Nagoya (LabNews Media LLC) – Zespół badawczy z Uniwersytetu Nagoya opracował nową technikę odczytu informacji z powierzchni i wnętrza pojedynczych pęcherzyków zewnątrzkomórkowych (EV) we krwi i moczu. Według uniwersytetu, metoda ta może umożliwić nieinwazyjne testy, które nie tylko wykrywają przewlekły stan zapalny, ale także dostarczają informacji o dotkniętych nim tkankach. Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie „Cell Reports Physical Science”.
Przewlekły stan zapalny rozwija się, gdy układ odpornościowy wysyła komórki zapalne przez miesiące lub lata, nawet gdy nie ma już zagrożenia. Leży on u podstaw raka, chorób mózgu, chorób autoimmunologicznych i chorób układu krążenia, a także stopniowo powoduje nieodwracalne uszkodzenia tkanek. „Istnieje kilka konwencjonalnych biomarkerów stanu zapalnego, takich jak białko C-reaktywne. Mogą one wykrywać stan zapalny, ale trudno jest określić jego miejsce występowania” – powiedziała Taiga Ajiri z Laboratorium Yasui na Uniwersytecie Nagoi.
Naukowcy wykorzystali pęcherzyki zewnątrzkomórkowe – maleńkie cząsteczki otoczone błoną, uwalniane przez komórki w całym organizmie, które przenoszą informacje molekularne z komórek, z których pochodzą. Białka na błonie dostarczają wskazówek dotyczących tkanki, z której pochodzą, podczas gdy mikroRNA wewnątrz niej odzwierciedlają stan komórek pochodzenia; błona pęcherzyka chroni ładunek podczas jego przemieszczania się przez płyny ustrojowe. Jednak konwencjonalne metody pomiaru wewnętrznych mikroRNA często zaburzają błonę pęcherzyka zewnątrzkomórkowego (EV) i mieszają cząsteczki z wielu pęcherzyków, uniemożliwiając połączenie informacji wewnętrznej z białkami powierzchniowymi.
Zespół wykorzystał arkusze nanowłókien celulozowych (CNF) wykonane z drewna, których siatkowate nanopory mogą uwięzić i zatrzymać pęcherzyki zewnątrzkomórkowe (EV). Gdy arkusze CNF wysychają, cząsteczki związane z błoną komórkowej wchodzą w ścisły kontakt, co sprzyja fuzji błon. Naukowcy wykorzystali tę właściwość do połączenia pęcherzyków zewnątrzkomórkowych (EV) z nanocząsteczkami lipidowymi zawierającymi molekularne sygnalizatory – sondy wykrywające specyficzne mikroRNA. Nanocząsteczki lipidowe dostarczają sygnały do pęcherzyka zewnątrzkomórkowego (EV) bez naruszania błony; gdy sygnały te wiążą się z docelowymi mikroRNA, emitują fluorescencję.
Metodę przetestowano na laboratoryjnym modelu przewlekłego aktywnego odrzucenia zależnego od przeciwciał (CAAMR), powikłania po przeszczepieniu nerki. Naukowcy zidentyfikowali 71 mikroRNA o zmienionej ekspresji w uwolnionych komórkach śródbłonka (EV), koncentrując się na powszechnym mikroRNA miR-1246. Wybrali również DPYS, białko błonowe związane z nerkami, aby powiązać informacje o zapaleniu z pochodzeniem tkankowym. Po dostosowaniu do wydajności wykrywania, około 10 procent EV z niestymulowanych komórek nerkowych zawierało miR-1246, w porównaniu do około 40 procent po stymulacji zapalnej; analiza qPCR z identycznym wejściem próbki nie wykazała statystycznie istotnej różnicy. W próbkach moczu pobranych od pacjentów z CAAMR, pacjentów z chorobami immunologicznymi niezwiązanymi z nerkami oraz zdrowych ochotników, ani DPYS, ani miR-1246 same w sobie nie różnicowały wyraźnie grup. Jednakże EV z DPYS i miR-1246 były wzbogacone u pacjentów z CAAMR, co wskazuje na stan zapalny związany z przeszczepioną nerką.
Zespół dąży do udoskonalenia ekstrakcji cząstek i uproszczenia procedury CNF, a także przetestowania jej w większych badaniach klinicznych. Ponieważ pobieranie moczu i krwi odbywa się przy stosunkowo niskim narażeniu, metoda ta może przyczynić się do mniej inwazyjnych badań i monitorowania przewlekłych chorób zapalnych.
