$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Mikropęcherzyki (MV), zwane również mikrocząstkami lub ektosomami, to fragmenty błony plazmatycznej o średnicy 0,1-1,0 μm uwalniane w płynach ustrojowych i przestrzeni zewnątrzkomórkowej w odpowiedzi na różne bodźce komórkowe. Po raz pierwszy zidentyfikowany jako pył płytkowy odsłaniający prokoagulantowe fosfolipidy, głównie fosfatydyloserynę (PSer), MV stanowią dodatkową powierzchnię do składania kompleksów krzepnięcia krwi1,2. Kluczowa rola krążących MV jako efektorów prokoagulacyjnych została wykazana u pacjentów z zespołem Scotta2, rzadką chorobą genetyczną, która prowadzi do dysfunkcyjnej ekspozycji na PSer i krwawienia (Rysunek uzupełniający 1). MV były szeroko badane jako krążące biomarkery ryzyka zakrzepicy w chorobach przewlekłych związanych z zaburzeniami sercowo-naczyniowymi, takich jak cukrzyca, przewlekła choroba nerek, stan przedrzucawkowy i nadciśnienie3,4. Obecnie są one rozpoznawane jako prawdziwe efektory komórkowe w płynach lub tkankach narządowych, takich jak myocardium1. Ponieważ przenoszą aktywne białka, lipidy i miRNA, zdalnie modulują reakcje naczyniowe, takie jak hemostaza, zapalenie, angiogeneza naczyniowa i wzrost naczyń krwionośnych lub przebudowa tkanek5.
Podczas gdy badania kliniczne badają wartość prognostyczną MV w odniesieniu do czynników ryzyka, MV wyizolowane z płynów lub tkanek pacjenta umożliwiają ocenę ex vivo ich właściwości efektorowych6. Rozszyfrowanie mechanizmów rządzących biogenezą MV i zdolnościami do przesłuchiwania jest na ogół osiągane w modelach hodowli komórkowych w celu identyfikacji aktywnych cząsteczek wystawionych na działanie MV lub w nich zamkniętych oraz ich dalszej sygnalizacji. Interakcje MV z komórkami docelowymi będą zależeć od wiązania białka błonowego z białkiem, gdy dostępne są odpowiednie przeciwligandy i/lub fuzji lipidów7.
W warunkach fizjologicznych, MV krążące w osoczu pochodzą głównie z komórek naczyniowych, co zostało zidentyfikowane przez markery różnicowania klastrów linii (CD)8,9. Jednak w patologii, zwłaszcza w raku10 i odrzuceniu przeszczepu11,12, MV są wydalane z uszkodzonej tkanki i mają szkodliwe cechy prokoagulacyjne i prozapalne. Są one wykrywane w krążeniu ogólnoustrojowym, co czyni je użytecznymi sondami do monitorowania terapii ochronnych lub odmładzających oraz możliwych celów farmakologicznych13. Ponieważ MV krążą jako dynamiczna pula pamięci odzwierciedlająca homeostazę komórek naczyniowych i tkankowych w zdrowiu i chorobie, lepsze zrozumienie ich zdalnego działania musi być również zbadane in vivo, po wstrzyknięciu dożylnym lub wkropleniu do nosa u małych zwierząt14,15. Rzeczywiście, MV zostały uznane za główne czynniki przyczyniające się do skomplikowanych szlaków łączących przesadny stan zapalny i zakrzepicę16.
Zapalenie przyzębia jest chorobą zapalną pochodzenia zakaźnego, wpływającą na tkanki podtrzymujące zęby17,18 i wiąże się z ryzykiem zakrzepowym. Charakteryzuje się krwawieniem dziąseł, niszczeniem kości wyrostka zębodołowego, ruchomością zębów i może ostatecznie prowadzić do utraty zębów. Zapalenie przyzębia jest bardzo rozpowszechnione na całym świecie i dotyka ponad 50% populacji, z czego 11% ma ciężką postać19. Zapalenie przyzębia jest wywoływane przez bakteryjną dysbiozę biofilmów poddziąsłowych, które utrzymują zaostrzoną reakcję zapalną, która powoduje zniszczenie tkanek20. W ciągu ostatniej dekady zapalenie przyzębia zostało powiązane z chorobami ogólnoustrojowymi, takimi jak zaburzenia sercowo-naczyniowe, cukrzyca i reumatoidalne zapalenie stawów. Możliwymi wyjaśnieniami są działanie patogenów przyzębia na odległość i/lub zwiększony ogólnoustrojowy stan zapalny, w którym pośredniczą cytokiny prozapalne, takie jak interleukina (IL-1, IL-6) i TNF-α21,22.
