Exosomen-basierte personalisierte Hautpflege

Exosomen sind – was ihren Ursprung betrifft – keine neue technische Entwicklung in der Hautpflege. Seit langem sind sie Bestandteil vieler pflanzlicher Präparate – ohne, dass es Herstellerinnen und Herstellern sowie Anwenderinnen und Anwendern bewusst war. Dass sie heute in den Mittelpunkt des Interesses gerückt sind, ist auf Weiterentwicklungen und Erkenntnisse zurückzuführen, die aus der Verwendung physiologischer Biomembranen resultieren. 

Auffallend ist es, dass in den letzten Jahrzehnten die Anzahl biologischer "Mikro"-Körper inflationsmäßig zugenommen hat. Ihren Bezeichnungen sind die Endsilben "-som" (Einzahl) und "-somen" (Mehrzahl) gemeinsam. Temporär gab es zuweilen auch die Mehrzahl "-some", die aber mit der Zeit zu "-somen" mutierte. Um die Übersicht zu behalten, macht es Sinn, sich einige dieser Körper (soma = Körper; griechisch: σῶμα), vielfach auch Microbodies genannt, einmal genauer anzusehen.

Cytosomen

Bei den Microbodies handelt sich um Biomembranen (Grafik 1), die zellförmig, schlangenförmig oder als freiliegende Fragmente organisiert sind und in den Zellen lebender Organismen vorkommen. Auf oder innerhalb der zum großen Teil aus Phosphatidylcholin-Doppelschichten (Bilayer) und auch Proteinen bestehenden Membrankörper werden Stoffwechselreaktionen enzymatisch katalysiert. Deshalb bezeichnet man sie in Analogie zu den großen Körperorganen auch als die Organellen (kleine Organe, Grafik 2) alias Cytosomen pflanzlicher und tierischer Zellen. Zu den sphärischen Cytosomen (Ø 200 – 1500 nm¹) gehören unter anderem:

• Aminosomen (Ø etwa 500 nm) kommen in Mastzellen vor und enthalten biogene Amine, die für allergische Reaktionen verantwortlich sind. 
• Glyoxisomen in Pflanzenellen sind zur β-Oxidation (Fettsäureabbau) befähigt und am Glyoxylat-Zyklus (ähnlich dem Citronensäure-Zyklus) beteiligt. 
• Hydrogenosomen (Ø etwa 1000 nm) sind mit den Mitochondrien verwandt und ermöglichen Kleinsttierchen das Leben unter anaeroben Bedingungen.
• Lysosomen (Ø 100–1000 nm) enthalten Hydrolasen wie Proteasen und Lipasen, die Proteine und Lipide abbauen.
• Oleosomen dienen in den Organismen der Speicherung von Lipiden und besitzen statt Bilayern Phosphatidylcholin-Monolayer 
• Peroxisomen (Ø 100–1000 nm) ermöglichen mit Hilfe von Sauerstoff und Wasserstoffperoxid den oxidativen Abbau intrazellulärer Stoffe. 

Grafik 1 zeigt das Schema der Lipiddoppelschicht einer Biomembran mit den polaren Kopfgruppen (blau) und den unpolaren Seitenketten (rot)²

 

Grafik 2 zeigt die Schemazeichnung einer tierischen Zelle: 1 Nucleolus, 2 Zellkern (Nukleus), 3 Ribosomen, 4 Vesikel, 5 Raues Endoplasmatisches Reticulum, 6 Golgi-Apparat, 7 Mikrotubuli, 8 Glattes Endoplasmatisches Retikulum, 9 Mitochondrien, 10 Lysosom, 11 Zytosol, 12 Peroxisom und 13 Zentriolen³

Weitere "Somen"

Nicht sphärisch aufgebaut sind zum Beispiel:

• Glykosomen sind wellenförmige Biomembranen, die in Krankheitserregern wie z. B. Trypanosoma vorkommen. Mit ihrer Hilfe findet die Glycolyse, d. h. der Abbau von Glucose z. B. zu Milchsäure statt.
• Mikrosomen sind ähnlich den Glykosomen freiliegende Biomembranen. Sie enthalten Cytochrom P450-Enzyme. 
• Mitosomen sind Organellen mit funktionellen Biomembranen in Einzellern, die keine Mitochondrien enthalten. 
• Ribosomen enthalten keine Biomembranen, sondern Makromoleküle, an deren Oberfläche Proteine synthetisiert werden. 
• Trypanosomen sind geschwungene zellähnliche Körper von speziellen Einzellern. 

