Internship and Monograph reports entitled”An Overview of Exosomes in Cancer Therapy: A Small Solution to a Big Problem"

Abstract

As part of the curricular unit "Estágio Curricular", integrated in the study plan of the Master's Degree in Pharmaceutical Sciences, the following document was developed, containing the Internship Reports relative to the practices in Industrial Pharmacy and Community Pharmacy, as well as the monograph entitled "An Overview of Exosomes in Cancer Therapy: A Small Solution to a Big Problem". Both reports, referring to the internship carried out at Bluepharma, Indústris Farmacêutica, S.A., and at Farmácia São José, were written in the form of a SWOT analysis, highlighting the strengths (S), weaknesses (W), opportunities (O) and threats (T) of each internship.Exosomes are defined as a type of extracellular vesicles, released when multivesicular bodies of the endocytic pathway fuse with the plasma membrane. They are characterized by their role in extracellular communication, partly due to their composition. When cells secrete exosomes, they carry several molecules with them, both present at the parent cell membrane or in the intracellular medium. These nanovesicles can target other cells by recognizing peptides expressed at the surface of the membranes. Besides this, exosomes have the ability to recognize and interact with cells from the immune system, enabling them to elicit an immune response. Their targeting capability and nanosized dimensions make them great candidates for cancer therapy. Many types of oncologic therapeutics, namely chemotherapy, are related with cytotoxicity and multiple drug resistance. In this sense, the use of the exosomes targeting capabilities, able to deliver anticancer drugs specifically to cancer cells, is a great approach to overcome these disadvantages. Many studies focus on the in vivo administration of exosome-based formulations in mice. The objective is to assess treatment efficiency in reducing tumour cells, as well as overall safety and response by cancer carriers. So far, results show exosomes as a promising therapeutic strategy in the fight against cancer. This review summarizes the characteristics and composition of exosomes, as well as explaining in detail the involved parties in the origin of exosomes. Then, some considerations about the application of exosomes in immunotherapy are addressed. The main isolation and loading methods are approached to give insight into how exosomes can be obtained and manipulated. Finally, some therapeutic applications of exosomes in cancer therapy are described.

No âmbito da unidade curricular "Estágio Curricular", do plano de estudos do Mestrado Integrado em Ciências Farmacêuticas, foi desenvolvido o seguinte documento, que engloba os Relatórios de Estágio relativos à prática em Indústria Farmacêutica e em Farmácia Comunitária, bem como a monografia intitulada "Uma Perspetiva sobre Exossomas na Terapia do Cancro: Uma Pequena Solução para um Grande Problema". Ambos os relatórios, referentes ao estágio realizado na Bluepharma, Indústria Farmacêutica, S.A., e na Farmácia São José, foram redigidos sob a forma de uma análise SWOT, salientando os pontos fortes (S), os pontos fracos (W), as oportunidades (O) e as ameaças (T) de cada estágio.Os exossomas definem-se como um tipo de vesícula extracelular, libertados quando os corpos multivesiculares da via endocítica se fundem com a membrana plasmática. São caraterizados pelo seu papel na comunicação extracelular, em parte, devido à sua composição. Quando as células secretam exossomas, estes transportam várias moléculas, presentes quer na membrana plasmática, quer no meio intracelular das células-mães. Estas nanovesículas conseguem reconhecer peptídeos expressos à superfície de outras células. Além disto, os exossomas têm a capacidade de reconhecer e interagir com células do sistema imunitário, o que lhes permite desencadear uma resposta imunitária. As suas capacidades de reconhecimento e nanodimensões tornam-nos excelentes candidatos para a terapia do cancro. Vários tipos de terapia oncológica, nomeadamente quimioterapia, relacionam-se com a ocorrência de citotoxicidade e resistência farmacológica. Neste sentido, uma ótima estratégia para superar estas desvantagens, é através do recurso às capacidades de reconhecimento dos exossomas, permitindo o transporte de fármacos anticancerígenos diretamente para as células cancerígenas. Alguns estudos focam-se na administração in vivo de formulações à base de exossomas em murganhos. O objetivo é avaliar a eficácia do tratamento na redução de células tumorais, bem como a segurança em geral e a resposta dos transportadores anticancerígenos. Até à atualidade, os resultados demonstram os exossomas como uma estratégia promissora no combate ao cancro. Este trabalho sumariza as principais caraterísticas e composição dos exossomas, bem como referencia os mecanismos envolvidos na origem dos exossomas. Além disso, são abordadas algumas aplicações dos exossomas em imunoterapia. As principais técnicas de isolamento e carga dos exossomas para evidenciar os métodos usados para obtenção e manipulação dos mesmos são também descritas. Por fim, são abordadas algumas aplicações terapêuticas de exossomas na terapia do cancro.