Wśród patogenów związanych z początkiem i rozwojem zapalenia przyzębia, Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis)23 występuje w najcięższych zmianach, które zbierają kilka czynników wirulencji, w tym lipopolisacharyd (LPS)24 indukujące reakcje zapalne za pośrednictwem receptora Toll-podobnego (TLR)25 oraz rekrutacja neutrofili i leukocytów wielojądrzastych (PMN) w miejscu początkowej infekcji26. LPS z P. gingivalis aktywuje TLR-4 lub TLR-2, ułatwiając wykrywanie immunologiczne i unikanie przetrwania bakterii27. Na poziomie naczyniowym aktywacja TLR2 przez LPS jest związana z immunozakrzepicą. Unikalna zdolność P. gingivalis do wywoływania sygnalizacji TLR-2, podczas gdy rozpoznawanie zależne od TLR-4 jest znacznie upośledzone, sprzyja uporczywemu zakażeniu o niskim stopniu złośliwości28,29.
Procedury in vivo do badania reakcji MV na przewlekłą i długotrwałą infekcję patogenu o niskim stopniu złośliwości są rzadkie. Podejścia metodologiczne do ekstrakcji MV są słabo opisane w literaturze i na ogół dotyczą pozyskiwania MV z patologicznych tkanek, takich jak guzy lite, stłuszczenie wątroby, blaszki miażdżycowe lub przeszczepy11,29,30, podczas gdy śledziona wyczuwa bakterie i wirusy w krwiobiegu. Przechowuje również erytrocyty, płytki krwi, limfocyty, monocyty, bazofile i eozynofile biorące udział w odpowiedzi immunologicznej. Granulocyty, takie jak neutrofile z czerwonej miazgi, również generują reaktywne formy tlenu (ROS) i proteazy, które niszczą patogeny i zapobiegają rozprzestrzenianiu się infekcji31,32. Zdumiewające i zgodnie z naszą najlepszą wiedzą, MV śledziony nie są badane w kontekście uszkodzeń tkanek wywołanych przez patogeny. Istnieje globalna niezaspokojona potrzeba zbadania zmienności MV mięśni zębowych w fizjopatologii.
Dane in vitro z naszego laboratorium wykazały, że LPS indukuje wydzielanie prokoagulantów MV ze splenocytów szczurów, co z kolei prowadzi do starzenia się hodowanych komórek śródbłonka wieńcowego i kolejnego prozapalnego i prozapalnego fenotypu śródbłonka11. Wykonalność farmakologicznej kontroli MV śledziony została dodatkowo wykazana po potraktowaniu zwierzęcia zoptymalizowaną formułą omega-3. Stwierdzono, że zgłębnik doustny szczurów w średnim i starszym wieku chroni zarówno przed wydalaniem prokoagulantów MV ze splenocytów, jak i przed ich szkodliwymi właściwościami prozaescencyjnymi w kierunku śródbłonka naczyń wieńcowych33.
W porównaniu do krwi, śledziona ma tę zaletę, że jest ważnym źródłem leukocytów u jednej osoby. Ponadto niedawno zaproponowano oś śledzionowo-sercową3,34, co sprawia, że śledziona może przyczyniać się do ryzyka sercowo-naczyniowego związanego z infekcją, co ma korzystne znaczenie dla kontroli farmakologicznej. Ocena właściwości lub uwalniania SMV ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia reakcji wywołanych przez patogen lub zapalnych. Co ciekawe, można to osiągnąć u leczonych zwierząt i w różnych modelach fizjopatologicznych (wiek, nadciśnienie, cukrzyca). Rzeczywiście, porównując szczury w średnim i starszym wieku33, różnice we właściwościach MVs śledziony i uwalnianiu można udowodnić po prostej 24-godzinnej hodowli splenocytów.
Biorąc pod uwagę powyższe dowody na zmianę właściwości efektorowych MV śledziony wraz ze stanem fizjopatologicznym i wykonalnością ich farmakologicznej kontroli u szczurów, tutaj opisano standardowy protokół izolacji MV śledziony myszy. Procedura ta lepiej pasowałaby do dogłębnych badań nad mechanizmami in vivo wspierającymi efekty wywoływane przez SMV, ostatecznie na zmodyfikowanych myszach. Procedura została opracowana na myszach C57BL/6 z wykorzystaniem miejscowego zakażenia dootrzewnowego przez P. gingivalis, w celu ustalenia dowodu na zdalne działanie patogenu na właściwości efektorowe śledziony MV (SMV).