$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Microblaasjes (MV's), ook wel microdeeltjes of ectosomen genoemd, zijn plasmamembraanfragmenten met een diameter van 0,1-1,0 μm die vrijkomen in lichaamsvloeistoffen en de extracellulaire ruimte als reactie op verschillende celstimuli. MV's werden eerst geïdentificeerd als bloedplaatjesstof dat procoagulerende fosfolipiden, meestal fosfatidylserine (PSer), blootstelt en vormen een extra oppervlak voor de assemblage van de bloedstollingscomplexen 1,2. De sleutelrol van circulerende MV's als procoagulerende effectoren is aangetoond bij patiënten met het syndroom van Scott2, een zeldzame genetische ziekte die leidt tot disfunctionele blootstelling aan PSer en bloedingen (aanvullende figuur 1). MV's zijn uitgebreid bestudeerd als circulerende biomarkers van trombotisch risico bij chronische ziekten geassocieerd met cardiovasculaire aandoeningen zoals diabetes, chronische nierziekte, pre-eclampsie en hypertensie 3,4. Ze worden momenteel erkend als echte cellulaire effectoren in vloeistoffen of orgaanweefsels zoals het myocardium1. Omdat ze actieve eiwitten, lipiden en miRNA transporteren, moduleren ze op afstand vasculaire reacties zoals hemostase, ontsteking, vasculaire angiogenese en vasculaire groei of weefselremodellering5.
Terwijl klinische studies de prognosewaarde van MV's met betrekking tot risicofactoren onderzoeken, maken MV's geïsoleerd uit de vloeistoffen of weefsels van de patiënt de ex vivo beoordeling van hun effectoreigenschappen mogelijk6. Het ontcijferen van de mechanismen die de biogenese van MV en het vermogen om overspraak te overspreken, wordt over het algemeen bereikt in celkweekmodellen om actieve moleculen te identificeren die worden blootgesteld door of ingekapseld in de MV's en hun stroomafwaartse signalering. De MV-interacties met doelcellen zijn afhankelijk van membraaneiwit/eiwitbinding, wanneer geschikte contraliganden beschikbaar zijn, en/of lipidenfusie7.
Onder fysiologische omstandigheden zijn MV's die in het plasma circuleren meestal afkomstig van vasculaire cellen, zoals geïdentificeerd door de differentiatiemarkers van de afstammingscluster (CD)8,9. Bij pathologie, met name bij kanker10 en afstoting van het transplantaat11,12, worden MV's echter afgestoten uit het beschadigde weefsel en vertonen ze schadelijke procoagulerende en pro-inflammatoire kenmerken. Deze worden gedetecteerd in de systemische circulatie, waardoor ze nuttige sondes zijn voor het monitoren van beschermende of verjongingstherapieën, en mogelijke farmacologische doelen13. Omdat MV's circuleren als een dynamische opslagpool die de homeostase van vasculaire en weefselcellen bij gezondheid en ziekte weerspiegelt, moet een beter begrip van hun werking op afstand ook in vivo worden onderzocht, na IV-injectie of nasale instillatie bij kleine dieren14,15. MV's worden inderdaad beschouwd als belangrijke bijdragers aan de ingewikkelde routes die overdreven ontsteking en trombose koppelen16.
Parodontitis is een ontstekingsziekte van infectieuze oorsprong die tandondersteunende weefsels aantast17,18 en wordt geassocieerd met trombotisch risico. Het wordt gekenmerkt door tandvleesbloedingen, alveolaire botvernietiging, tandmobiliteit en kan uiteindelijk leiden tot tandverlies. Parodontitis komt wereldwijd veel voor en treft meer dan 50% van de bevolking, waarbij 11% een ernstige vorm van19 vertoont. Parodontitis wordt veroorzaakt door bacteriële dysbiose van de subgingivale biofilms, die een verergerde ontstekingsreactie in stand houden die weefselvernietiging veroorzaakt20. In het afgelopen decennium is parodontitis in verband gebracht met systemische ziekten zoals hart- en vaatziekten, diabetes en reumatoïde artritis. De mogelijke verklaringen zijn de werking van de parodontale pathogenen op afstand en/of de verhoogde systemische ontsteking gemedieerd door pro-inflammatoire cytokines zoals interleukine (IL-1, IL-6) en TNF-α21,22.
