$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Bakterie Gram-ujemne uwalniają pęcherzyki pochodzące z ich zewnętrznej błony, tak zwane pęcherzyki błony zewnętrznej (OMB), podczas całego wzrostu. Te OMV odgrywają ważną rolę w komunikacji międzykomórkowej, zarówno między bakteriami a gospodarzem, jak i między komórkami bakteryjnymi, przenosząc szereg ważnych biomolekuł, w tym DNA/RNA, białka, lipidy i peptydoglikany1,2. W szczególności rola OMV w patogenezie bakteryjnej została szeroko zbadana ze względu na ich wzbogacenie w niektóre czynniki wirulencji i toksyny3,4,5,6,7,8,9,10,11.
OMV mają rozmiary od 20 do 450 nm, w zależności od bakterii rodzicielskiej i etapu wzrostu, przy czym kilka typów bakterii uwalnia OMV o niejednorodnych rozmiarach8,12,13,14, które różnią się również składem białka i mechanizmem wnikania do komórek gospodarza12. H. pylori uwalniał OMV o średnicy od 20 do 450 nm, przy czym mniejsze OMV zawierały bardziej jednorodny skład białkowy niż większe OMV. Co ważne, zaobserwowano, że obie populacje OMV są internalizowane przez komórki gospodarza za pomocą różnych mechanizmów12. Ponadto wykazaliśmy, że Aggregatibacter actinomycetemcomitans uwalnia populację małych (<150 nm) OMV wraz z populacją dużych (>350 nm) OMV, przy czym OMV zawierają znaczną ilość wydzielanej toksyny białkowej, leukotoksyny (LtxA)15. Chociaż rola heterogeniczności OMV w procesach komórkowych jest wyraźnie ważna, trudności techniczne w oddzielaniu i analizowaniu różnych populacji pęcherzyków ograniczyły te badania.
Oprócz ich znaczenia w patogenezie bakterii, OMV zostały zaproponowane do wykorzystania w wielu zastosowaniach biotechnologicznych, w tym jako szczepionki i pojazdy dostarczające leki16,17,18,19,20. Do ich translacyjnego zastosowania w takich podejściach wymagane jest czyste i monodyspersyjne przygotowanie pęcherzyków. W związku z tym konieczne są skuteczne i wydajne metody separacji.
Najczęściej, wirowanie gradientu gęstości (DGC) jest używane do oddzielania niejednorodnych populacji pęcherzyków od resztek komórkowych, w tym wici i wydzielanych białek21; metoda została również opisana jako podejście do separacji subpopulacji OMV o niejednorodnych rozmiarach12,13,14. Jednak DGC jest czasochłonny, nieefektywny i bardzo zmienny między użytkownikami22 i dlatego nie jest idealny do skalowania. Natomiast chromatografia wykluczania wielkości (SEC) reprezentuje skalowalne, wydajne i spójne podejście do oczyszczania OMVs21,23,24. Odkryliśmy, że długa (50 cm), grawitacyjna kolumna SEC, wypełniona żelowym medium filtracyjnym, jest wystarczająca do skutecznego oczyszczania i oddzielania subpopulacji OMV. W szczególności zastosowaliśmy to podejście do rozdzielenia OMV A. actinomycetemcomitans na "duże" i "małe" subpopulacje, a także do usunięcia zanieczyszczenia białkami i DNA. Oczyszczanie zakończono w czasie krótszym niż 4 godziny, a także dokonano całkowitego oddzielenia subpopulacji OMV i usunięcia szczątków.