Exosomes are extracellular vesicles produced by all cells with a remarkable ability to efficiently transfer genetic material, including exogenously loaded siRNA, to cancer cells. Here, we report on a bioreactor-based, large-scale production of clinical-grade exosomes employing good manufacturing practice (GMP) standards. A standard operating procedure was established to generate engineered exosomes with the ability to target oncogenic Kras (iExosomes). The clinical-grade GMP iExosomes were tested in multiple in vitro and in vivo studies to confirm suppression of oncogenic Kras and an increase in the survival of several mouse models with pancreatic cancer. We perform studies to determine the shelf life, biodistribution, toxicology profile, and efficacy in combination with chemotherapy to inform future clinical testing of GMP iExosomes. Collectively, this report illustrates the process and feasibility of generating clinical-grade exosomes for various therapies of human diseases.

Exosomes are man-sized vesicles shed by all cells, including cancer cells. Exosomes can serve as novel liquid biopsies for diagnosis of cancer with potential prognostic value. The exact mechanism/s associated with sorting or enrichment of cellular components into exosomes are still largely unknown. We reported Glypican-1 (GPC1) on the surface of cancer exosomes and provided evidence for the enrichment of GPC1 in exosomes from patients with pancreatic cancer 1 . Several different laboratories have validated this novel conceptual advance and reproduced the original experiments using multiple antibodies from different sources. These include anti-GPC1 antibodies from ThermoFisher (PA5-28055 and PA-5-24972) 1,2 , Sigma (SAB270028), Abnova (MAB8351, monoclonal antibodies clone E9E) 3 , EMD Millipore (MAB2600-monoclonal antibodies) 4 , SantaCruz 5 , and R&D Systems (BAF4519) 2 . This report complements such independent findings and report on the specific detection of Glypican-1 on the exosomes derived from the serum of pancreas cancer patients using multiple antibodies. Additionally, the specificity of the antibodies to GPC1 was determined by western blot and Protein Simple analyses of pancreatic cancer cells and their exosomes. Interestingly, our results highlight a specific enrichment of high molecular weight GPC1 on exosomes, potentially contributed by heparan sulfate and other glycosylation modifications.

Kuwanon C is a unique flavonoid found in the mulberry family, characterized by two isopentenyl groups. While previous research has focused on various properties of kuwanon C, such as antioxidant, hypoglycemic, antimicrobial, food preservation, skin whitening, and nematode lifespan extension, little attention has been given to its potential role in oncological diseases. In this study, we investigate the antitumor effect of kuwanon C in cervical cancer cells and elucidate its specific mechanism of action. We assessed the antitumor effects of kuwanon C using various experimental techniques, including cell proliferation assay, wound healing assays, EdU 488 proliferation assay, mitochondrial membrane potential assay, ROS level assay, cell cycle, apoptosis analysis, and studies on kuwanon C target sites and molecular docking. The results revealed that kuwanon C significantly impacted the cell cycle progression of HeLa cells, disrupted their mitochondrial membrane potential, and induced a substantial increase in intracellular ROS levels. Moreover, kuwanon C exhibited notable anti-proliferative and pro-apoptotic effects on HeLa cells, surpassing the performance of commonly used antitumor drugs such as paclitaxel and cisplatin. Notably, kuwanon C demonstrated superior efficacy while also being more easily accessible compared to paclitaxel. Our study demonstrates that kuwanon C exerts potent antitumor effects by its interaction with the mitochondrial and endoplasmic reticulum membranes, induces a significant production of ROS, disrupts their normal structure, inhibits cell cycle progression, and stimulates apoptotic signaling pathways, ultimately resulting in the death of HeLa tumor cells. As an isopentenyl compound derived from Morus alba, kuwanon C holds great promise as a potential candidate for the development of effective antitumor drugs.

Breast cancer ranks as the most prevalent malignancy, presenting persistent therapeutic challenges encompassing issues such as drug resistance, recurrent occurrences, and metastatic progression. Therefore, there is a need for targeted drugs that are less toxic and more effective against breast cancer. Kuwanon C, an isoamylated flavonoid derived from mulberry resources, has shown promise as a potential candidate due to its strong cytotoxicity against cancer cells. The present study focused on investigating the anticancer activity of kuwanon C in two human breast cancer cell lines, MDA-MB231 and T47D cells. MTS assay results indicated a decrease in cell proliferation with increasing concentrations of kuwanon C. Furthermore, kuwanon C upregulated the expression levels of the cyclin-dependent kinase inhibitor p21 and effectively inhibited cell DNA replication and induced DNA damage. Flow cytometry confirmed that kuwanon C induced cell apoptosis and upregulated the expression levels of pro-apoptotic proteins (Bax and c-caspase3). Additionally, it stimulated the production of reactive oxygen species (ROS) in the cells. Transmission electron microscopy and Fluo-4 AM-calcium ion staining experiments provided insights into the endoplasmic reticulum (ER), revealing that kuwanon C induced ER stress. Kuwanon C upregulated the expression levels of unfolded protein response-related proteins (ATF4, GADD34, HSPA5, and DDIT3). Overall, the present findings suggested that kuwanon C exerts a potent inhibitory effect on breast cancer cell proliferation through modulating of the p21, induction of mitochondrial-mediated apoptosis, activation of ER stress and induction of DNA damage. These results position kuwanon C as a potential targeted therapeutic agent for breast cancer.