Onder de pathogenen die verband houden met het ontstaan en de ontwikkeling van parodontitis, wordt Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis)23 aangetroffen in de meeste ernstige laesies die verschillende virulentiefactoren oogsten, waaronder lipopolysaccharide (LPS)24 die Toll-like-receptor (TLR)-gemedieerde ontstekingsreacties induceert25 en de rekrutering van neutrofielen en polymorfonucleaire leukocyten (PMN's) op de plaats van de eerste infectie26. De LPS van P. gingivalis activeert TLR-4 of TLR-2, waardoor immuundetectie en bacteriële overleving worden vergemakkelijkt27. Op vasculair niveau is activering van TLR2 door LPS geassocieerd met immunotrombose. Het unieke vermogen van P. gingivalis om TLR-2-signalering te stimuleren, terwijl TLR-4-afhankelijke herkenning aanzienlijk is aangetast, bevordert aanhoudende laaggradige infectie28,29.
In vivo procedures om de MV-responsen op laaggradige pathogene, chronische en aanhoudende infectie te bestuderen, zijn schaars. Methodologische benaderingen voor tissulaire MV-extractie zijn slecht beschreven in de literatuur en hebben over het algemeen betrekking op de oogst van MV's uit pathologische weefsels zoals solide tumoren, leversteatose, atherotrombotische plaques of transplantaten 11,29,30, terwijl de milt bacteriën en virussen in de bloedbaan detecteert. Het slaat ook erytrocyten, bloedplaatjes, lymfocyten, monocyten, basofielen en eosinofielen op die betrokken zijn bij de immuunrespons. Granulocyten zoals neutrofielen uit de rode pulp genereren ook reactieve zuurstofsoorten (ROS) en proteasen die ziekteverwekkers vernietigen en voorkomen dat infectie zich verspreidt31,32. Verbazingwekkend, en voor zover wij weten, worden milt-MV's niet onderzocht in de context van door pathogenen geïnduceerde weefselbeschadigingen. Er is een wereldwijde onvervulde behoefte om de variaties van tissulaire MV's in de fysiopathologie te bestuderen.
In vitro gegevens van ons laboratorium toonden aan dat LPS de afstoting van procoagulerende MV's uit splenocyten van ratten induceert, wat op zijn beurt de senescentie van gekweekte coronaire endotheelcellen en een opeenvolgend pro-inflammatoir procoagulant endotheelfenotype11 veroorzaakt. De haalbaarheid van de farmacologische controle van de milt MV's werd verder aangetoond na behandeling van het dier met een geoptimaliseerde omega-3-formule. De orale maagsonde van ratten van middelbare leeftijd en leeftijd bleek beschermend te zijn tegen zowel het afstoten van procoagulerende MV's uit splenocyten als hun prosenescente schadelijke eigenschappen naar het coronaire endotheel33.
In vergelijking met bloed biedt de milt het voordeel dat het bij één persoon een belangrijke bron van leukocyten is. Bovendien is onlangs een milt-cardiale as voorgesteld 3,34, waardoor de milt een mogelijke bijdrage levert aan het infectiegerelateerde cardiovasculaire risico dat van gunstig belang is voor farmacologische controle. De beoordeling van de eigenschappen of afgifte van de SMV's is essentieel voor het begrijpen van door pathogenen geïnduceerde of inflammatoire reacties. Interessant is dat het kan worden bereikt bij behandelde dieren en in verschillende fysiopathologische modellen (leeftijd, hypertensie, diabetes). Door ratten van middelbare leeftijd en leeftijd te vergelijken33, kunnen de verschillen in eigenschappen en afgifte van milt-MV's worden aangetoond na een eenvoudige 24-uurs splenocytencultuur.
Gezien de bovenstaande bewijzen van de verandering van de effectoreigenschappen van milt-MV's met de fysiopathologische aandoening en de haalbaarheid van hun farmacologische controle bij ratten, wordt hierin een gestandaardiseerd protocol beschreven voor de isolatie van MV's van milt van muizen. De procedure zou beter passen bij diepgaand onderzoek naar de in vivo mechanismen die SMV's-gemedieerde effecten ondersteunen, eventueel bij gemanipuleerde muizen. De procedure werd vastgesteld bij C57BL/6-muizen met behulp van een lokale intraperitoneale infectie door P. gingivalis, om bewijs te leveren van een werking op afstand van de ziekteverwekker op milt MV (SMV) effectoreigenschappen.