The therapeutic potential of exosomes derived from mesenchymal stem cells for premature ovarian failure: A systematic review

Clinical Snapshot

Key Findings

• P Value: Not reported

• Effect Size: 18-32% greater efficacy for perinatal-derived exosomes compared to adult tissue sources

• Primary Outcome: MSC-derived exosomes significantly improved ovarian function markers across multiple pathways

• Nnt Or Sensitivity: Perinatal exosomes required fewer doses for equivalent or superior therapeutic effect

• Confidence Interval: Not reported

Clinical Application

Significant barriers exist including standardization of exosome production, quality control, delivery methods, and regulatory approval Would require TGA approval as a biological therapy; currently no established pathway for exosome-based treatments in Australian clinical practice; potential future consideration under Special Access Scheme for compassionate use Currently limited to research settings; potential future application for women with POF refractory to conventional hormone replacement therapy

Abstract

This review evaluates mesenchymal stem cell-derived exosomes (MSC-Exos) for treating premature ovarian failure (POF). A comprehensive search was conducted across five databases, including PubMed, Embase, and Web of Science (WoS), yielding 17 English-language studies published between 2016 and 2025. Studies primarily using animal and in vitro models assessed the therapeutic effects and mechanisms of MSC-Exos from diverse sources. MSC-Exos significantly elevated estrogen levels, reduced follicle-stimulating hormone (FSH), increased antral follicle counts, and restored estrous cyclicity. Specifically, BMSC-Exos activated the PI3K/AKT pathway via miRNAs to suppress granulosa cell apoptosis; hUCMSC-Exos mitigated cellular senescence and autophagy; ADSC-Exos promoted follicular development through SMAD and SIRT1/FOXO1; PMSC-Exos attenuated ROS damage by improving mitochondrial function; AFSC-Exos together with MenSC-Exos enhanced oocyte maturation via the P53 pathway. Notably, perinatal exosomes showed 18-32% greater efficacy in functional recovery than adult-tissue counterparts with fewer doses. MSC-Exos present a promising therapeutic strategy for POF by targeting apoptosis, autophagy, angiogenesis, and oxidative stress. Perinatal-derived exosomes offer superior potential due to their non-invasive collection and minimal ethical concerns. Nonetheless, challenges pertaining to heterogeneity, long-term safety, and standardized manufacturing necessitate resolution through multicenter clinical trials to advance clinical applicability.. Cette revue évalue l’utilisation d’exosomes dérivés de cellules souches mésenchymateuses (MSC-Exos) pour le traitement de l’insuffisance ovarienne prématurée (IOP). Une recherche exhaustive a été menée dans cinq bases de données, notamment PubMed, Embase et Web of Science (WoS), et a permis d’identifier 17 études publiées en anglais entre 2016 et 2025. Les études, reposant principalement sur des modèles animaux et in vitro, ont examiné les effets thérapeutiques et les mécanismes d’action des MSC-Exos issus de différentes sources. Les MSC-Exos ont significativement augmenté les taux d’œstrogènes, réduit l’hormone folliculostimulante (FSH), accru le nombre de follicules antraux et rétabli la cyclicité œstrale. Plus précisément, les exosomes dérivés de cellules souches mésenchymateuses de la moelle osseuse (BMSC-Exos) ont activé la voie PI3K/AKT via des miARN afin de supprimer l’apoptose des cellules de la granulosa ; les exosomes dérivés de cellules souches mésenchymateuses du cordon ombilical humain (hUCMSC-Exos) ont atténué la sénescence cellulaire et modulé l’autophagie ; les exosomes dérivés de cellules souches mésenchymateuses du tissu adipeux (ADSC-Exos) ont favorisé le développement folliculaire via les voies SMAD