Экзосомы являются мембранными пузырьками нано-шкалы с диаметром 30-100 nm, которые секретируются почти всеми типами клеток и стабильно присутствуют во всех типах жидкостей тела.[11] Они могут передавать разные сигнальные молекулы, включая нуклеиновые кислоты, главным образом мРНК и микроРНК, функциональные белки и липиды.[12] Благодаря малому размеру экзосомы могут избегать быстрого фагоцитоза с помощью многоядерных фагоцитов, постоянно перенося и высвобождая лекарства в кровообращение и проходя через сосудистый эндотелий в клетки мишени.[13] Экзосомы могут также пересекать строгие биологические барьеры, такие как гемато=энцефалический барьер и плацентарный барьер.[14] Было также установлено, что экзосомы обладают хорошей целенаправленностью на ткани и клетки благодаря своим особым поверхностным белкам, подобных tetraspanin.[15] Кроме того, исследователи могут улучшить целенаправленность воздействия путем преобразования молекул поверхности экзосом. Напр., lamp2b слитый с нейрон-специфическим rabies viral glycoprotein (RVG) пептидом может целенаправленно находить нейроны.[14] Все эти характеристики делают экзосомы выдающимися для доставки лекарств in vivo.[14, 16] Однако, из-за малого размера экзосом трудно энкапсулировать крупные нуклеиновые кислоты в экзосомы. Данное сообщение в основном касается экзосом в качестве устройства для доставки лекарств, которые в основном связаны с малыми нуклеиновыми кислотами, такими как miRNAs и siRNAs или низкомолекулярными лекарствами, которые значительно меньше, чем Cas9 экспрессирующие плазмиды с минимальным размером 5-6 kb.[14, 17] Поэтому необходимо найти пригодный метод, чтобы энкапсулировать систему CRISPR/Cas9 в экзосомы.

В данном исследовании были успешно энкапсулированы крупные нуклеиновые кислоты, включая вектора экспрессии CRISPR/Cas9 в гибридные экзосомы, которые были получены путем инкубации оригинальных экзосом с липосомами. Затем нагруженные гибридные экзосомы могли эндоцитозироваться мезенхимными стволовыми клетками (MSCs) и высвобождать свой груз внутри них. Наконец, гибридные экзосомы доставляли систему CRISPR/Cas9, что оценивали по их экспрессии в MSCs и регуляции экспрессии их генов мишеней. Это предоставляет новую стратегию доставки системы CRISPR-Cas9 в MSCs для манипуляций с генами.