Exosomes: ¿Son todo semejantes y porqué él importan?

En esta entrevista, Haiying Zhang, profesor adjunto de la célula y de la biología de revelado del departamento de la pediatría en el remedio de Weill Cornell habla con las noticias - médicas sobre la importancia de Exosomes.

¿Cuáles son exosomes y porqué es él importantes entender diferencias entre ellas?

Exosomes es vesículas extracelulares nanosized de la membrana del origen endosomal secretadas por la mayoría de la célula pulsa si no todos, incluyendo las células cancerosas. Estas vesículas de la membrana llevan un arsenal de macromoléculas biológico funcionales, incluyendo las proteínas, el material genético (e.g., mRNAs, los miRNAs, los lnRNAs, DNA), los metabilitos y los lípidos, que se reclutan y se empaquetan selectivamente en exosomes.

Exosomes puede transferir horizontalmente su cargamento a las células receptoras, de tal modo actuando como vehículos de la comunicación intercelular en condiciones fisiológicas y patológicas.

Es evidente que las diferencias de tamaño, las moléculas superficiales y química, y las propiedades mecánicas entre subpoblaciones exosome todas contribuyen colectivamente a su biodistribution y funciones sistémicas in vivo.

Una caracterización más avanzada de las firmas moleculares asociadas a cada subconjunto de exosomes facilitará sin obstrucción la identificación de los biomarkers diagnósticos/pronósticos potenciales para la progresión del cáncer y otros pathogeneses. Tal conocimiento también ofrecerá los análisis razonados para desarrollar medios terapéuticos exosome-basados en juicios clínicas.

exosomes     

Haber de imagen: Shutterstock/paulista

¿Cuáles son los retos asociados a distinguir exosomes?

Secreto de las células una variedad de nanoparticles/de micropartículas con diversas tallas. Sin embargo, los medios tradicionales no pueden separar exosomes de otras poblaciones de partículas eficientemente debido a los retos técnicos.

Por lo tanto, los exosomes aislados constituyen una población heterogénea y éste ha obstaculizado nuestra comprensión de su biogénesis, composición molecular, biodistribution y funciones in vivo, y fomenta usos de translación.

Contornee por favor el método analítico usado en su investigación reciente, para aislar y para determinar las vesículas extracelulares.

Para determinar y aislar las diversos pequeños vesículas/nanoparticles extracelulares, empleamos el método analítico del fraccionamiento del campo-flujo del asimétrico-flujo (AF4) en la conjugación con la detección en línea de la dispersión luminosa estática y dinámica y de la absorción ULTRAVIOLETA, y un arsenal de diversos análisis rio abajo, fuera de línea para las propiedades biofísicas (tales como microscopia electrónica de transmisión, microscopia atómica de la fuerza, potencial de la zeta, y rigidez) y de la caracterización molecular de la composición (tal como espectrometría de masa proteomic (MS), ms lipidomic, ms de N-glycomic, y material genético que perfila).

¿Cuáles son las características únicas de FFF - DLS que permitieron que usted separara las partículas y al grupo los exosomes?

El AF4 exhibe capacidad única para separar nanoparticles y se ha utilizado extensamente para caracterizar nanoparticles y los polímeros en productos farmacéuticos y las diversos macromoléculas, complejos de la proteína y virus biológicos. El rango dinámico de la separación AF4 acaba de permitir que separáramos subconjuntos exosome distintos pero también que determináramos una población nueva del nanoparticle que llamamos los “exomeres”.

La medición en línea de DLS ofrece la medición hidrodinámica en tiempo real de la talla de nanoparticles fraccionados. Esto permite que reconozcamos diversas subpoblaciones del nanoparticle en una muestra dada y conduce agrupar de las fracciones basadas en esta información.

¿Cómo están los 3 grupos exosomal que usted determinó distinguido de uno a?

