Aislamiento en un solo paso de vesículas extracelulares a partir de muestras de gran volumen con un dispositivo microfluídico A4F bifurcado

Miks Priedols; Gunita Paidere; Pauls Kaukis; Cristina Bajo-Santos; Arnita Spule; Antons Miscenko; Gatis Mozolevskis; Roberts Rimsa; Arturs Abols

doi:10.3791/66019

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Artículo de método

Aislamiento en un solo paso de vesículas extracelulares a partir de muestras de gran volumen con un dispositivo microfluídico A4F bifurcado

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DOI:

10.3791/66019

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2 de febrero de 2024

Miks Priedols^*¹ , Gunita Paidere^*² , Pauls Kaukis^*¹ , Cristina Bajo-Santos¹ , Arnita Spule³^,⁴ , Antons Miscenko¹ , Gatis Mozolevskis²^,³ , Roberts Rimsa²^,³ , Arturs Abols¹^,³

¹Latvian Biomedical Research and Study Centre, ²Institute of Solid-State Physics, University of Latvia, ³Cellbox labs LTD, Atari, ⁴Faculty of Materials Science and Applied Chemistry, Institute of General Chemical Engineering, Riga Technical university

^* These authors contributed equally

En este artículo

Resumen

Las vesículas extracelulares son muy prometedoras para las aplicaciones biomédicas, pero los métodos de aislamiento actuales requieren mucho tiempo y no son prácticos para el uso clínico. En este estudio, presentamos un dispositivo microfluídico que permite el aislamiento directo de vesículas extracelulares de grandes volúmenes de biofluidos de forma continua y con pasos mínimos.

Resumen

Las vesículas extracelulares (VE) tienen un inmenso potencial para diversas aplicaciones biomédicas, como el diagnóstico, la administración de fármacos y la medicina regenerativa. Sin embargo, las metodologías actuales para aislar los vehículos eléctricos presentan desafíos significativos, como la complejidad, el consumo de tiempo y la necesidad de equipos voluminosos, lo que dificulta su traslación clínica. Para abordar estas limitaciones, nos propusimos desarrollar un sistema microfluídico innovador basado en tiol-eno de copolímero de olefina cíclica fuera de estequiometría (COC-OSTE) para el aislamiento eficiente de EV de muestras de gran volumen de manera continua. Al utilizar la separación basada en el tamaño y la flotabilidad, la tecnología utilizada en este estudio logró una distribución de tamaño significativamente más estrecha en comparación con los enfoques existentes a partir de muestras de orina y medios celulares, lo que permite apuntar a fracciones específicas de tamaño EV en aplicaciones futuras. Nuestro innovador diseño de dispositivo microfluídico COC-OSTE, que utiliza la tecnología de fraccionamiento de flujo de campo de flujo asimétrico bifurcado, ofrece un enfoque de aislamiento EV sencillo y continuo para muestras de gran volumen. Además, el potencial para la fabricación en masa de este dispositivo microfluídico ofrece escalabilidad y consistencia, lo que hace factible integrar el aislamiento de EV en diagnósticos clínicos rutinarios y procesos industriales, donde la alta consistencia y rendimiento son requisitos esenciales.

Introducción

Las vesículas extracelulares (VE) son partículas derivadas de células unidas a la membrana que comprenden dos tipos principales: exosomas (30-200 nm) y microvesículas (200-1000 nm)¹. Los exosomas se forman a través de la gemación hacia adentro de la membrana endosomal dentro de un cuerpo multivesicular (MVB), liberando vesículas intraluminales (ILV) en el espacio extracelular al fusionarse con la membrana plasmática¹. Por el contrario, las microvesículas se generan por gemación y fisión hacia afuera de la membrana celular². Los VE desempeñan un papel crucial en la comunicación intercelular mediant....