Introduzione
Estratti vegetali, cellule staminali ed esosomi in dermatologia e in cosmetologia: un percorso evolutivo che parte dall’antichità. Gli estratti vegetali, utilizzati fin dalle civiltà egizie e greche con aloe, mirra e oli essenziali, hanno attraversato i secoli fino ai moderni fitocomplessi standardizzati come tè verde, calendula e centella asiatica, apprezzati per le loro proprietà antiossidanti e rigenerative. Le cellule staminali hanno fatto il loro ingresso in dermatologia negli anni ’90, inizialmente per trattare ustioni e ferite, per poi espandersi all’uso di cellule staminali vegetali in cosmesi e mesenchimali in medicina rigenerativa. Gli esosomi rappresentano oggi la nuova frontiera: scoperti nei primi anni ’80, e inizialmente considerati prodotti di scarto cellulare[i], grazie a ricerche successive si è visto che queste nanovescicole rilasciate dalle cellule trasportano componenti bioattivi che modulano il comportamento cellulare sia nei processi fisiologici che patologici.
Esosomi: piccole vescicole, grande potenziale
Gli esosomi sono emersi come attori fondamentali nei meccanismi di comunicazione intercellulare. Nanovescicole del diametro compreso tra 40 e 200 nm, sono prodotti dalla maggior parte delle cellule sia animali che vegetali e contengono materiale bioattivo come proteine, lipidi, RNA messaggero (mRNA), microRNA (miRNA) e DNA[ii], contenuto che riflette le caratteristiche delle cellule produttrici. Gli esosomi possono essere isolati da diverse fonti cellulari, tra cui cellule staminali di origine vegetale, animale o ottenute tramite metodi sintetici. La loro capacità di trasportare e trasferire il proprio contenuto tra le cellule li rende strumenti promettenti per applicazioni diagnostiche e terapeutiche.
In particolare, gli esosomi derivati da cellule staminali mesenchimali (MSC) hanno suscitato notevole interesse, grazie alle loro potenti proprietà immunomodulatorie e rigenerative. Diversi studi hanno evidenziato infatti che gli esosomi MSC esercitano effetti antinfiammatori, anti-invecchiamento e di promozione della guarigione delle ferite in modelli in vitro e in vivo[iii], suggerendo il loro potenziale come trattamento per una vasta gamma di patologie, dalle malattie autoimmuni a quelle degenerative. Inoltre, il loro utilizzo nella medicina estetica sta emergendo come una frontiera innovativa, offrendo opportunità terapeutiche non invasiva per rigenerare la pelle e i tessuti danneggiati.
Meccanismi d’azione degli esosomi nella pelle
Per il loro contenuto, gli esosomi svolgono diverse funzioni cruciali nei processi fisiologici e patologici della pelle. Fungono da mediatori della comunicazione intercellulare, facilitando l’interconnessione tra diverse popolazioni cellulari attraverso il trasferimento di un cargo molecolare bioattivo (comprendente, come già indicato, proteine, lipidi, mRNA, miRNA e DNA). Nella modulazione infiammatoria, possono esercitare attività pro o anti-infiammatorie mediante il trasporto di citochine, chemochine e fattori di crescita, influenzando l’equilibrio nel microambiente cutaneo.
Questi nanovettori biologici influenzano significativamente la matrice extracellulare attraverso la regolazione dell’attività delle metalloproteinasi (MMP) e la modulazione della sintesi di componenti strutturali come collagene e fibrillina. Stimolano inoltre la proliferazione e la migrazione di fibroblasti dermici e cheratinociti epidermici attraverso l’attivazione di alcune vie di segnalazione, favorendo quindi la guarigione delle ferite e la riparazione cutanea[iv].
Il cargo di microRNA (miRNA) trasportato dagli esosomi svolge inoltre un ruolo determinante nella regolazione epigenetica post-trascrizionale nelle cellule riceventi, influenzando processi come la pigmentazione cutanea mediante modulazione dell’espressione di geni regolatori della melanogenesi[v]. Gli esosomi contribuiscono anche alla regolazione della risposta immunitaria cutanea interagendo con cellule di Langerhans, linfociti T residenti e mastociti, alterando la presentazione antigenica e la polarizzazione delle risposte immunitarie innate e adattative[vi].
