$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Komórki wydzielają pęcherzyki zewnątrzkomórkowe (EV) o różnych rozmiarach, w tym mikropęcherzyki (MV) i egzosomy (Exo). Te ostatnie można odróżnić od MV zarówno pod względem wielkości, jak i subkomórkowego przedziału, z którego pochodzą. MV (o wielkości 200–1000 nm) są uwalniane z komórek rodzicielskich poprzez wydalanie z błony komórkowej. I odwrotnie, egzo (30–150 nm) pochodzą z błon endosomalnych i są uwalniane do przestrzeni zewnątrzkomórkowej, gdy ciała wielopęcherzykowe (MVB) łączą się z błoną komórkową1,2.
EV są coraz częściej używane jako biomarkery diagnostyczne, a także, potencjalnie, narzędzia terapeutyczne w wielu dziedzinach, w tym onkologii, neurologii, kardiologii i chorobach układu mięśniowo-szkieletowego3,4,5. Zdecydowana większość trwających badań z wykorzystaniem EV jako środków terapeutycznych wykorzystuje izolację pęcherzyków z pożywki kondycjonowanej komórkowo (CM) komórek hodowanych in vitro. Mezenchymalne komórki macierzyste (MSC) wywierają korzystne działanie w kilku kontekstach, a EV pochodzące z MSC wykazały korzyści w modelach uszkodzenia niedokrwiennego mięśnia sercowego/reperfuzyjnego6 i uszkodzenia mózgu7. EV pochodzące z MSC wykazują również aktywność immunomodulacyjną, którą można wykorzystać w leczeniu odrzucenia immunologicznego, jak wykazano w modelu opornej na terapię choroby przeszczep przeciwko gospodarzowi8. Komórki macierzyste płynu owodniowego (hAFS) aktywnie wzbogacają CM w MV i Exo, niejednorodnie rozmieszczone pod względem wielkości (50–1000 nm), które pośredniczą w kilku efektach biologicznych, takich jak proliferacja zróżnicowanych komórek, angiogeneza, hamowanie zwłóknienia i kardioprotekcja4. Niedawno wykazaliśmy, że EV, a w szczególności Exo, wydzielane przez ludzkie komórki progenitorowe pochodzące z serca (Exo-CPC), zmniejszają rozmiar zawału mięśnia sercowego u szczurów5,9.
Exo mają wspólny zestaw białek na swojej powierzchni, w tym tetraspaniny (CD63, CD81, CD9) i główny kompleks zgodności tkankowej klasy I (MHC-I). Oprócz tego wspólnego zestawu białek, Exo zawiera również białka specyficzne dla podzbioru EV typu komórki producenta. Markery egzologiczne zyskują na znaczeniu, ponieważ odgrywają kluczową rolę w komunikacji międzykomórkowej, regulując w ten sposób wiele procesów biologicznych5,10. Ze względu na ich niewielkie rozmiary, znalezienie łatwego sposobu analizy EV za pomocą klasycznej cytometrii przepływowej (FC) pozostaje trudnym zadaniem.
Tutaj prezentujemy uproszczony protokół analizy EV za pomocą FC, który może być zastosowany do wstępnie wzbogaconych próbek uzyskanych przez ultrawirowanie lub bezpośrednio do CM (Rysunek 1). W metodzie wykorzystuje się kulki pokryte specyficznym przeciwciałem, które wiąże kanoniczne epitopy powierzchniowe związane z egzowirusem (CD63, CD9, CD81) bez dodatkowych płukań. Analizy FC można wykonywać przy użyciu konwencjonalnego cytometru bez konieczności regulacji przed pomiarami. Metody charakterystyki antygenów na pojedynczych małych cząstkach za pomocą cytometrów przepływowych zostały opisane przez inne grupy w odniesieniu do różnych zastosowań11,12,13. W tym przypadku użyliśmy funkcjonalizowanych kulek magnetycznych do wychwytywania małych cząstek i Exo, a następnie fenotypowania wychwyconych cząstek za pomocą FC. Chociaż metoda ta może być stosowana do scharakteryzowania składu antygenowego małych pęcherzyków uwalnianych przez dowolny typ komórek in vitro, tutaj przedstawiliśmy określone warunki hodowli komórkowej, które mają zastosowanie do hodowli ludzkich komórek progenitorowych serca (CPC) i najbardziej odpowiednie środowisko do produkcji EV przez te komórki.