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Exosomes: Sono tutto il simili e perché importano?

In questa intervista, Haiying Zhang, assistente universitario della cella e della biologia di sviluppo dal dipartimento della pediatria alla medicina di Weill Cornell parla con notizie - mediche circa l'importanza di Exosomes.

Che cosa sono exosomes e perché sono importanti da capire le differenze loro?

Exosomes è vescicole extracellulari nanosized della membrana dell'origine endosomal secernute dalla maggior parte della cella digita se non tutti, compreso le cellule tumorali. Queste vescicole della membrana portano una schiera delle macromolecole biologicamente funzionali, compreso le proteine, il materiale genetico (per esempio, mRNAs, i miRNAs, lnRNAs, DNA), i metaboliti ed i lipidi, che selettivamente sono reclutati ed imballati nei exosomes.

Exosomes può trasferire orizzontalmente il loro carico alle celle riceventi, quindi fungenti da veicoli della comunicazione intercellulare sia nelle circostanze fisiologiche che patologiche.

È evidente che le differenze nella dimensione, molecole di superficie e chimica e beni meccanici fra le sottopopolazioni exosome tutti contribuiscono collettivamente alla loro distribuzione biologica e funzioni sistematiche in vivo.

La caratterizzazione più avanzata delle impronte molecolari connesse con ogni sottoinsieme dei exosomes faciliterà chiaramente l'identificazione biomarcatori diagnostici/prognostici potenziali per la progressione del cancro ed altri pathogeneses. Tale conoscenza egualmente fornirà le spiegazioni razionali per i mezzi terapeutici basati exosome di sviluppo nei test clinici.

exosomes     

Credito di immagine: Shutterstock/paulista

Che cosa sono le sfide connesse con la differenziazione dei exosomes?

Segreto delle cellule varie nanoparticelle/microparticelle con differenti dimensioni. Tuttavia, i mezzi tradizionali non possono separare efficientemente i exosomes da altre popolazioni delle particelle dovuto le sfide tecniche.

Di conseguenza, i exosomes isolati costituiscono una popolazione eterogenea e questo ha ostacolato la nostra comprensione della loro biogenesi, composizione molecolare, distribuzione biologica e funzioni in vivo ed avanza le applicazioni di traduzione.

Descriva prego il metodo analitico impiegato nella vostra ricerca recente, per isolare ed identificare le vescicole extracellulari.

Per identificare ed isolare le piccole vescicole/nanoparticelle extracellulari differenti, abbiamo impiegato il metodo analitico di frazionamento di campo-flusso di asimmetrico-flusso (AF4) nella coniugazione con rilevazione online dello scattering leggero statico e dinamico e della capacità di assorbimento UV e una schiera delle analisi a valle e offline differenti per i beni biofisici (quali microscopia elettronica di trasmissione, microscopia atomica della forza, potenziale Zeta e rigidezza) e della caratterizzazione molecolare della composizione (quali spettrometria di massa proteomic (MS), il ms lipidomic, il ms di N-glycomic ed il materiale genetico che profila).

Che cosa sono le funzionalità uniche di FFF - DLS che hanno permesso che separaste le particelle ed il gruppo i exosomes?

Il AF4 esibisce la capacità unica per separare le nanoparticelle ed ampiamente è stato utilizzato per caratterizzare le nanoparticelle e polimeri in prodotti farmaceutici e vari macromolecole, complessi della proteina e virus biologici. La gamma dinamica della separazione AF4 ha permesso che non appena noi separassimo i sottoinsiemi exosome distinti ma anche identificassimo una popolazione novella di nanoparticella che abbiamo definito “exomeres„.

La misura online di DLS fornisce la misura idrodinamica in tempo reale di dimensione delle nanoparticelle frazionate. Ciò permette che noi riconosciamo le sottopopolazioni differenti di nanoparticella in un campione dato e che guida il raggruppamento delle frazioni basate su questi informazioni.

Come i 3 gruppi exosomal che voi identificato sono distinti l'uno dall'altro?

Impiegando AF4, abbiamo identificato due sottopopolazioni exosome distinte (grandi vescicole exosome, Exo-L, 90-120 nanometro di diametro; le piccole vescicole exosome, Exo-S, 60-80 nanometro di diametro) ed hanno scoperto una popolazione novella e non membranosa del nanovesicle definita “exomeres„ (<50 nanometro con una media di 35 nanometro di diametro).