Nel contesto dell’invecchiamento cutaneo, gli esosomi derivati da cellule staminali mesenchimali possono contrastare la senescenza cellulare mediante trasferimento di fattori antiossidanti e stimolazione dei meccanismi di riparazione del DNA. In ambito patologico, nel melanoma metastatico, gli esosomi derivati dalle cellule neoplastiche possono riprogrammare il microambiente tumorale e conferire caratteristiche invasive alle cellule recettrici mediante trasferimento di metalloproteasi, oncogeni e fattori pro-angiogenici come VEGF, influenzando significativamente la progressione della malattia e la formazione di nicchie pre-metastatiche[vii].
Il potenziale terapeutico degli esosomi, particolarmente quelli derivati da cellule staminali, li rende candidati promettenti per approcci rigenerativi in diverse condizioni dermatologiche, incluse ferite croniche refrattarie, ustioni estese, alopecia androgenetica mediante stimolazione delle cellule staminali del follicolo pilifero[viii], riduzione dell’iperpigmentazione post-infiammatoria e attenuazione della fibrosi in cicatrici ipertrofiche o cheloidi.
Esosomi e cosmetici?
Esosomi di origine vegetale, di sintesi o anche animale vengono attualmente considerati, quali possibili ingredienti, anche in alcuni prodotti cosmetici,quasi sempre molto costosi e con attività vantate (“claims”) che fanno riferimento a riparazione e rigenerazione della pelle, o più specificatamente “antiage”.
Dal punto di vista legislativo, in questo momento, sembra però regnare un vuoto, che senz’altro dovrà essere colmato con regole certe e senza rischio di confusione o controversie in tale contesto. Di seguito una tabella che riporta quanto presente nel Glossario, così come aggiornato nella Decisione di esecuzione (UE) 2022/677 della Commissione, del 31 marzo 2022, attualmente unico riferimento nell’ambito di un “censimento” degli ingredienti ad uso cosmetico e della loro definizione INCI (International Nomenclature of Cosmetic Ingredients) (Tabella 1).
In ogni caso, dagli estratti vegetali in poi, la scienza cosmetica si è evoluta in modo esponenziale nel tempo, allacciando rapporti sempre più stretti col mondo della medicina rigenerativa, come testimoniato dall’utilizzo delle cellule staminali vegetali e mesenchimali. Gli esosomi rappresentano sicuramente la frontiera più recente di questo affascinante percorso… ma cosa sappiamo per certo su di loro?
Tabella 1: ESOSOMI come ingredienti in cosmetica?
| Nel Glossario* COMPAIONO (n. 8 items) al 17.03.2025 Il presente glossario non costituisce un elenco degli ingredienti autorizzati per l’uso nei prodotti cosmetici.La versione attuale del glossario non stabilisce un elenco esaustivo degli ingredienti ed è soggetta ad aggiornamenti.Per gli ingredienti non inclusi nella versione attuale, per l’etichettatura può essere utilizzata la nomenclatura riconosciuta a livello internazionale, tra cui la Nomenclatura Internazionale degli Ingredienti Cosmetici (INCI). | Nel Glossario* NON COMPAIONO (n. 3 items) al 17.03.2025 (mentre compaiono in Cosmile EUROPE e CosIng Database Cosmetics Ingredients, quest’ultimo non più aggiornato da metà 2020) |
| HUMAN ADIPOSE DERIVED MESENCHYMAL CELL EXOSOMES | SALMON TESTIS EXOSOMES |
| HUMAN ADIPOSE STROMAL CELL EXOSOMES | PACIFIC COD TESTIS EXOSOMES |
| HUMAN AMNIOTIC FLUID INDUCED PLURIPOTENT CELL EXOSOMES | PIG UMBILICAL MESENCHYMAL STEM CELL EXOSOMES |
| HUMAN AMNIOTIC FLUID MESENCHYMAL STEM CELL/TROPHOBLAST CELL EXOSOMES | |
| HUMAN CORD BLOOD PROGENITOR CELL EXOSOMES | |
| HUMAN DERMAL FIBROBLAST INDUCED MULTIPOTENT CELL EXOSOMES | |
| HUMAN UMBILICAL MESENCHYMAL STEM CELL EXOSOMES | |
| MILK EXOSOMES | |
| * Decisione di esecuzione (UE) 2022/677 della Commissione, del 31 marzo 2022, recante modalità di applicazione del regolamento (CE) n. 1223/2009 del Parlamento europeo e del Consiglio per quanto riguarda il glossario delle denominazioni comuni degli ingredienti da utilizzare nell’etichettatura dei prodotti cosmetici (Testo rilevante ai fini del SEE) |
Sfide e considerazioni
Gli esosomi, nonostante il loro potenziale rivoluzionario in dermatologia ed estetica, oltre che potenzialmente nella cosmetica, affrontano diverse sfide significative. Mancano protocolli standardizzati per il loro isolamento, così come la loro caratterizzazione e quantificazione; la variabilità nelle tecniche e nelle fonti cellulari rende difficile comparare i risultati tra studi diversi. I metodi attuali di isolamento, come l’ultracentrifugazione e la cromatografia, sono laboriosi, richiedono molto tempo e producono basse rese, spesso con contaminanti[ix].
