Les vésicules extracellulaires (VE) sont l’un des acteurs clés de la communication intercellulaire chez tous les organismes multicellulaires1. Les VE sont des particules membranaires lipidiques bicouches dérivées de cellules qui peuvent faciliter le transfert d’une variété de charges, telles que des protéines, des lipides et des acides nucléiques, vers les cellules réceptrices. Les VE peuvent avoir une large gamme de tailles allant de 30 nm à 1 μM. Les petits VE (sEV), définis comme des vésicules liées aux lipides d’un diamètre moyen de <200 nm, ont la capacité de traverser la barrière hémato-encéphalique ; par conséquent, ils ont été impliqués dans la propagation et l’exacerbation de maladies neurodégénératives et d’autres affections telles que la maladie d’Alzheimer (MA), la démence frontotemporale (FTD), la maladie de Parkinson (MP) et les cancers 2,3. De plus, comme les sEV peuvent être trouvés dans une gamme de biofluides tels que le sang, le liquide céphalo-rachidien (LCR), la salive et même l’urine, leur utilisation bénéfique peut couvrir le domaine des biomarqueurs et des diagnostics non invasifs. Par exemple, la recherche sur la MA peut indiquer l’utilisation de rapports de protéines pathogènes de biofluides, tels que tau/Aβ, ou même Aβ42/Aβ404.
L’une des cargaisons connues de sEV est le microARN (miARN), un groupe de petites molécules d’ARN non codantes d’environ 22 nucléotides de longueur qui se lient aux régions 3'-UTR de l’ARNm et régulent généralement négativement l’expression des protéines. Impliqués dans de nombreux rôles cellulaires, les miARN ont également été impliqués dans la pathogenèse de diverses maladies, notamment les cancers et les maladies neurodégénératives. Cheng et al. ont effectué une analyse de séquençage à haut débit des signatures d’expression des miARN sEV dérivés du sérum de patients atteints de la maladie d’Alzheimer5. Une fois couplés aux dossiers de neuroimagerie et aux facteurs de risque connus de l’âge, du sexe et de la présentation de l’allèle APOE ε4, les résultats ont permis de prédire la MA avec une sensibilité de 87 % et une spécificité de 77 %. De plus, la recherche a identifié deux miARN du LCR régulés à la hausse (miR-151a-3p, let-7f-5p) et 3 miARN régulés à la baisse (miR-27a-3p, miR-125a-5p et miR-423-5p) qui peuvent potentiellement diagnostiquer la6 à un stade précoce. Dans le cas des maladies pathologiques, l’état pathologique peut précéder certains symptômes caractéristiques des maladies, tandis que dans le cas de la neurodégénérescence, l’accumulation de caractéristiques pathologiques se produit beaucoup plus tôt que le déclin cognitif.
Les microARN sont potentiellement un biomarqueur plus efficace que les protéines, en raison de leurs fonctions diverses et de leur régulation épigénétique d’ordre supérieur. À l’aide de tissus cérébraux, les chercheurs peuvent potentiellement identifier des signatures spécifiques de miARN sEV (BDsEV) dérivées du cerveau pour des maladies et leurs sous-types. Par exemple, les sEV avec des marqueurs neuronaux et gliaux peuvent présenter différentes cargaisons de miARN, et l’analyse peut aboutir à des méthodes plus précises de détection de la maladie. De plus, il est suggéré que les BDsEVs jouent un rôle important dans la propagation transsynaptique des protéines neuropathogènes7. Des rapports antérieurs ont suggéré l’immunoprécipitation et l’ultracentrifugation par gradient de densité (gradient de saccharose) pour obtenir des sEV à partir de tissus cérébraux fraîchement congelés 8,9. Cependant, ces approches nécessitent une infrastructure spécifique avec des méthodes d’ultracentrifugation et de purification en aval pour obtenir des échantillons sEV de haute qualité10. Des rapports plus récents ont suggéré plusieurs modifications et améliorations à l’approche 11,12,13 ; Cependant, malgré cela, l’isolement et l’étude des microARN dérivés de sEV à partir de tissus humains ne sont pas encore largement appliqués. L’approche décrite dans ce protocole vise à fournir un protocole affiné, étape par étape, pour l’étude de la sEV dérivée du cerveau afin d’améliorer l’accessibilité à cette technique. Nous avons établi un protocole utilisant des quantités minimales de tissu cérébral, à partir duquel nous avons isolé des sEV purs à l’aide de la chromatographie d’exclusion stérique et montré des données de séquençage de nouvelle génération de haute qualité à partir de la cargaison de microARN de ces sEV.