Queste nanoparticelle sono notevolmente distinte nei loro beni biofisici quali la morfologia, la dimensione, il potenziale Zeta e la rigidezza.

Ciascuna contengono le proteine uniche che sono collegate con le vie specifiche, quale la segnalazione del mTOR e di glicolisi per i exomeres, la funzione endosomal e le vie della secrezione per Exo-S e le vie di segnalazione IL-2/STAT5 e del fuso per Exo-L.

Specificamente, il delineamento proteomic di Exomere ha rivelato un arricchimento in enzimi metabolici ed ipossia, microtubulo e proteine di coagulazione.

Ancora, ogni sottoinsieme della particella ha contenuto un profilo della N-glicosilazione e una composizione lipidica distinti ed ha mostrato a cella la diversità genetica tipo-dipendente nella prevalenza del RNA e del DNA. D'importanza, queste nanoparticelle hanno dimostrato i reticoli distinti di distribuzione biologica dell'organo nei modelli animali, suggerenti le loro differenze funzionali in vivo.

Mettendo a fuoco su Exomeres, come FFF-DLS ha eccelso nella vostra ricerca confrontata ai mezzi tradizionali usati ai exosomes dell'isolato?

I metodi tradizionali quale l'ultracentrifugazione differenziale non possono separare solitamente efficientemente i exomeres dai exosomes.

Al contrario, FFF-DLS può non solo derivare nella separazione di exomeres dagli altri sottoinsiemi dei exosomes, ma egualmente fornisce la misura in tempo reale della dimensione idrodinamica delle nanoparticelle frazionate, facilitando l'identificazione/caratterizzazione e la raccolta della frazione e l'analisi a valle dei campioni fractioned.    

Descriva prego la strumentazione della tecnologia di Wyatt che vi ha aiutato con la vostra ricerca. Perché avete scelto questi prodotti?

Gli strumenti che abbiamo comprendere 1) il breve canale AF4, il pezzo centrale di Wyatt all'interno di cui le nanoparticelle sono separate; 2) L'ECLIPSE AF4, che gestisce il flusso di AF4; 3) l'alba Heleos II fornito rispettivamente di QELS alla posizione 100°, che sono scattering online dell'indicatore luminoso (MALS) di multi-angolo e videi leggeri (DLS) dinamici di scattering.

Che cosa sono i vantaggi di combinazione FFF e del DLS come si vede in questi prodotti?

La separazione di nanoparticelle nelle popolazioni di mono-diffusione da FFF permette alla misura accurata della dimensione idrodinamica delle nanoparticelle frazionate dai videi di DLS. Tale misura online della dimensione di nanoparticella permette immediatamente l'identificazione/caratterizzazione della composizione di nanoparticella in un campione dato. Ciò egualmente facilita raggruppare le frazioni di nanoparticella con i simili beni per ulteriore analisi a valle.

Che ruolo futuro vedete per le tecnologie di caratterizzazione e della separazione dalla tecnologia di Wyatt nel campo delle vescicole extracellulari?

Vorrei vedere 1) lo sviluppo del sistema AF4 adatto per il preparato della larga scala delle nanoparticelle e 2) la separazione più ulteriore delle nanoparticelle basate altri beni biofisici/biochimici quale la tassa e parti molecolari specifiche ha continuato la superficie delle nanoparticelle.

Dove possono i lettori trovare più informazioni?

Così come le pubblicazioni di ricerca scientifica, l'università di scattering dell'indicatore luminoso di Wyatt fornisce i laboratori eccellenti/lezioni per la comprensione delle basi dello scattering e di AF4 leggeri. Gli scienziati dell'applicazione a Wyatt sono un grande gruppo per consultazione per più informazioni pure https://www.wyatt.com/

Circa Haiying Zhang

Haiying Zhang è un assistente universitario della cella & della biologia dello sviluppo, dipartimento della pediatria alla medicina di Weill Cornell.  

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    Wyatt Technology. (2018, September 19). Exosomes: Sono tutto il simili e perché importano?. News-Medical. Retrieved on July 15, 2020 from https://www.news-medical.net/news/20180801/Exosomes-Are-They-All-Alike-and-Why-Does-it-Matter.aspx.

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