Exosomen

In der Regel kleiner als die Cytosomen, aber ähnlich doppelschichtig und sphärisch aufgebaut, sind die Exosomen (30-90 nm; Gafik 3). Sie werden ebenfalls in Zellen gebildet, jedoch bei Bedarf ausgeschleust (Exozytose) und an die Zellumgebung abgegeben. 

Grafik 3 zeigt die Bildung und Freisetzung von Exosomen-Vesikeln⁴

Exosomen haben naturgemäß Transport- und Messenger-Funktionen, indem sie entsprechende bioaktive Signalmoleküle enthalten, die mit anderen Zellen kommunizieren.

Bemerkung: Das fast gleichlautende Exposom bezeichnet im Prinzip alles, was auf uns Menschen von außen einwirkt. Mit anderen Worten: Es geht um die Summe aller Umwelteinflüsse – bestehend aus stofflichen und physikalischen äußerlichen Einwirkungen.

Liposomen & Co

Seit langem gibt es künstliche Biomembranen, die physikalisch ein ähnliches Prinzip wie die Exosomen verfolgen, nämlich den effektiven Transport (Carrier) von kosmetischen oder pharmazeutischen Wirkstoffen in die Haut hinein. Dementsprechend vergleichbar sind die Größenordnungen und die Namensgebung:

• Liposomen sind sphärische Biomembranen, die wie die Bilayer der Cytosomen und Exosomen aus Phosphatidylcholin (PC) bestehen. Sie transportieren und schließen hydrophile Wirkstoffe ein. 
• Nanosomen sind ein Synonym für PC-haltige Nanopartikel alias Nanodispersionen, die den Oleosomen gleichen. Sie transportieren und schließen lipophile Wirkstoffe ein. Im Gegensatz zu den Doppelmembranen der Liposomen (Bilayer) besteht ihre Oberfläche wie bei den Oleosomen aus einem PC-Monolayer.
• Niosomen sind den Liposomen ähnlich. Sie bestehen aus speziellen Niotensiden (nichtionische Tenside) statt aus PC und sind selten noch in Gebrauch.
• Transfersomen⁵ gehören zu den Liposomen, sind vergleichsweise groß und enthalten neben PC weitere membranstabilisierende Hilfsstoffe (gegebenenfalls wie die Niosomen auch Tenside). Sie dienen ebenfalls als Wirkstofftransporter (Carrier) für topische Präparate. 

Fusion mit der Hautbarriere

Sowohl die aus natürlichen Quellen stammenden Exosomen mit ihren spezifischen Inhalten als auch die künstlichen, mit Wirkstoffen beladenen Körper sind von großem Interesse, da beide mit ihren Biomembranen in der Lage sind, mit den verwandten Bilayern der Hautbarriere fusionieren zu können. Hauptsächlich durch das in den Biomembranen enthaltene ungesättigte Phosphatidylcholin wird die Phasenumwandlungstemperatur der Hautbarriere-Bilayer abgesenkt.⁶
Die Folge ist eine erhöhte Durchlässigkeit der Hautbarriere. Die in den Carriern enthaltenen Wirkstoffe natürlichen oder künstlichen Ursprungs können leichter penetrieren oder sogar permeieren, das heißt in den Blutkreislauf gelangen. Dieses Prinzip der Penetrationsverstärkung wird in der Kosmetik und der Medizin in großem Umfang genutzt.

Kosmetische Verwendung

Die in der Kosmetik anzutreffenden pflanzliche Exosomen sind wie eingangs erwähnt nicht neu und z. B. in kaltgepressten Pflanzensäften in Form von Vakuolen (Bild 4) enthalten. Sie werden z. B. durch Ultrafiltration angereichert oder aus Hochdruckhomogenisaten gewonnen und enthalten Phosphatidylcholin (PC) mit seinen essenziellen Fettsäuren (Linolsäure, Alpha-Linolensäure) sowie das gesamte Spektrum an Pflanzeninhaltsstoffen – neben Enzymen, Antioxidantien und Mineralien. Die topische Penetrationsverstärkung ist vom PC-Gehalt abhängig, weshalb die aus (Soja-)PC hergestellten künstlichen Liposomen und Nanodispersionen hinsichtlich ihrer Carrier-Funktion ungleich effektiver sind. 

