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Gli esosomi sono vescicole extracellulari eterogenee di dimensioni comprese tra 30 e 150 nm. Sono attori chiave affermati nei processi fisiologici e patologici, data la loro distribuzione ubiquitaria nei tessuti e negli organi 1,2. Gli esosomi trasportano un carico complesso di proteine, lipidi, tipi di DNA e tipi di RNA, che variano a seconda del tipo di cellule da cui derivano 1,2,3. Gli esosomi sono arricchiti in proteine che hanno funzioni diverse (ad esempio, le tetraspanine, tra cui CD9 e CD63) sono responsabili degli eventi di fusione. Ad esempio, le proteine da shock termico HSP70 e HSP90 sono coinvolte nel legame e nella presentazione dell'antigene. Inoltre, Alix, Tsg101 e flotillina partecipano alla biogenesi e al rilascio degli esosomi e sono ampiamente utilizzati come marcatori di queste nanovescicole 2,3,4.
Gli esosomi contengono anche una varietà di RNA (cioè microRNA, RNA lunghi non codificanti, RNA ribosomiali) che possono essere trasferiti alle cellule riceventi, dove influenzano la segnalazione a valle3. Essendo racchiusi da una singola unità di membrana, la bioattività degli esosomi dipende non solo dal carico di proteine e acidi nucleici, ma anche dai componenti lipidici della membrana limitante1. Le membrane esosomiali sono arricchite in fosfatidilserina, acido fosfatidico, colesterolo, sfingomielina, acido arachidonico e altri acidi grassi, che possono influenzare la stabilità degli esosomi e la topologia della membrana 2,3. Come risultato della disposizione del carico e dei lipidi, gli esosomi avviano vie di segnalazione nelle cellule riceventi e partecipano al mantenimento della normale fisiologia tissutale 1,2,4,5. In alcune condizioni patologiche (ad esempio, neurodegenerazione, fibrosi e cancro), è stato dimostrato che innescano e propagano stimoli patologici 4,6,7,8,9,10,11.
Grazie alla loro capacità di propagare i segnali a siti vicini o lontani, gli esosomi sono diventati preziosi biomarcatori per la diagnosi o la prognosi delle condizioni patologiche. Inoltre, gli esosomi sono stati utilizzati sperimentalmente come veicoli dei composti terapeutici 2,12. La potenziale applicazione di queste nanovescicole in clinica rende il metodo di isolamento sempre più importante per ottenere la massima resa, purezza e riproducibilità. Sono state sviluppate e implementate diverse tecniche per l'isolamento degli esosomi. Generalmente, gli esosomi possono essere isolati da terreni di coltura cellulare condizionati o fluidi corporei mediante centrifugazione differenziale, cromatografia ad esclusione dimensionale e cattura immunitaria (utilizzando kit disponibili in commercio). Ogni approccio presenta vantaggi e svantaggi unici che sono stati discussi in precedenza 1,2,13,14.
Il protocollo delineato si concentra su 1) l'isolamento e la coltura di fibroblasti primari dal muscolo gastrocnemio di topo adulto e 2) la purificazione e la caratterizzazione degli esosomi rilasciati nel terreno di coltura da queste cellule. Attualmente manca un protocollo consolidato per l'isolamento degli esosomi dai fibroblasti primari per gli studi funzionali. I fibroblasti primari non secernono grandi quantità di esosomi, rendendo difficile il processo di isolamento e purificazione. Questo protocollo descrive la purificazione di grandi quantità di esosomi puri da grandi volumi di coltura, mantenendone l'integrità morfologica e l'attività funzionale. Gli esosomi purificati ottenuti da un terreno condizionato sono stati utilizzati con successo in esperimenti di captazione in vitro per indurre specifiche vie di segnalazione nelle cellule riceventi. Sono stati utilizzati anche per analisi proteomiche comparative di carichi esosomiali da più campioni biologici4.