules on the EV surface and favors inward rotation (Figure 18 ). Membrane rearrangement produced by strategies other than electroporation, such as sonication, mechanical cell extrusion, saponin-mediated permeabilization, and freeze-thaw cycles, are also indicated for EV loading.

Для проверки этой гипотезы полученные из апельсина EV модифицируют с использованием протамина и miR-221-3p, и оценивают их способность ингибировать образование сосудов. Фигура 19 показывает, что использование протокола трансфекции, такой как электропорация, на нагруженных EV способно увеличить их ингибирующую активность на образование сосудов на эндотелиальных клетках.To test this hypothesis, orange-derived EVs were modified using protamine and miR-221-3p, and their ability to inhibit vascular formation was assessed. Figure 19 shows that the use of a transfection protocol, such as electroporation, on loaded EVs is able to increase their inhibitory activity on vascular formation on endothelial cells.

Claims (8)

1. Применение популяции внеклеточных везикул (EV) растительного происхождения, полученных из растения, выбранного из группы, включающей апельсин, лимон, виноград, Anastatica hierochuntica (AH) и Selaginella lepidophylla (SL), причем внеклеточные везикулы (EV) в указанной популяции ограничены липидной двухслойной мембраной и имеют диаметр в диапазоне от 25 до 350 нм, и содержание белка в диапазоне от 1 до 55 нг/109 EV, в терапевтическом лечении нарушенного ангиогенеза.1. The use of a population of plant-derived extracellular vesicles (EVs) obtained from a plant selected from the group consisting of orange, lemon, grape, Anastatica hierochuntica (AH) and Selaginella lepidophylla (SL), wherein the extracellular vesicles (EVs) in said population are lipid limited bilayer membrane and have a diameter ranging from 25 to 350 nm, and a protein content ranging from 1 to 55 ng/10 9 EV, in the therapeutic treatment of impaired angiogenesis. 2. Применение по п.1, где популяция применяется в терапевтическом лечении нарушенного ангиогенеза при заболевании или состоянии, выбранном из группы, включающей язву, псориаз, дерматит, акне, экзему, себорейный дерматит, атопический дерматит, контактный дерматит, дисгидротическую экзему, нейродерматит, герпетиформный дерматит, кератоз, кератит, повреждение роговицы, травматическое повреждение, дегенеративное повреждение, стирание, химическую травму, проблему с контактными линзами, повреждение от ультрафиолетового излучения, кератит, конъюнктивит, болезнь сухого глаза, андрогенную алопецию, зуд и повреждения слизистых.2. The use of claim 1, wherein the population is used in the therapeutic treatment of impaired angiogenesis in a disease or condition selected from the group consisting of ulcers, psoriasis, dermatitis, acne, eczema, seborrheic dermatitis, atopic dermatitis, contact dermatitis, dyshidrotic eczema, neurodermatitis, Dermatitis herpetiformis, keratosis, keratitis, corneal injury, traumatic injury, degenerative injury, abrasion, chemical injury, contact lens problem, UV damage, keratitis, conjunctivitis, dry eye disease, androgenetic alopecia, itching and mucosal injury. 3. Применение по п.2, причем язвы выбирают из группы, включающей пролежни, артериальные язвы, венозные язвы, диабетические язвы, ишемические язвы, экссудативные язвы, дисметаболические язвы, травматические язвы, ожоги, фистулы, трещины.3. Use according to claim 2, wherein the ulcers are selected from the group consisting of pressure ulcers, arterial ulcers, venous ulcers, diabetic ulcers, ischemic ulcers, exudative ulcers, dysmetabolic ulcers, traumatic ulcers, burns, fistulas, fissures. 4. Применение по п.2, причем повреждения слизистых выбирают из группы, включающей травматические повреждения из-за протеза, диабетические, повреждения ротовой полости, декубитальные или повреждения слизистой оболочки гениталий.4. Use according to claim 2, wherein the mucosal injuries are selected from the group consisting of traumatic injuries due to a prosthesis, diabetic, oral, decubital or genital mucosal injuries. 5. Применение по любому из пп.1-4, причем EV являются нативными EV или EV, нагруженными одной или несколькими отрицательно заряженными про-рененеративными биологически активными молекулами, выбранными из группы, включающей лекарства, нуклеиновые кислоты и липофильные витамины.5. Use according to any one of claims 1 to 4, wherein the EVs are native EVs or EVs loaded with one or more negatively charged pro-regenerative bioactive molecules selected from the group consisting of drugs, nucleic acids and lipophilic vitamins. 6. Применение по п.1, где EV нагружены одной или более несколькими отрицательно заряженными про-регенеративными нуклеиновыми кислотами, выбранными из микроРНК, мРНК, тРНК, рРНК, миРНК, регуляторной РНК, некодирующей и кодирующей РНК, фрагментов ДНК и ДНК-плазмид.6. Use according to claim 1, wherein the EVs are loaded with one or more negatively charged pro-regenerative nucleic acids selected from microRNA, mRNA, tRNA, rRNA, miRNA, regulatory RNA, non-coding and coding RNA, DNA fragments and DNA plasmids. 7. Применение по любому из пп.1-6, где EV составлены в фармацевтическую композицию для топического применения, локальной инъекции или перорального введения, или составленная как препарат пищевой добавки.7. Use according to any one of claims 1 to 6, wherein the EVs are formulated in a pharmaceutical composition for topical use, local injection or oral administration, or formulated as a dietary supplement preparation. 8. Применение по любому из пп.1-7, где EV получены из апельсина.8. Use according to any one of claims 1 to 7, wherein the EVs are obtained from orange.
RU2021129619A 2019-03-13 2020-03-12 Compositions of extracellular vesicles (ev) of plant origin and their use RU2812553C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102019000003639 2019-03-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021129619A RU2021129619A (en) 2023-04-13
RU2812553C2 true RU2812553C2 (en) 2024-01-30