Empleando AF4, hemos determinado dos subpoblaciones exosome distintas (vesículas exosome grandes, Exo-L, 90-120 nanómetro en diámetro; las pequeñas vesículas exosome, Exo-S, 60-80 nanómetro en diámetro) y han descubierto una población nueva, no-membranosa del nanovesicle llamada los “exomeres” (<50 nanómetro con un promedio de 35 nanómetro en diámetro).

Estos nanoparticles son notable distintos en sus propiedades biofísicas tales como morfología, talla, potencial de la zeta, y rigidez.

Cada uno contienen las proteínas únicas que se relacionan con los caminos específicos, tales como transmisión de señales de la glicolisis y del mTOR para los exomeres, la función endosomal y los caminos de la secreción para Exo-S, y los caminos mitotic del huso y de la transmisión de señales IL-2/STAT5 para Exo-L.

Específicamente, el perfilado proteomic de Exomere reveló un enriquecimiento en enzimas metabólicas e hipoxia, microtubule y las proteínas de la coagulación.

Además, cada subconjunto de la partícula contuvo una composición distinta del perfil y de lípido del N-glycosylation, y mostró a célula diversidad genética tipo-relacionada en incidencia de la DNA y del ARN. Importantemente, estos nanoparticles demostraron configuraciones distintas del biodistribution del órgano en los modelos animales, sugiriendo sus diferencias funcionales in vivo.

¿Centrándose en Exomeres, cómo FFF-DLS sobresalió en su investigación comparada a los medios tradicionales usados a los exosomes del aislante?

Los métodos tradicionales tales como ultracentrifugación diferenciada no pueden separar generalmente exomeres de exosomes eficientemente.

En cambio, FFF-DLS puede no sólo dar lugar a la separación de exomeres de los otros subconjuntos de exosomes, pero también ofrece la medición en tiempo real de la talla hidrodinámica de nanoparticles fraccionados, facilitando la identificación/la caracterización y la colección de la fracción y el análisis rio abajo de las muestras fraccionadas.    

Contornee por favor la instrumentación de la tecnología de Wyatt que le ayudó con su investigación. ¿Por qué usted eligió estos productos?

Los instrumentos que tenemos incluir 1) el canal corto AF4, el pedazo central de Wyatt dentro del cual se separan los nanoparticles; 2) El ECLIPSE AF4, que controla el flujo de AF4; 3) el amanecer Heleos II equipado de QELS en la posición 100°, que son dispersión luminosa del multi-ángulo en línea (MALS) y monitores dinámicos de la dispersión (DLS) luminosa, respectivamente.

¿Cuáles son las ventajas de combinar FFF y DLS como se ve en estos productos?

La separación de nanoparticles en poblaciones de la mono-dispersión por FFF habilita la medición exacta de la talla hidrodinámica de nanoparticles fraccionados por los monitores de DLS. Tal medición en línea de la talla del nanoparticle permite inmediatamente la identificación/la caracterización de la composición del nanoparticle en una muestra dada. Esto también facilita el agrupar de fracciones del nanoparticle con las propiedades similares para el análisis rio abajo adicional.

¿Qué papel futuro usted ve para las tecnologías de la separación y de la caracterización de la tecnología de Wyatt en el campo de vesículas extracelulares?

Quisiera ver 1) el revelado del sistema AF4 conveniente para la preparación del gran escala de nanoparticles, y 2) la separación ulterior de los nanoparticles basados en otras propiedades biofísicas/bioquímicas tales como carga y mitades moleculares específicas continuó la superficie de los nanoparticles.

¿Dónde pueden los programas de lectura encontrar más información?

Así como publicaciones de la investigación científica, la universidad de la dispersión luminosa de Wyatt ofrece talleres excelentes/las lecciones para entender los fundamentos de la dispersión luminosa y de AF4. Los científicos del uso en Wyatt son grandes personas para la consulta para más información también https://www.wyatt.com/

Sobre Haiying Zhang

Haiying Zhang es profesor adjunto de la célula y de la biología de desarrollo, departamento de la pediatría en el remedio de Weill Cornell.  

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