$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
שלפוחיות חוץ-תאיות קטנות שמקורן בתאי גזע מזנכימליים (MSC-sEVs) הן שלפוחיות הטרוגניות המועשרות ברכיבים מרובים כגון mRNA, מיקרו-RNA, ציטוקינים, ליפידים ומטבוליטים1. בשנים האחרונות, מחקרים רבים הדגישו את הפוטנציאל הטיפולי העצום של MSC-sEVs כשיטת טיפול נטולת תאים עם תופעות לוואי מינימליות2, והראו הבטחה בטיפול בספקטרום של מצבים, כולל הזדקנות, ניוון רקמות, סרטן והפרעה דלקתית 3,4,5,6 . עם זאת, אתגר קריטי נמשך במיצוי sEV בקנה מידה גדול, כאשר שיטות מסורתיות מוכיחות את עצמן כעתירות זמן או בלתי אפשריות מבחינה כלכלית. יתר על כן, הבטחת שחזור היא בעלת חשיבות עליונה ליישום קליני ותרגום של טיפולים מבוססי EV7. חוקרים זקוקים נואשות לשיטת טיהור שהיא לא רק פשוטה ויעילה אלא גם תואמת לתקני GMP (תנאי ייצור נאותים)8.
שיטות הטיהור הקונבנציונליות, כולל אולטרה-צנטריפוגה, אולטרה-סינון, כרומטוגרפיה של אי הכללת גודל, אימונואפיניות ומשקעי פולימרים, יושמו בהרחבה במחקרים קודמים9. באופן כללי, שיטות מסורתיות לבידוד sEV מציגות מגבלות כגון שיעור תפוקה נמוך, טוהר פגום ואתגרים בעמידה בתקנים אספטיים מחמירים. יתר על כן, מחקרים קודמים דיווחו על הפוטנציאל של טכניקות מבטיחות כמו מערכות מיקרופלואידיות10,11, בידוד מגנטי ללא תוויות12 ובידוד כימי קוולנטי13 להשגת ביצועים יוצאי דופן. עם זאת, הדרישה לציוד מיוחד הופכת את הטכניקות המתקדמות הללו למאתגרות עבור רוב צוותי המחקר. לסיכום, השיטה היעילה לבודד רכבי EV בדרגת GMP מנפח גדול של דגימות נותרה מכשול קריטי, המגביל את התקדמותם של צוותים רבים הן במחקר והן ביישומים קליניים.
אולטרה-צנטריפוגה היא השיטה המאומצת ביותר לבידוד sEV ומוכרת כשיטת תקן הזהב14,15. זוהי טכניקה הממנפת הבדלים בצפיפות ובגודל כדי לבודד רכבי EV. sEVs מבודדים נשטפים בדרך כלל עם מי מלח עם חוצץ פוספט (PBS) כדי לסלק מזהמים שיוריים. לאחר מכן, בדרך כלל משתמשים בנפח מתאים של PBS כדי להשעות מחדש את ה-sEVs השטופים וניתן לקצור ריכוזים צפויים שונים של sEVs על ידי שליטה בנפח ה-PBS. יתר על כן, דווח כי נראה כי הטוהר של sEVs בפלזמה המתקבלים על ידי אולטרה-צנטריפוגה טוב יותר מזה של sEVs בפלזמה המבודדים על ידי כרומטוגרפיה של אי הכללת גודל (SEC), ול-sEVs המתקבלים על ידי אולטרה-צנטריפוגה יש זיהומים נמוכים יותר של חלקיקים חוץ-תאיים שאינם שלפוחית (NVEPs). זה גם הופך את האולטרה-צנטריפוגה לשימוש הנפוץ ביותר וקשה להחלפה בטיפולים רבים הדורשים ריכוזים גבוהים של sEVs. עם זאת, בנוסף לאיכות וטוהר, יעילות היא גם גורם שאי אפשר להתעלם ממנו במיצוי sEV בנפח גדול. עד כה, סבב יחיד של אולטרה-צנטריפוגה יכול לתמוך בנפח דגימה של עד כ-600 מ"ל, מה שקובע שקשה לענות על הביקוש למיצוי בקנה מידה גדול על ידי אולטרה-צנטריפוגה16 בלבד.
מכשיר המודיאליזה מורכב ממודול מבוסס ממברנה המאכלס אלפי סיבים חלולים. דם מסתובב דרך סיבים אלה בתוך תא גלילי סגור17. מרכיבי הדם יכולים לעבור באופן סלקטיבי דרך הממברנות הללו על סמך גודלם המולקולרי וריכוזם היוני. במרפאה נעשה בו שימוש נרחב ככליה מלאכותית להסרת פסולת ועודפי נוזלים מדמם של חולים 18,19,20. במילים אחרות, להמודיאליזר יש גם פוטנציאל לרכז דגימות בנפח גדול, תוך הסתמכות על תהליך הדומה לסינון זרימה משיק (TFF). בהנחיה האחרונה שפורסמה על ידי האגודה הבינלאומית לשלפוחיות חוץ-תאיות (ISEV), תרכיזי sEV נחשבים מתאימים לדגימות בנפח גדול, כגון מדיום תרבית תאים. לאחר עשרות שנים של פיתוח, המודיאליזרים אומצו באופן נרחב בבתי חולים, נתמכים על ידי שפע של חומרים מתכלים בוגרים ומאגר של מפעילים מיומנים, מה שמקל על שמירה על הדגימה סטרילית.
מחקר זה מציג שיטת טיהור sEV המבוססת על המודיאליזר ואולטרה-צנטריפוגה התואמים ל-GMP. כאן, אנו בוחרים בדיאליזרים של חיתוך משקל מולקולרי של 100 kDa (MWCO), שהוכח כיעיל לוכד sEVs ולסנן חלבונים רבים22. אולטרה-צנטריפוגה מספקת גם שלב לטיהור נוסף. העבודה מדגימה כי ההמודיאליזר מתאים באותה מידה לריכוז ה-sEVs. פרוטוקול זה מאפשר לחוקרים לבודד sEVs מדגימות בנפח גדול ביעילות. רשמנו את הניסוי הקליני ברישום הניסויים הקליניים הסיני (ChiCTR, NO. ChiCTR2200059018), שעדיין מתבצע ועדיין לא הושלם. למרות שנתונים קליניים אינם זמינים לפרסום כרגע, שיטה אמינה, בקנה מידה גדול, יעילה ותואמת לייצור sEVs כפי שדווח בפרוטוקול זה היא תנאי מוקדם לביצוע ניסויים פרה-קליניים וקליניים.