Exosomes : Sont-ils tout semblables et pourquoi il importe-t-ils ?

Dans cette entrevue, Haiying Zhang, professeur adjoint de cellule et de biologie de développement du service de pédiatrie au médicament de Weill Cornell parle aux nouvelles - médicales au sujet de l'importance d'Exosomes.

Quels sont des exosomes et pourquoi sont il importants pour comprendre des différences entre elles ?

Exosomes sont les vésicules extracellulaires nanosized de membrane d'origine endosomal sécrétées par la plupart de cellule tape sinon tous, y compris des cellules cancéreuses. Ces vésicules de membrane transportent un choix de macromolécules biologiquement fonctionnelles, y compris les protéines, le matériel génétique (par exemple, ARNm, le miRNA, lnRNAs, ADN), les métabolites et les lipides, qui sont sélecteur recrutés et empaquetés dans des exosomes.

Exosomes peut horizontalement virer leur cargaison sur les cellules réceptives, agissant de ce fait en tant que véhicules de transmission intercellulaire en conditions physiologiques et pathologiques.

Il est évident que les différences dans la taille, les molécules extérieures et la chimie, et les propriétés mécaniques parmi les sous-populations exosome toutes contribuent collectivement à leur biodistribution et fonctionnements systémiques in vivo.

Une caractérisation plus avancée des signatures moléculaires liées à chaque sous-ensemble d'exosomes facilitera clairement l'identification de biomarqueurs diagnostiques/pronostiques potentiels pour l'étape progressive de cancer et d'autres pathogeneses. Une telle connaissance fournira également des raisonnements pour des moyens thérapeutiques basés sur exosome se développants dans les tests cliniques.

exosomes     

Crédit d'image : Shutterstock/paulista

Quels sont les défis liés à différencier des exosomes ?

Secret de cellules un grand choix de nanoparticles/de microparticules avec différentes tailles. Cependant, les moyens traditionnels ne peuvent pas séparer des exosomes d'autres populations des particules efficacement dues aux défis techniques.

Par conséquent, les exosomes d'isolement constituent une population hétérogène et ceci a gêné notre compréhension de leur biogénèse, composition moléculaire, biodistribution et fonctionnements in vivo, et promeut des applications de translation.

Veuillez donner la méthode analytique employée dans votre recherche récente, pour isoler et recenser les vésicules extracellulaires.

Pour recenser et isoler différents petits vésicules/nanoparticles extracellulaires, nous avons utilisé la méthode analytique du fractionnement d'inducteur-flux d'asymétrique-flux (AF4) dans la conjugaison avec le dépistage en ligne de la dispersion de la lumière statique et dynamique et de l'absorbance UV, et un choix de différentes analyses en aval et hors ligne pour les propriétés biophysiques (telles que la microscopie électronique de boîte de vitesses, la microscopie atomique de force, le potentiel de zéta, et la dureté) et de caractérisation moléculaire de composition (telle que la spectrométrie de masse proteomic (MS), la milliseconde lipidomic, la milliseconde de N-glycomic, et le matériel génétique profilant).

Que sont les fonctionnalités uniques de FFF - DLS que t'ont permis de séparer les particules et le groupe les exosomes ?

L'AF4 montre la seule capacité pour séparer des nanoparticles et a été largement utilisé pour caractériser des nanoparticles et des polymères en pharmacies et macromolécules biologiques variées, composés de protéine et virus. La dynamique de la séparation AF4 nous a permise pas simplement de séparer les sous-ensembles exosome distincts mais de recenser également une population nouvelle de nanoparticle que nous avons nommée des « exomeres ».

La mesure en ligne de DLS fournit la mesure hydrodynamique en temps réel de taille des nanoparticles fractionnés. Ceci nous permet d'identifier différentes sous-populations de nanoparticle dans un échantillon donné et guide le groupement des fractions basées sur cette information.

Comment les 3 groupes exosomal que vous recensé sont-ils discernés entre eux ?

En utilisant AF4, nous avons recensé deux sous-populations exosome distinctes (grandes vésicules exosome, Exo-L, 90-120 nanomètre de diamètre ; les petites vésicules exosome, Exo-S, 60-80 nanomètre de diamètre) et ont découvert une population nouvelle et non-membraneuse de nanovesicle nommée des « exomeres » (<50 nanomètre avec une moyenne de 35 nanomètre de diamètre).

Ces nanoparticles sont remarquablement distincts dans leurs propriétés biophysiques telles que la morphologie, la taille, le potentiel de zéta, et la dureté.

Ils chacun contiennent les seules protéines qui sont liées aux voies spécifiques, telles que la signalisation de glycolyse et de mTOR pour des exomeres, le fonctionnement endosomal et des voies de sécrétion pour Exo-S, et les voies de fuseau achromatique et de signalisation IL-2/STAT5 pour Exo-L.