L’eterogeneità degli esosomi è un altro ostacolo importante: la loro composizione e proprietà funzionali variano significativamente in base al tipo di cellula d’origine e alle condizioni fisiologiche o patologiche, complicando lo sviluppo di terapie mirate e riproducibili. Permangono ancora preoccupazioni riguardo potenziali effetti immunogenici, trasferimento di molecole oncogeniche, stabilità a lungo termine e persistenza degli effetti terapeutici. Gli studi su modelli animali presentano limitazioni poiché non riflettono pienamente i meccanismi e gli effetti sugli umani, date le differenze significative tra la pelle umana e quella animale[x]. Manca infine un quadro normativo specifico per l’uso degli esosomi in dermatologia e cosmetica, creando incertezze per lo sviluppo commerciale e l’applicazione clinica[xi].
La scalabilità nella produzione di esosomi richiede ulteriori sviluppi tecnologici. Nonostante queste sfide, gli esosomi potrebbero rivoluzionare l’approccio alla cura della pelle e del suo aspetto. Sono necessarie però ulteriori ricerche per standardizzare i metodi, stabilire dosaggi ottimali, determinare la sicurezza a lungo termine, identificare le fonti cellulari più efficaci e sviluppare formulazioni stabili per l’uso medico. Un’area promettente sembra essere quella dello sviluppo di esosomi ingegnerizzati e precondizionati, finora poco studiati per le malattie infiammatorie e autoimmuni della pelle.
Bibliografia Essenziale
[i] Schur et al:. “Exosomes: Historical Evolution and Emerging Roles in Dermatology.” J Cosmet Dermatol, 2025 Jan;24(1): e1676924
[ii] Lyles et al.: “Basic Science and Principles of Stem Cells, Platelet-Rich Plasma, and Exosomes.” Dermatological Reviews, 2024 July; 5: e258.
[iii] Ha DH et al: “Mesenchymal Stem/Stromal Cell-Derived Exosomes for Immunomodulatory Therapeutics and Skin Regeneration” Cells. 2020 May 7;9(5):1157
[iv] Esmaeili A et al.: “Application of exosomes for the regeneration of skin wounds: Principles, recent applications and limitations.” Tissue Cell. 2024 Dec; 91:102611.
[v] Liu, Ying et al.: “Exosomal miRNA derived from keratinocytes regulates pigmentation in melanocytes” Journal of Dermatological Science, Volume 93, Issue 3, 159 – 167
[vi] Zhou X, et al.: “The function and clinical application of extracellular vesicles in innate immune regulation.” Cell Mol Immunol. 2020 Apr;17(4):323-334
[vii] Wortzel I et al.: “Exosome-Mediated Metastasis: Communication from a Distance.” Dev Cell. 2019 May 6;49(3):347-360.
[viii] Zhang B, et al.: “Exosomes based advancements for application in medical aesthetics.” Front Bioeng Biotechnol. 2022 Dec 20; 10:1083640
[ix] Yu H, et al.: “The emerging mechanisms and potential clinical applications in dermatology.” Int J Biol Sci. 2024 Feb 25;20(5):1778-1795.
[x] Xiong M. et al.: “The novel mechanisms and applications of exosomes in dermatology and cutaneous medical aesthetics.” Pharmacol Res. 2021 Apr; 166:105490.
[xi] Haykal et al.: “Exosomes in Cosmetic Dermatology: A Review of Benefits and Challenges” Drugs Dermatol. 2025 Jan 1;24(1):12-18
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