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La méthylation de l'ADN est une modification épigénétique majeure qui se produit dans les cellules humaines. La méthylation de l'ADN fait référence au lien entre les groupes méthyliques et les résidus de cytosine dans les dinuccléotides du CpG. De tels dinucleotides se trouvent habituellement dans les grappes (îles CpG) à la région de 5' des gènes1. Dans les cellules normales, la plupart de ces dinucléotides existent dans un état non méthylé, ce qui permet la transcription de l'ADN. Incidemment, de nombreux cancers sont associés à des îles cpG hyperméthylées et au silençage transcriptomique2, en particulier dans les gènes suppresseurs de tumeurs, qui à leur tour contribuent à diverses caractéristiques du cancer3.
D'autre part, les éléments nucléaires entrecoupés de longue durée-1 (LINE-1 ou L1) sont des éléments d'ADN répétitifs et transposables qui ont normalement des niveaux élevés de méthylation dans les îles CpG. La méthylation de LINE-1 empêche la translocation et aide à maintenir l'intégrité du génome. Dans plusieurs types de cancer, LINE-1 est hypométhylé, ce qui entraîne l'activation et l'instabilité chromosomique rétrotransposition-négociée subséquente4. LINE-1 représente près de 17% du génome humain5, et son statut de méthylation peut servir d'indicateur des niveaux de méthylation génomique mondiale6. L'hypométhylation globale de LINE-1 est considérée pour précéder la transition des cellules à un phénotype de tumeur7; par conséquent, il est prometteur comme marqueur potentiel pour l'début précoce du cancer.
Actuellement, il existe plusieurs méthodes pour l'analyse de la méthylation, y compris le pyrosequencing, la méthylation spécifique PCR, microarrays, et l'immunoprécipitation de chromatine1. L'utilisation du séquençage de nouvelle génération a également permis d'intégrer des approches à l'échelle du génome pour la détection de la méthylation de l'ADN. Bon nombre de ces méthodes reposent sur l'ADN traité au bisulfite, dans lequel les cytosines non méthylées sont converties en uracil et les cytosines méthylées restent inchangées. Cependant, le travail avec l'ADN bisulfite-traité a plusieurs pièges, tels que les conversions incomplètes des cytosines unmethylées à l'uracil, l'amplification biaisée des séquences, et les erreurs de séquençage8.
Dans l'amplification de sonde méthylation-spécifique (MSPA), les sondes composées de deux oligonucléotides ciblent des séquences d'ADN contenant un emplacement de restriction (GCGC) pour l'enzyme de restriction méthylation-sensible HhaI9. Une fois que les sondes s'hybrident à l'ADN, chaque échantillon est divisé en deux ensembles. Les sondes dans le premier ensemble subissent une ligature, tandis que les sondes dans le deuxième ensemble subissent une ligature suivie d'une digestion Médiée par HhaI sur les sites CGCG non méthylés. Les deux ensembles d'échantillons sont ensuite amplifiés par PCR, et les produits sont séparés par l'électrophorèse capillaire. Les sondes sur les sites non méthylés sont digérées par HhaI et ne sont pas amplifiées pendant le PCR, ce qui n'entraîne aucun signal de pointe. En revanche, les sondes sur les sites méthylés sont protégées de la digestion et sont donc amplifiées pendant pcR, générant par la suite des signaux de pointe10.
MSPA a plusieurs avantages par rapport aux méthodes alternatives. Tout d'abord, il nécessite une faible quantité d'ADN (50 à 100 ng) et est bien adapté pour l'analyse de l'ADN à partir d'échantillons de paraffine fixée parlinanine formaline10. Il ne nécessite pas d'ADN bisulfite-traité; en fait, il est impropre à l'ADN qui est modifié de cette façon. De nombreux échantillons peuvent être analysés en même temps, et les sondes MSPA peuvent être conçues de telle sorte qu'elles ciblent plusieurs gènes ou séquences simultanément. En outre, les sondes sont spécifiques et sensibles pour l'ADN méthylé que le site de restriction HhaI correspond à une séquence qui est typique des îles CpG10.
Cette étude a étudié les effets des vésicules extracellulaires (VES) dérivées de l'ostéosarcome (OS) sur la méthylation LINE-1 dans les cellules souches mésenchymales dérivées du tissu adipeux (AT-MSCs; Figure 1). Les véhicules électriques sont des vésicules à l'échelle nanométrique et membranaire sécrétées par la plupart des types de cellules. Ils transportent des protéines, des lipides, de l'ARNm, des microARN et des molécules supplémentaires provenant des cellules parentes11,12. Les véhicules électriques jouent la médiation de la communication intercellulaire et jouent des rôles importants dans plusieurs conditions pathophysiologiques13,14. Une étude récente a montré que les véhicules électriques dérivés du cancer peuvent transférer le LINE-1 actif aux cellules receveuses15. Il a été rapporté plus tôt que les véhicules électriques de la lignée cellulaire HOS-143B peuvent modifier le statut de méthylation de LINE-1 dans les MSC, en plus d'autres effets génétiques16.
Lors de la culture des cellules pour l'isolement des véhicules électriques, il est important d'utiliser le sérum bovin fœtal appauvri par les véhicules électriques dans le milieu de croissance, puisque les véhicules électriques dérivés du FBS peuvent interférer avec les véhicules électriques provenant d'autres sources et entraver les résultats17,18. L'ultracentrifugation est l'une des méthodes les plus courantes pour épuiser les véhicules électriques de FBS. Il s'agit d'une procédure relativement simple et rentable par rapport à des alternatives telles que l'ultrafiltration et commerciale EV-appauvri FBS19. Ici, le protocole montre également comment préparer EV-appauvri FBS par ultracentrifugation.
Cet article présente un protocole détaillé pour les techniques susmentionnées, de l'isolement des véhicules électriques d'une lignée cellulaire OS à l'analyse de méthylation de LINE-1 dans les MSC traités PAR OS-EV (Figure 1).