Een cel geeft extracellulaire blaasjes (EV's) van verschillende groottes af die resulteren in signaalmoleculen en membraaninsluitsels, die belangrijk zijn voor intercellulaire communicatie1. EV's van verschillende groottes spelen ook verschillende biologische rollen, waarbij 50-200 nm sEV in staat is om RNA, DNA en eiwitten nauwkeurig te verdelen naar de juiste extracellulaire locatie. De sEV helpt ook bij het bepalen van hun secretiemechanismen, waarbij niet alleen de regulatie van normale fysiologische processen zoals immuunsurveillance, stamcelonderhoud, bloedstolling en weefselherstel betrokken is, maar ook de pathologie die ten grondslag ligt aan verschillende ziekten zoals tumorprogressie en metastase 2,3. Effectieve isolatie en analyse van sEV zijn van cruciaal belang voor het identificeren van biomarkers en het ontwerpen van toekomstige medicijninterventies.
Met continu onderzoek naar de klinische toepassing van sEV hebben de isolatiemethoden van sEV hogere eisen gesteld. Vanwege de heterogeniteit van sEV in grootte, bron en inhoud, evenals hun gelijkenis met andere EV's in fysisch-chemische en biochemische eigenschappen, is er geen standaardmethode voor sEV-isolatie 4,5. Momenteel zijn ultracentrifugatie, grootte-uitsluitingschromatografie (SEC), polymeerprecipitatie en immunoaffiniteitsafvang de meest voorkomende sEV-isolatiemethoden6. Ultracentrifugatie is nog steeds de gouden standaard voor sEV-isolatie in onderzoek, ondanks dat het tijdrovend is, wat resulteert in een lage zuiverheid met een brede grootteverdeling van 40-500 nm en aanzienlijke mechanische schade aan de sEV na langdurige centrifugatie 7,8,9. Polymeerprecipitatie, waarbij meestal polyethyleenglycol (PEG) wordt gebruikt, lijdt aan onaanvaardbare zuiverheid voor latere functionele analyse met gelijktijdige precipitatie van extracellulaire eiwitaggregaten en polymeerverontreiniging10,11. Op immunoaffiniteitsvangst gebaseerde methoden vereisen dure antilichamen met verschillende specificiteit, evenals problemen met een laag verwerkingsvolume en opbrengstenvan 12,13,14. Deeltjesgrootte is een van de belangrijkste indicatoren om de zuiverheid van geïsoleerde sEV te evalueren. Hoewel sEV-zuiverheid een onbereikbaar doel blijft, verwijdert SEC een aanzienlijke hoeveelheid mediumcomponenten en liggen de sEV-deeltjes die met de SEC-methode worden geëxtraheerd voornamelijk in het bereik van 50-200 nm15. De bestaande technieken hebben een paar nadelen, waaronder maar niet beperkt tot tijdrovend, lage zuiverheid, lage opbrengst, slechte reproduceerbaarheid, lage doorvoer van monsters en potentiële schade aan sEV, waardoor het onverenigbaar is met klinisch gebruik16. Een snelle, goedkope en op maat gespecificeerde sEV-isolatiemethode die van toepassing is op diverse biovloeistoffen is dus een essentiële behoefte in verschillende onderzoeks- en klinische situaties.
In flowcytometrie worden afzonderlijke deeltjes geanalyseerd op een multiparametrische manier met hoge doorvoer en worden subsets gesorteerd17. Vanwege de heterogeniteit van EV's zou een cytometrische meting van één deeltjesstroom ideaal zijn, die is gebruikt om EV's te onderzoeken volgens de paradigma's van celanalyse, waarbij lichtverstrooiings- en fluorescentielabels worden gebruikt om fysiologiegerelateerde kenmerken en eiwitcomponenten te identificeren18,19,20. Niettemin wordt conventionele flowcytometrie uitgedaagd door de kleine omvang van sEV en de lage abundantie van oppervlaktebiomarkers. De gevoeligheid van flowcytometrie kan worden verbeterd door detectieparameters te optimaliseren om achtergrondgeluid en sEV te onderscheiden, ongeacht het gebruik van forward scatter (FSC), side scatter (SSC) of fluorescentiedrempel triggering parameter19.
Met het huidige protocol werden hoge resolutie flowcytometrische sorteerinstellingen geoptimaliseerd met standaard fluorescerende kralen. Door de juiste spuitmondgrootte, de druk van de mantelvloeistof, de drempeltriggerparameter en spanningen te selecteren die de intensiteit van het verstrooide licht regelen, konden we een specifieke subset van sEV isoleren van een complex mengsel.