EV to związane z błoną nanocząstki wytwarzane przez prawie wszystkie typy komórek. W przypadku komórek ssaków EV można podzielić na dwie główne grupy o różnych ścieżkach produkcji1,2. Pęcherzyki błonowe o wielkości od około 100 do 1,000 nm są wytwarzane przez bezpośrednie pączkowanie z błony komórkowej. Egzosomy o wielkości 30-200 nm pochodzą z ciał wielopęcherzykowych utworzonych przez pączkowanie do wewnątrz w endosomy, które następnie łączą się z błoną komórkową, uwalniając wiele egzosomów jednocześnie. Główną funkcją tych pęcherzyków jest transport informacji między komórkami3. W tym celu ładunki, takie jak RNA, DNA i białka, są w nich aktywnie sortowane. Pojazdy elektryczne mogą wywierać różnorodny wpływ na swoje cele, co ma wpływ zarówno na zdrowie, jak i stan chorobowy. Z jednej strony pośredniczą w pozytywnych efektach, takich jak regeneracja tkanek, prezentacja antygenu lub działanie antybiotykowe, co czyni je pomyślnymi celami dla ich rozwoju jako terapeutyki4,5. Z drugiej strony, EV mogą sprzyjać unaczynieniu nowotworu6, wywoływać efekty osób postronnych w reakcjach na stres7 i mogą odgrywać rolę w chorobach autoimmunologicznych8 i chorobach zapalnych9. W związku z tym mogą być kluczowym elementem lepszego zrozumienia wielu patologicznych skutków. Jednak obecność zmienionych EV w różnych chorobach, takich jak rak10,11,12 i zaburzenia sercowo-naczyniowe13, oraz ich łatwa dostępność we krwi i moczu sprawiają, że są idealnymi biomarkerami. Wreszcie, ich dobra biokompatybilność14 i ich wrodzona zdolność do celowania sprawiają, że EV są również interesujące dla dostarczania leków15. W tym manuskrypcie opisujemy protokół oceny stabilności przechowywania EV pochodzących z komórek ssaków, ważnej właściwości, która wciąż jest mało zbadana.
Dla klinicznego rozwoju pojazdów elektrycznych, nadal istnieje wiele przeszkód do pokonania16, w tym ocena ich efektów terapeutycznych, produkcja, oczyszczanie i przechowywanie17. Chociaż temperatura -80 °C jest powszechnie postrzegana jako złoty standard w przechowywaniu pojazdów elektrycznych18, wymagane zamrażarki są drogie, a utrzymanie wymaganego łańcucha chłodniczego od produkcji do pacjenta może być wyzwaniem. Co więcej, niektóre raporty wskazują, że przechowywanie w temperaturze -80 °C nadal nie pozwala optymalnie konserwować pojazdów elektrycznych i powoduje utratę funkcjonalności pojazdów elektrycznych19,20. Inne metody, takie jak liofilizacja21,22 lub suszenie rozpyłowe23, zostały zaproponowane jako potencjalne alternatywy dla przechowywania pojazdów elektrycznych w stanie surowym.
Optymalnym sposobem oceny stabilności przechowywania byłoby przetestowanie EV w testach funkcjonalnych lub poprzez ocenę konkretnego markera, na przykład ich aktywności przeciwbakteryjnej19. Jest to możliwe, gdy znany jest pożądany efekt pęcherzyków i gdy ma być badana jedna odrębna grupa EV. Jeśli EV z różnych źródeł komórkowych mają być porównywane (np. w celu kapsułkowania leków) lub jeśli nie jest znany odczyt funkcjonalny, nie jest już możliwa bezpośrednia ocena zmian spowodowanych przechowywaniem.
Z drugiej strony, prosta ocena zmian w ich parametrach fizykochemicznych, takich jak wielkość, odzysk cząstek i stężenie białka, nie zawsze przewiduje zmiany w aktywności EV, jak wykazano w niedawnym patencie20.
Tutaj udostępniamy łatwy do zastosowania protokół pomiaru stabilności przechowywania pojazdów elektrycznych, oceniając ich parametry fizykochemiczne w połączeniu z aktywnością kapsułkowanego enzymu beta-glukuronidazy jako substytutu ładunku pojazdów elektrycznych. Ładowanie enzymu odbywa się za pomocą inkubacji saponin, łagodnej metody opracowanej dla EV z różnych źródeł21,24,25. Saponina tworzy przejściowe pory w błonie EV, co umożliwia wychwyt enzymu do pęcherzyka. Ponieważ enzymy są podatne na utratę swojej aktywności, jeśli zostaną poddane niekorzystnym warunkom przechowywania, są idealnym substytutem do oceny zachowania funkcjonalnych ładunków pojazdów elektrycznych.
Wykazaliśmy, że zastosowanie tego protokołu do EV pochodzących z ludzkich mezenchymalnych komórek macierzystych (MSC), ludzkich komórek śródbłonka żyły pępowinowej (HUVEC) i ludzkich komórek nabłonka gruczolakoraka pęcherzyków płucnych (A549) rzeczywiście powoduje duże różnice w stabilności przechowywania między różnymi liniami komórkowymi, co powinno być brane pod uwagę przy wyborze źródła EV21.