外泌体是细胞产生的纳米级生物胶囊，用于保护和运送全身的精细分子。胶囊足够坚固，可以承受酶分解以及肠道和血液中的酸性和温度波动，使其成为药物输送的主要候选者。然而，收获它们以达到临床级的纯度是一个复杂的过程。

VTC 弗拉林生物医学研究所血管和心脏研究中心教授兼主任 Rob Gourdie 说：“牛奶中含有丰富的外泌体，但它们很难从其他牛奶蛋白质和脂质中分离出来。”

Gourdie 的实验室开发了一种可扩展的方法来从未经高温消毒的牛奶中获取外泌体。使用本月发表在Nanotheranostics 上的这种纯化方法， 研究小组可以为每加仑未经高温消毒的牛奶提取大约一杯纯化的外泌体。

“这是我们第一次为口服给药的外泌体纯化的工业可扩展性开辟了道路，”Gourdie 说，他也是英联邦研究商业化基金心脏修复医学研究的杰出学者和生物医学工程和弗吉尼亚理工大学工程学院机械师。

研究团队开发了他们的多步骤、经济高效的纯化工艺，在 大流行期间优化了过滤方法以及影响钙水平的温度和化学处理的时间。弗拉林生物医学研究所 Gourdie 实验室的博士后 Spencer Marsh 和 Kevin Pridham 以及 Gourdie 的实验室经理 Jane Jourdan 为开发专有程序做了实际工作。

Gourdie 说：“在整个大流行期间，我们的团队在这个项目上有效而安全地合作。” “这是一个值得一看的景象——他们无私的团队合作、热情和克服挑战的奉献精神在科学中并不像你想象的那样经常发生。有很多失败，但最终我们找到了有效的逐步过程。”

Mayo Clinic 医学助理教授 Joy Wolfram 没有参与这项研究，他说新方案提高了外泌体的药物潜力。

“值得注意的是它们能够产生的细胞外囊泡的数量。以可扩展的方式分离和制造细胞外囊泡总是阻止它们进入临床，但这篇论文展示了克服这些障碍的途径，”沃尔夫拉姆说。Wolfram 之前发布了使用切向流过滤技术的协议，Gourdie 的团队采用该技术来分离牛奶外泌体。

外泌体几乎由人类和其他哺乳动物的所有细胞类型自然分泌，并且可以在血液、淋巴液、尿液和牛奶中大量发现。外泌体内衬保护膜，可在细胞之间远距离发送生物分子、遗传物质片段和化学信号。

在过去十年中，对其药物应用的研究激增，尤其是用于递送易碎药物，如肽和 microRNA。

“想象一下，你的护士没有接种疫苗，而是给你一杯奶昔。另一种奶昔可能含有外泌体，其中含有一种治疗肽，旨在保护心脏等内脏器官免受心肌梗塞的影响，”古尔迪说。

外泌体还可以穿透血脑屏障，这是一种保护大脑免受有害病原体和化学物质侵害的膜，为治疗神经系统疾病和脑癌引入了一种新的治疗方法。

“提高使用外泌体的可行性开辟了广泛的药物递送方法，具有无限的临床应用，”Gourdie 说。

Gourdie 与当地乳制品加工厂 Homestead Creamery 合作，为研究获取未经高温消毒的牛奶样品。

Homestead Creamery 的联合创始人兼共同所有人唐尼·蒙哥马利 (Donnie Montgomery) 表示：“我们一直在建立关系的基础上开展业务，这对我们来说是一次激动人心的合作。”

去年，Gourdie通过弗吉尼亚理工大学的许可：技术商业化中心授权使用外泌体提供心脏药物的知识产权，并成立了 The Tiny Cargo Co.。