Nagoya (LabNews Media LLC) – Een onderzoeksteam van de Universiteit van Nagoya heeft een nieuwe techniek ontwikkeld om informatie af te lezen van het oppervlak en de binnenkant van individuele extracellulaire blaasjes (EV's) in bloed en urine. Volgens de universiteit zou de methode niet-invasieve tests mogelijk kunnen maken die niet alleen chronische ontstekingen opsporen, maar ook informatie verschaffen over de aangetaste weefsels. De resultaten zijn gepubliceerd in "Cell Reports Physical Science".
Chronische ontsteking ontstaat wanneer het immuunsysteem maanden of jarenlang ontstekingscellen uitzendt, zelfs als er geen gevaar meer is. Het ligt ten grondslag aan kanker, hersenaandoeningen, auto-immuunziekten en hart- en vaatziekten, en veroorzaakt geleidelijk onomkeerbare weefselschade. "Er zijn verschillende conventionele ontstekingsbiomarkers, zoals C-reactief proteïne. Deze kunnen ontstekingen detecteren, maar het is moeilijk om precies aan te geven waar ze optreden", aldus Taiga Ajiri van het Yasui-laboratorium aan de Universiteit van Nagoya.
De onderzoekers gebruikten extracellulaire blaasjes, kleine, door membranen omgeven deeltjes die door cellen in het hele lichaam worden vrijgegeven en moleculaire informatie van hun oorspronkelijke cellen bevatten. Eiwitten op het membraan geven aanwijzingen over het weefsel van herkomst, terwijl microRNA's binnenin de toestand van de oorspronkelijke cellen weerspiegelen; het membraan van het blaasje beschermt de inhoud tijdens het transport door lichaamsvloeistoffen. Conventionele methoden voor het meten van interne microRNA's verstoren echter vaak het membraan van de extracellulaire blaasjes en mengen moleculen van verschillende blaasjes, waardoor interne informatie niet aan oppervlakte-eiwitten kan worden gekoppeld.
Het team gebruikte cellulose-nanovezels (CNF) gemaakt van hout, waarvan de netachtige nanoporiën extracellulaire blaasjes (EV's) kunnen vangen en vasthouden. Naarmate de CNF-vellen drogen, komen de membraangebonden deeltjes dicht bij elkaar, wat membraanfusie bevordert. De onderzoekers gebruikten deze eigenschap om EV's te verbinden met lipiden-nanodeeltjes die moleculaire bakens bevatten – sondes die specifieke microRNA's detecteren. De lipiden-nanodeeltjes brengen de bakens in de EV zonder het membraan te beschadigen; wanneer de bakens zich binden aan hun doel-microRNA's, zenden ze fluorescentie uit.
De methode werd getest op een laboratoriummodel van chronische actieve antilichaamgemedieerde afstoting (CAAMR), een complicatie na niertransplantatie. De onderzoekers identificeerden 71 microRNA's met een veranderde expressie in vrijgekomen endotheelcellen (EV's), waarbij ze zich richtten op het veelvoorkomende microRNA miR-1246. Ze selecteerden ook DPYS, een nier-geassocieerd membraaneiwit, om ontstekingsinformatie te koppelen aan de weefseloorsprong. Na correctie voor de detectie-efficiëntie bevatte ongeveer 10 procent van de EV's van niet-gestimuleerde niercellen miR-1246, vergeleken met ongeveer 40 procent na inflammatoire stimulatie; qPCR-analyse met identieke monsterinput toonde geen statistisch significant verschil aan. In urinemonsters van patiënten met CAAMR, patiënten met immunologische aandoeningen die niet gerelateerd zijn aan de nieren, en gezonde vrijwilligers, differentieerden noch DPYS noch miR-1246 afzonderlijk de groepen duidelijk. EV's met DPYS en miR-1246 waren echter verrijkt bij CAAMR-patiënten, wat wijst op ontsteking geassocieerd met de getransplanteerde nier.
Het team streeft ernaar de extractie van deeltjes te verbeteren en de CNF-procedure te vereenvoudigen, en deze te testen in grotere klinische studies. Omdat urine en bloed met relatief weinig blootstelling kunnen worden verzameld, zou de methode kunnen bijdragen aan minder invasieve onderzoeken en de monitoring van chronische ontstekingsziekten.
