EVs zijn membraan gebonden nanodeeltjes geproduceerd door bijna alle soorten cellen. Voor zoogdiercellen kan EVS worden onderverdeeld in twee hoofdgroepen met verschillende productie trajecten1,2. Membraan blaasjes, met een grootte variëren van ongeveer 100-1000 nm, worden geproduceerd door directe ontluikende uit het celmembraan. Exosomes, sized 30-200 nm, zijn afgeleid van multivesiculaire lichamen gevormd door innerlijke ontluiken in endosomes die vervolgens fuseren met de celmembraan om meerdere Exosomes in een keer vrij te geven. De belangrijkste functie van deze blaasjes is het vervoer van informatie tussen cellen3. Voor dit doel, worden de ladingen zoals RNA, DNA, en proteïnen actief gesorteerd in hen. EVs kan brengen een verscheidenheid van effecten op hun doelstellingen, met implicaties voor zowel gezondheid en ziekte staat. Aan de ene kant, ze bemiddelen positieve effecten, zoals weefselregeneratie, antigeen presentatie, of antibiotica-effecten, waardoor ze veelbelovende doelen voor hun ontwikkeling als therapeutische4,5. Aan de andere kant, EVs kan bevorderen tumor vascularisatie6, omstanders effecten induceren in stressreacties7, en kan een rol spelen bij auto-immuunziekten8 en inflammatoire ziekten9. Aldus, zouden zij een zeer belangrijke component aan een beter begrip van vele pathologische gevolgen kunnen zijn. Echter, de aanwezigheid van veranderde EVS in diverse ziekten, zoals kanker10,11,12 en cardiovasculaire aandoeningen13, en hun gemakkelijke bereikbaarheid in bloed en urine maakt ze ideaal Biomarkers. Ten slotte, hun goede biocompatibiliteit14 en hun inherente targeting vermogen maken EVS ook interessant voor drug delivery15. In dit manuscript beschrijven we een protocol voor de evaluatie van de opslag stabiliteit van EVs afkomstig van zoogdiercellen, een belangrijke eigenschap die nog weinig wordt onderzocht.
Voor de klinische ontwikkeling van EVs, zijn er nog vele hindernissen om16te overwinnen, met inbegrip van de evaluatie van hun therapeutische gevolgen, productie, reiniging, en opslag17. Terwijl-80 °C op grote schaal wordt gezien als de gouden standaard voor EV opslag18, de vereiste diepvriezers zijn duur, en het handhaven van de vereiste koude keten van de productie naar de patiënt kan worden uitdagend. Bovendien, sommige rapporten geven aan dat de opslag bij-80 °c nog steeds niet optimaal EVS behoudt en induceert een verlies in EV functionaliteit19,20. Andere methoden, zoals vriesdrogen21,22 of spray-droging23, zijn voorgesteld als mogelijke alternatieven voor de bevroren opslag van EVS.
De optimale manier om de opslag stabiliteit te beoordelen zou zijn om de EVs te testen in functionele assays of door de evaluatie van een specifieke marker, bijvoorbeeld, hun antibacteriële activiteit19. Dit is mogelijk wanneer het gewenste effect van de blaasjes bekend is en wanneer een afzonderlijke groep van EVs moet worden bestudeerd. Als EVs uit verschillende cel bronnen moet worden vergeleken (bijv. voor drug inkapseling) of als er geen bekende functionele uitlezing is, is het niet langer mogelijk om wijzigingen als gevolg van opslag op een directe manier te beoordelen.
Aan de andere kant, gewoon de evaluatie van veranderingen in hun fysisch-chemische parameters, zoals grootte, deeltjes herstel, en eiwitconcentratie, niet altijd voorspellen veranderingen in EV activiteit, zoals is aangetoond in een recent patent20.
Hier bieden wij een gemakkelijk toepasbare protocol voor het meten van de opslag stabiliteit van EVs door de beoordeling van hun fysisch-chemische parameters in combinatie met de activiteit van een ingekapseld Beta-glucuronidase enzym als een surrogaat voor de lading van de EVs. De lading van het enzym wordt gedaan door saponine incubatie, een milde methode die met EVS van verschillende bronnen21,24,25wordt gevestigd. Saponine vormen voorbijgaande poriën in de EV membraan, die het mogelijk maakt enzym opname in de blaasje. Als enzymen zijn geneigd om hun activiteit te verliezen als onderworpen aan ongunstige opslagomstandigheden, ze zijn een ideale surrogaat voor de evaluatie van het behoud van functionele ladingen van de EVs.
We hebben aangetoond dat de toepassing van dit protocol op EVs afgeleid van menselijke mesenchymale stamcellen (MSCs), menselijke navelstreng endothelial cellen (HUVECs), en de menselijke adenocarcinoom alveolaire epitheelcellen (A549) inderdaad resulteren in grote verschillen in de stabiliteit van de opslag tussen verschillende cel lijnen, die in overweging zouden moeten worden genomen wanneer het kiezen van EV bron21.