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Les vésicules extracellulaires (VE) sont des vésicules membranaires d’origine cellulaire de taille nanométrique qui peuvent être isolées de nombreux fluides biologiques, notamment le sang, le lait maternel, la salive, l’urine, la bile, le suc pancréatique et les fluides céphalo-rachidien et péritonéal. La dérivation des VE se produit par trois mécanismes principaux : l’apoptose, la libération par fusion de corps multivésiculaires avec la membrane plasmique et le gonflement de la membrane plasmique1. Les preuves du transfert par EV de composants cellulaires du donneur vers des cellules et des tissus voisins ou éloignés suggèrent que ces paquets enfermés dans la membrane peuvent jouer un rôle important dans les cascades de signalisation paracrine ainsi que de longue distance ou endocrinienne 1,2,3. Parce que les VE peuvent fournir un instantané du phénotype d’une cellule, le potentiel de leur utilisation comme outils diagnostiques et thérapeutiques pour le traitement de diverses maladies est devenu un domaine de recherche actif 4,5,6,7,8.
De nombreuses méthodes visant à la caractérisation des VE ont été développées 9,10,11,12,13. La plupart de ces méthodes fournissent des informations uniques et précieuses sur les populations de VE, principalement en vrac. Bien qu’un sous-ensemble de ces techniques puisse fournir des détails sur les substances contenues dans ou sur des VE uniques, il peut y avoir des limites à la caractérisation des VE au niveau d’un seul VE. Par exemple, l’immuno-microscopie électronique peut être utilisée pour comprendre les VE uniques et leur composition, mais cette technique est à faible débit, très limitée dans sa capacité à être utilisée pour décrire la dynamique des populations et nécessite le développement de méthodes importantes14.
Récemment, le développement et la commercialisation de la technique du capteur d’imagerie de réflectance interférométrique à particule unique (SP-IRIS), via la plateforme ExoView, ont ouvert la caractérisation individuelle des VE à l’aide d’une méthode de collecte de données automatisée simple et routinière. Le cœur de cette technologie est la puce, une double couche Si/SiO2 de 1 cm x 1 cm, qui permet la mesure interférométrique de nanoparticules biologiques uniques. La puce est dotée d’un microréseau de points d’anticorps fonctionnalisés individuels, ce qui permet de détecter multiplexement jusqu’à six types de capture différents. Les puces standard incluent les marqueurs tétraspanines courants (CD81, CD63 et CD9) pour la capture pendant l’étape d’incubation, et l’utilisateur peut ajouter des points de capture personnalisés supplémentaires pour isoler des populations distinctes de VE distinctes des tétraspanines. Après l’étape d’incubation, chaque point de capture a lié à lui de nombreux EV qui expriment le marqueur correspondant. Ces EV capturés peuvent ensuite être simplement lavés, séchés et scannés dans le lecteur pour quantifier la taille des vésicules liées au point de capture entre 50 et 200 nm afin d’obtenir une distribution de taille pondérée en nombre via SP-IRIS15. Le système offre également trois canaux de détection fluorescente pour l’immunomarquage des VE capturés, et fournit à la fois l’intensité fluorescente moyenne, qui n’est pas limitée par la taille telle que les mesures SP-IRIS, et les aspects de colocalisation pour chaque coloration fluorescente. Cela permet à l’utilisateur de définir des populations de VE uniques sur la base de l’affichage de quatre biomarqueurs différents par VE (capture plus trois marqueurs immunofluorescents). Le système peut aller au-delà de la mesure des protéines de surface avec l’immunofluorescence, car un protocole de fret facultatif permet à l’utilisateur de sonder les protéines intérieures des VE capturés et les épitopes luminaux des marqueurs de surface couvrant la membrane, ainsi que de vérifier l’intégrité de la membrane EV. Dans cet article, nous fournissons un protocole détaillé décrivant les étapes nécessaires pour obtenir des données cohérentes concernant la taille et le nombre de VE, avec jusqu’à quatre biomarqueurs différents à un seul niveau de VE sur de grandes populations de VE. Cette technique peut être utilisée à la fois sur des fluides biologiques non traités et sur des VE isolés à l’aide d’un certain nombre de techniques, telles que l’ultracentrifugation, l’ultrafiltration, les agents précipitants, la capture d’immunoaffinité, la microfluidique et la chromatographie d’exclusion stérique.
Le protocole décrit ci-dessous utilise des vésicules extracellulaires (VE) dérivées de milieux de culture cellulaire HEK 293 et du sérum de souris en utilisant une méthode d’isolement établie16. Le protocole a été appliqué à de nombreux autres fluides biologiques, milieux de culture cellulaire et vésicules extracellulaires purifiées isolées de fluides biologiques. Ce protocole est divisé en une procédure de deux jours avec le flux de travail d’une expérience typique illustrée à la figure 1.

Figure 1 : Flux de travail du dosage. Flux de travail d’analyse pour choisir le type d’analyse à effectuer pour l’échantillon entre la taille et le nombre, le nombre de tailles et la coloration de surface, et le nombre de tailles et la coloration de la cargaison. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.