et SIRT1/FOXO1 ; les exosomes dérivés de cellules souches mésenchymateuses placentaires (PMSC-Exos) ont réduit les dommages liés aux espèces réactives de l’oxygène (ROS) en améliorant la fonction mitochondriale ; les exosomes dérivés de cellules souches du liquide amniotique (AFSC-Exos), associés aux exosomes dérivés de cellules souches mésenchymateuses menstruelles (MenSC-Exos), ont amélioré la maturation ovocytaire via la voie P53. Il est à noter que les exosomes d’origine périnatale ont montré une efficacité de récupération fonctionnelle supérieure de 18 à 32 % à celle des exosomes issus de tissus adultes, et ce avec un nombre de doses plus faible. Les MSC-Exos constituent une stratégie thérapeutique prometteuse pour l’IOP en ciblant l’apoptose, l’autophagie, l’angiogenèse et le stress oxydatif. Les exosomes d’origine périnatale offrent un potentiel supérieur grâce à un prélèvement non invasif et à des préoccupations éthiques limitées. Néanmoins, des défis liés à l’hétérogénéité, à la sécurité à long terme et à la standardisation de la fabrication doivent être résolus au moyen d’essais cliniques multicentriques afin de favoriser une application clinique. Cette revue évalue l’utilisation d’exosomes dérivés de cellules souches mésenchymateuses (MSC-Exos) pour le traitement de l’insuffisance ovarienne prématurée (IOP). Une recherche exhaustive a été menée dans cinq bases de données, notamment PubMed, Embase et Web of Science (WoS), et a permis d’identifier 17 études publiées en anglais entre 2016 et 2025. Les études, reposant principalement sur des modèles animaux et in vitro, ont examiné les effets thérapeutiques et les mécanismes d’action des MSC-Exos issus de différentes sources. Les MSC-Exos ont significativement augmenté les taux d’œstrogènes, réduit l’hormone folliculostimulante (FSH), accru le nombre de follicules antraux et rétabli la cyclicité œstrale. Plus précisément, les exosomes dérivés de cellules souches mésenchymateuses de la moelle osseuse (BMSC-Exos) ont activé la voie PI3K/AKT via des miARN afin de supprimer l’apoptose des cellules de la granulosa ; les exosomes dérivés de cellules souches mésenchymateuses du cordon ombilical humain (hUCMSC-Exos) ont atténué la sénescence cellulaire et modulé l’autophagie ; les exosomes dérivés de cellules souches mésenchymateuses du tissu adipeux (ADSC-Exos) ont favorisé le développement folliculaire via les voies SMAD et SIRT1/FOXO1 ; les exosomes dérivés de cellules souches mésenchymateuses placentaires (PMSC-Exos) ont réduit les dommages liés aux espèces réactives de l’oxygène (ROS) en améliorant la fonction mitochondriale ; les exosomes dérivés de cellules souches du liquide amniotique (AFSC-Exos), associés aux exosomes dérivés de cellules souches mésenchymateuses menstruelles (MenSC-Exos), ont amélioré la maturation ovocytaire via la voie P53. Il est à noter que les exosomes d’origine périnatale ont montré une efficacité de récupération fonctionnelle supérieure de 18 à 32 % à celle des exosomes issus de tissus adultes, et ce avec un nombre de doses plus faible. Les MSC-Exos constituent une stratégie thérapeutique prometteuse pour l’IOP en ciblant l’apoptose, l’autophagie, l’angiogenèse et le stress oxydatif. Les exosomes d’origine périnatale offrent un potentiel supérieur grâce à un prélèvement non invasif et à des préoccupations éthiques limitées. Néanmoins, des défis liés à l’hétérogénéité, à la sécurité à long terme et à la standardisation de la fabrication doivent être résolus au moyen d’essais cliniques multicentriques afin de favoriser une application clinique.

References

1. 1.Chen, C. Q., Wang, X. R., Zhao, X. J., & Wang, L. (2026). The therapeutic potential of exosomes derived from mesenchymal stem cells for premature ovarian failure: A systematic review. African Journal of Reproductive Health, 30(7). https://doi.org/10.29063/ajrh2026/v30i7.11