Bild 4 zeigt eine Vakuole, ein von einer Zellmembran umschlossenes Zellorganell⁷

Den Exosomen und ihren Inhalten werden besondere kosmetische Wirkungen zugesprochen, die aber durchweg nicht kausal belegt sind. Schon die Frage nach der Konzentration der Partikel sowie den Konzentrationen der vom Marketing in den Vordergrund gestellten pflanzlichen Inhaltsstoffe bleibt meist unbeantwortet. 
Letztendlich kann man Wirkungen analog gewöhnlicher Pflanzenextrakte erwarten, die auf unterschiedliche Art und Weise aufbereitet werden.
Dagegen ist die Situation bei Liposomen und Nanosomen völlig anders. Sie werden entsprechend der am Zielort gewünschten Wirkung mit definierten Konzentrationen an Wirkstoffen beladen und zeigen eine hohe Verfügbarkeit.
Gemäß ihrer Struktur sind Exosomen, Liposomen und Nanosomen mit lamellaren, PC-haltigen Cremegrundlagen kompatibel, das heißt mischbar. Dabei verhalten sich lamellare Cremes wie die Bilayer der Hautbarriere, indem sie mit den hinzugefügten Biomembranen fusionieren. Auf diese Weise lassen sich modulare Systeme kreieren, die in der personalisierten Hautpflege eingesetzt werden.⁸ Vorteilhaft ist dabei die Möglichkeit, den Grad des Hautschutzes, die Pflegeeigenschaften und die Wirkstoffdosierungen der Präparate exakt und stufenlos einstellen zu können. 
Gerne übernimmt man im Marketing die physiologische Terminologie, z. B. für Nano- und gewöhnliche Öl-in-Wasser-Emulsionen, indem man von Oleosomen spricht. Da empfiehlt es sich in jedem Fall genauer hinzusehen.

Medizinische Verwendung

Tierische oder gar menschliche Exosomen werden in der Kosmetik nicht eingesetzt. Ganz anders in der ästhetischen Medizin, die wiederum gezielt und personalisiert entsprechende Exosomen-Konzentrate präpariert und zu unterschiedlichen Zwecken verwendet.⁹ Sie können aus Körperflüssigkeiten (z. B. Blut), Gewebe, und unterschiedlichsten Zellen (z. B. Thrombozyten) isoliert und aufbereitet werden. Dementsprechend vielseitig sind die topisch oder per Spritze erfolgenden Applikationen zur Hautregeneration und gegen:

• Hautalterung
• Entzündungen
• Haarausfall
• Hyperpigmentierung

Auch hier lässt die Extrapolation von Studien auf das individuelle Angebot noch viele Fragen offen. Gerade im ästhetischen Bereich wird wie bei kosmetischen Anwendungen zu hohen Preisen viel versprochen.

Literatur

1. 1 nm = 10^-9 m = 0,000000001 m; 1 Nanometer entspricht einem Milliardstel Meter
2. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lipid_bilayer_fluid.svg#/media/File:Lipid_bilayer_fluid.svg (Olaf Lenz)
3. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Biological_cell.svg (Messerwoland and Szczepan1990)
4. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Exosoma_vesicle_miguelferig.jpg#/media/File:Exosoma_vesicle_miguelferig.jpg (miguelferig)
5. G. Cevc, D. Gebauer, J. Stieber, A. Schätzlein und G. Blume, Ultraflexible vesicles, Transfersomes, have an extremely low pore penetration resistance and transport therapeutic amounts of insulin across the intact mammalian skin, Biochim Biophys Acta 1998, 1368 (2), 201-15
6. H. Lautenschläger, Die Haut und ihre Pflege – Physiologie und Chemie im Einklang? Chemie in unserer Zeit 2021, 55 (5), 306-319
7. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rhoeo_Discolor_epidermis.jpg#/media/File:Rhoeo_Discolor_epidermis.jpg (Markus Nolf)
8. H. Lautenschläger, Personalisierte Hautpflege – technologische und rechtliche Voraussetzungen, Medical 2025 (2), 15-19 und 2025 (3), 20-21
9. M. L. Storre, Trend-Therapie Exosomen, Ästhetische Dermatologie & Kosmetologie 2025 (4),17 

Dr. Hans Lautenschläger

veröffentlicht in
Medical 2026 (1), 20-23