Extracorporeal photopheresis (ECP) is a therapeutic modality used for T-cell-mediated disorders. This approach involves exposing isolated white blood cells to photoactivatable 8-methoxypsoralen (8-MOP) and UVA light, aiming to induce apoptosis in T-cells and thereby modulate immune responses. However, conventional 8-MOP-ECP lacks cell selectivity, killing both healthy and diseased cells, and has shown limited treatment efficacy. An alternative approach under investigation involves the use of 5-aminolevulinic acid (ALA) in conjunction with light, referred to as ALA-based photodynamic therapy. Our previous ex vivo studies suggest that ALA-ECP exhibits greater selectivity and efficiency in killing T-cells derived from patients with T-cell-mediated disorders compared to those treated with 8-MOP-ECP. We have conducted a clinical phase I–(II) study evaluating ALA-ECP safety and tolerability in cutaneous T-cell lymphoma (CTCL). Here, 20 ALA-ECP treatments were administered to one CTCL patient, revealing no significant changes in vital signs. Two adverse events were reported; both evaluated by the Internal Safety Review Committee as non-serious. In addition, five conceivable events with mainly mild symptoms took place. During the study period, a 53% reduction in skin involvement and a 50% reduction in pruritus was observed. In conclusion, the results indicate that ALA-ECP treatment is safe and well tolerated.

SRSF2 plays a dual role, functioning both as a transcriptional regulator and a key player in alternative splicing. The absence of Srsf2 in MyoD + progenitors resulted in perinatal mortality in mice, accompanied by severe skeletal muscle defects. SRSF2 deficiency disrupts the directional migration of MyoD progenitors, causing them to disperse into both muscle and non-muscle regions. Single-cell RNA-sequencing analysis revealed significant alterations in Srsf2-deficient myoblasts, including a reduction in extracellular matrix components, diminished expression of genes involved in ameboid-type cell migration and cytoskeleton organization, mitosis irregularities, and premature differentiation. Notably, one of the targets regulated by Srsf2 is the serine/threonine kinase Aurka. Knockdown of Aurka led to reduced cell proliferation, disrupted cytoskeleton, and impaired differentiation, reflecting the effects seen with Srsf2 knockdown. Crucially, the introduction of exogenous Aurka in Srsf2 -knockdown cells markedly alleviated the differentiation defects caused by Srsf2 knockdown. Furthermore, our research unveiled the role of Srsf2 in controlling alternative splicing within genes associated with human skeletal muscle diseases, such as BIN1 , DMPK , FHL1 , and LDB3 . Specifically, the precise knockdown of the Bin1 exon17-containing variant, which is excluded following Srsf2 depletion, profoundly disrupted C2C12 cell differentiation. In summary, our study offers valuable insights into the role of SRSF2 in governing MyoD progenitors to specific muscle regions, thereby controlling their differentiation through the regulation of targeted genes and alternative splicing during skeletal muscle development.

Deoxynivalenol (DON), commonly known as vomitoxin, is a mycotoxin produced by fungi and is frequently found as a contaminant in various cereal-based food worldwide. While the harmful effects of DON have been extensively studied in different tissues, its specific impact on the proliferation of skeletal muscle cells remains unclear. In this study, we utilized murine C2C12 myoblasts as a model to explore the influence of DON on their proliferation. Our observations indicated that DON exhibits dose-dependent toxicity, significantly inhibiting the proliferation of C2C12 cells. Through the application of RNA-seq analysis combined with gene set enrichment analysis, we identified a noteworthy downregulation of genes linked to the extracellular matrix (ECM) and condensed chromosome. Concurrently with the reduced expression of ECM genes, immunostaining analysis revealed notable changes in the distribution of fibronectin, a vital ECM component, condensing into clusters and punctate formations. Remarkably, the exposure to DON induced the formation of multipolar spindles, leading to the disruption of the normal cell cycle. This, in turn, activated the p53-p21 signaling pathway and ultimately resulted in apoptosis. These findings contribute significant insights into the mechanisms through which DON induces toxicity within skeletal muscle cells.