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017004526A1 (en) * 2015-07-02 2017-01-05 University Of Louisville Research Foundation, Inc. EDIBLE PLANT-DERIVED MICROVESICLE COMPOSITIONS FOR DELIVERY OF miRNA AND METHODS FOR TREATMENT OF CANCER
EP3354257A1 (en) * 2015-09-25 2018-08-01 Prostemics Co. Ltd. Composition, for improving skin and preventing hair loss, comprising plant extract-derived extracellular vesicles
EP3357501A1 (en) * 2015-09-30 2018-08-08 Amorepacific Corporation Composition for preventing hair loss or promoting hair growth, containing ginseng-derived exosome-like vesicles

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017004526A1 (en) * 2015-07-02 2017-01-05 University Of Louisville Research Foundation, Inc. EDIBLE PLANT-DERIVED MICROVESICLE COMPOSITIONS FOR DELIVERY OF miRNA AND METHODS FOR TREATMENT OF CANCER
EP3354257A1 (en) * 2015-09-25 2018-08-01 Prostemics Co. Ltd. Composition, for improving skin and preventing hair loss, comprising plant extract-derived extracellular vesicles
EP3357501A1 (en) * 2015-09-30 2018-08-08 Amorepacific Corporation Composition for preventing hair loss or promoting hair growth, containing ginseng-derived exosome-like vesicles

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LOPATINA T. et al. Platelet-derived growth factor regulates the secretion of extracellular vesicles by adipose mesenchymal stem cells and enhances their angiogenic potential. // Cell Commu Signal, 2014,12(1):26. *
STEFANIA RAIMONDO et all. Citrus limon-derived nanovesicles inhibit cancer cell proliferation and suppress CML xenograft growth by inducing TRAIL-mediated cell death // Oncotarget, Vol. 6, No. 23, 18.05.2015. MINGZHEN ZHANG et all. Nanoparticle-Based Oral Drug Delivery Systems Targeting the Colon for Treatment of Ulcerative Colitis //Inflamm Bowel Dis Volume 24, Number 7, July 2018. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220142938A1 (en) Plant-derived extracellular vesicle (evs) compositions and uses thereof
Tummalapalli et al. Composite wound dressings of pectin and gelatin with aloe vera and curcumin as bioactive agents
Hassan et al. Novel chitosan-based pH-responsive lipid-polymer hybrid nanovesicles (OLA-LPHVs) for delivery of vancomycin against methicillin-resistant Staphylococcus aureus infections
Piras et al. Chitosan nanoparticles loaded with the antimicrobial peptide temporin B exert a long-term antibacterial activity in vitro against clinical isolates of Staphylococcus epidermidis
Zhang et al. The emerging role of plant-derived exosomes-like nanoparticles in immune regulation and periodontitis treatment
Kong et al. 5-hydroxymethylfurfural-embedded poly (vinyl alcohol)/sodium alginate hybrid hydrogels accelerate wound healing
Doostan et al. Effective antibacterial electrospun cellulose acetate nanofibrous patches containing chitosan/erythromycin nanoparticles
Wei et al. Quaternized chitosan/cellulose composites as enhanced hemostatic and antibacterial sponges for wound healing
Yan et al. Development of thermosensitive hydrogel wound dressing containing Acinetobacter baumannii phage against wound infections
Alipour et al. The Antimicrobial, Antioxidative, and Anti‐Inflammatory Effects of Polycaprolactone/Gelatin Scaffolds Containing Chrysin for Regenerative Endodontic Purposes
Zhou et al. Gradual hydrogel degradation for programable repairing full-thickness skin defect wound
Li et al. 45S5 Bioglass® works synergistically with siRNA to downregulate the expression of matrix metalloproteinase-9 in diabetic wounds
do Céu Teixeira et al. Delivery of antimicrobials by chitosan-composed therapeutic nanostructures
Seon et al. Asiaticoside and polylysine-releasing collagen complex for effectively reducing initial inflammatory response using inflamed induced in vitro model
Awasthi et al. Expanding arsenal against diabetic wounds using nanomedicines and nanomaterials: Success so far and bottlenecks
Liu et al. Efficient epidermal delivery of antibiotics by self-assembled lecithin/chitosan nanoparticles for enhanced therapy on epidermal bacterial infections
Banche et al. Antimicrobial oxygen-loaded nanobubbles as promising tools to promote wound healing in hypoxic human keratinocytes
Forti et al. A bridge to silencing: Co-assembling anionic nanoparticles of siRNA and hyaluronan sulfate via calcium ion bridges
Yang et al. Multi-responsive fibroin-based nanoparticles enhance anti-inflammatory activity of kaempferol
Chen et al. Alginate based photothermal cryogels boost ferrous-supply for enhanced antibacterial chemodynamic therapy and accelerated wound healing
RU2812553C2 (en) Compositions of extracellular vesicles (ev) of plant origin and their use
Patel et al. Sulfonium‐Cross‐Linked Hyaluronic Acid‐Based Self‐Healing Hydrogel: Stimuli‐Responsive Drug Carrier with Inherent Antibacterial Activity to Counteract Antibiotic‐Resistant Bacteria
Shen et al. 3-Diethylaminopropyl isothiocyanate modified glycol chitosan for constructing mild-acid sensitive electrospinning antibacterial nanofiber membrane
Liu et al. Silver nanoparticles modified hFGF2-linking camelina oil bodies accelerate infected wound healing
Hrynyshyn et al. Biofilms in Surgical Site Infections: Recent Advances and Novel Prevention and Eradi‐cation Strategies. Antibiotics 2022, 11, 69