Particulièrement, le profilage proteomic d'Exomere a indiqué un enrichissement en enzymes métaboliques et hypoxie, microtubule et protéines de coagulation.

En outre, chaque sous-ensemble de particules a contenu une composition distincte de profil et de lipide de N-glycosylation, et a montré à cellule la diversité génétique type-dépendante dans la prévalence d'ADN et d'ARN. D'une manière primordiale, ces nanoparticles ont expliqué les configurations distinctes de biodistribution d'organe dans des modèles animaux, proposant leurs différences fonctionnelles in vivo.

Se concentrant sur Exomeres, comment FFF-DLS a-t-il excelé dans votre recherche comparée aux moyens traditionnels employés pour isoler des exosomes ?

Les méthodes traditionnelles telles que l'ultracentrifugation différentielle habituellement ne peuvent pas séparer des exomeres des exosomes efficacement.

En revanche, FFF-DLS peut non seulement résulter en séparation des exomeres des autres sous-ensembles d'exosomes, mais fournit également la mesure en temps réel de la taille hydrodynamique des nanoparticles fractionnés, facilitant l'identification/caractérisation et la collection de fraction et l'analyse en aval des échantillons fractionnés.    

Veuillez donner l'instrumentation de technologie de Wyatt qui vous a aidé avec votre recherche. Pourquoi avez-vous choisi ces produits ?

Les instruments de Wyatt que nous avons pour inclure 1) la glissière AF4 courte, la pièce centrale dans laquelle les nanoparticles sont séparés ; 2) L'ÉCLIPSE AF4, qui règle le flux d'AF4 ; 3) l'aube Heleos II équipé de QELS à la position 100°, qui sont dispersion de la lumière en ligne de multi-cornière (MALS) et moniteurs dynamiques de dispersion (DLS) de la lumière, respectivement.

Quels sont les avantages de combiner FFF et DLS comme vu dans ces produits ?

La séparation des nanoparticles dans des populations de mono-dispersion par FFF active la mesure précise de la taille hydrodynamique des nanoparticles fractionnés par des moniteurs de DLS. Une telle mesure en ligne de la taille de nanoparticle permet immédiatement l'identification/caractérisation de composition de nanoparticle dans un échantillon donné. Ceci facilite également grouper des fractions de nanoparticle avec les propriétés assimilées pour davantage d'analyse en aval.

Quel futur rôle voyez-vous pour des technologies de séparation et de caractérisation de technologie de Wyatt dans le domaine des vésicules extracellulaires ?

Je voudrais voir 1) le développement du système AF4 adapté pour la préparation de large échelle des nanoparticles, et 2) un désaccouplement plus ultérieur des nanoparticles basés sur d'autres biophysique/propriétés biologiques telles que la charge et parties moléculaires spécifiques a continué la surface des nanoparticles.

Où peuvent les lecteurs trouver plus d'informations ?

Aussi bien que des publications de recherches scientifiques, l'université de dispersion de la lumière de Wyatt fournit d'excellents ateliers/leçons pour comprendre les éléments de la dispersion de la lumière et de l'AF4. Les scientifiques d'application chez Wyatt sont une équipe grande pour la consultation pour plus d'information aussi bien https://www.wyatt.com/

Au sujet de Haiying Zhang

Haiying Zhang est un professeur adjoint de la cellule et de la biologie du développement, service de pédiatrie au médicament de Weill Cornell.  

Citations

Please use one of the following formats to cite this article in your essay, paper or report:

  • APA

    Wyatt Technology. (2018, September 19). Exosomes : Sont-ils tout semblables et pourquoi il importe-t-ils ?. News-Medical. Retrieved on January 26, 2020 from https://www.news-medical.net/news/20180801/Exosomes-Are-They-All-Alike-and-Why-Does-it-Matter.aspx.

  • MLA

    Wyatt Technology. "Exosomes : Sont-ils tout semblables et pourquoi il importe-t-ils ?". News-Medical. 26 January 2020. <https://www.news-medical.net/news/20180801/Exosomes-Are-They-All-Alike-and-Why-Does-it-Matter.aspx>.

  • Chicago

    Wyatt Technology. "Exosomes : Sont-ils tout semblables et pourquoi il importe-t-ils ?". News-Medical. https://www.news-medical.net/news/20180801/Exosomes-Are-They-All-Alike-and-Why-Does-it-Matter.aspx. (accessed January 26, 2020).

  • Harvard

    Wyatt Technology. 2018. Exosomes : Sont-ils tout semblables et pourquoi il importe-t-ils ?. News-Medical, viewed 26 January 2020, https://www.news-medical.net/news/20180801/Exosomes-Are-They-All-Alike-and-Why-Does-it-Matter.aspx.