$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Egzosomy to niejednorodne pęcherzyki zewnątrzkomórkowe o rozmiarach od 30 do 150 nm. Są uznanymi kluczowymi graczami w procesach fizjologicznych i patologicznych, biorąc pod uwagę ich wszechobecne rozmieszczenie w tkankach i narządach1,2. Egzosomy przenoszą złożony ładunek białek, lipidów, typów DNA i typów RNA, które różnią się w zależności od typu komórek, z których pochodzą1,2,3. Egzosomy są wzbogacone w białka, które pełnią różne funkcje (tj. tetraspaniny, w tym CD9 i CD63) są odpowiedzialne za zdarzenia fuzji. Na przykład białka szoku cieplnego HSP70 i HSP90 biorą udział w wiązaniu i prezentacji antygenu. Ponadto Alix, Tsg101 i flotylina uczestniczą w biogenezie i uwalnianiu egzosomów i są szeroko stosowane jako markery tych nanopęcherzyków2,3,4.
Egzosomy zawierają również różne rodzaje RNA (np. mikroRNA, długie niekodujące RNA, rybosomalne RNA), które mogą być przenoszone do komórek odbiorcy, gdzie wpływają na dalsze przesyłanie sygnału3. Będąc otoczonym pojedynczą błoną jednostkową, bioaktywność egzosomów zależy nie tylko od ładunku białek i kwasów nukleinowych, ale także od składników lipidowych błony ograniczającej1. Błony egzosomalne są wzbogacone w fosfatydyloserynę, kwas fosfatydynowy, cholesterol, sfingomielinę, kwas arachidonowy i inne kwasy tłuszczowe, z których wszystkie mogą wpływać na stabilność egzosomów i topologię błony2,3. W wyniku ułożenia ładunku i lipidów egzosomy inicjują szlaki sygnałowe w komórkach odbiorczych i uczestniczą w utrzymaniu prawidłowej fizjologii tkanek1,2,4,5. Wykazano, że w pewnych warunkach patologicznych (np. neurodegeneracja, zwłóknienie i rak) wywołują i rozprzestrzeniają bodźce patologiczne4,6,7,8,9,10,11.
Dzięki swojej zdolności do przekazywania sygnałów do sąsiednich lub odległych miejsc, egzosomy stały się cennymi biomarkerami do diagnozowania lub prognozowania stanów chorobowych. Ponadto egzosomy zostały wykorzystane eksperymentalnie jako nośniki związków terapeutycznych2,12. Potencjalne zastosowanie tych nanopęcherzyków w praktyce klinicznej sprawia, że metoda izolacji staje się coraz ważniejsza w celu osiągnięcia maksymalnej wydajności, czystości i odtwarzalności. Opracowano i wdrożono różne techniki izolacji egzosomów. Ogólnie rzecz biorąc, egzosomy można wyizolować z kondycjonowanych pożywek do hodowli komórkowych lub płynów ustrojowych za pomocą wirowania różnicowego, chromatografii wykluczania wielkości i wychwytywania immunologicznego (przy użyciu dostępnych na rynku zestawów). Każde podejście ma unikalne zalety i wady, które zostały omówione wcześniej1,2,13,14.
Opisany protokół skupia się na 1) izolacji i hodowli pierwotnych fibroblastów z dorosłego mięśnia brzuchatego łydki myszy oraz 2) oczyszczaniu i charakterystyce egzosomów uwalnianych do pożywki hodowlanej przez te komórki. Obecnie brakuje dobrze ugruntowanego protokołu izolacji egzosomów z pierwotnych fibroblastów do badań funkcjonalnych. Pierwotne fibroblasty nie wydzielają dużych ilości egzosomów, co sprawia, że proces izolacji i oczyszczania jest trudny. Protokół ten opisuje oczyszczanie dużych ilości czystych egzosomów z dużych objętości kultur przy zachowaniu ich integralności morfologicznej i aktywności funkcjonalnej. Oczyszczone egzosomy uzyskane z kondycjonowanej pożywki zostały z powodzeniem wykorzystane w eksperymentach wychwytu in vitro w celu indukowania specyficznych szlaków sygnałowych w komórkach biorcy. Zostały one również wykorzystane do porównawczych analiz proteomicznych ładunków egzosomalnych z wielu próbek biologicznych4.