Komórka uwalnia pęcherzyki zewnątrzkomórkowe (EV) o różnych rozmiarach, które skutkują cząsteczkami sygnałowymi i inkluzjami błonowymi, które są ważne dla komunikacji międzykomórkowej1. EV o różnych rozmiarach odgrywają również różne role biologiczne, przy czym sEV o długości fali 50-200 nm jest w stanie precyzyjnie rozprowadzać RNA, DNA i białka do właściwej lokalizacji zewnątrzkomórkowej. sEV pomaga również określić mechanizmy ich wydzielania, obejmujące nie tylko regulację normalnych procesów fizjologicznych, takich jak nadzór immunologiczny, utrzymanie komórek macierzystych, krzepnięcie krwi i naprawa tkanek, ale także patologię leżącą u podstaw kilku chorób, takich jak progresja guza i przerzuty2,3. Skuteczna izolacja i analiza sEV mają kluczowe znaczenie dla identyfikacji biomarkerów i projektowania przyszłych interwencji lekowych.
Dzięki ciągłym badaniom nad klinicznym zastosowaniem sEV, metody izolacji sEV stawiają wyższe wymagania. Ze względu na niejednorodność sEV pod względem rozmiaru, źródła i zawartości, a także ich podobieństwo do innych EV pod względem właściwości fizykochemicznych i biochemicznych, nie ma standardowej metody izolacji sEV4,5. Obecnie ultrawirowanie, chromatografia wykluczania wielkości (SEC), wytrącanie polimerów i wychwytywanie powinowactwa immunologicznego są najczęstszymi metodami izolacji sEV6. Ultrawirowanie jest nadal złotym standardem izolacji sEV w badaniach, mimo że jest czasochłonne, co skutkuje niską czystością przy szerokim rozkładzie wielkości 40-500 nm i znacznymi uszkodzeniami mechanicznymi sEV po długotrwałym wirowaniu7,8,9. Wytrącanie polimerów, które zwykle wykorzystuje glikol polietylenowy (PEG), cierpi z powodu niedopuszczalnej czystości dla późniejszej analizy funkcjonalnej z jednoczesnym wytrącaniem zewnątrzkomórkowych agregatów białkowych i zanieczyszczeniem polimerów10,11. Metody oparte na powinowactwie immunologicznym wymagają kosztownych przeciwciał o różnej swoistości, a także mają problemy z niską objętością przetwarzania i wydajnością12,13,14. Wielkość cząstek jest jednym z głównych wskaźników oceny czystości izolowanego sEV. Chociaż czystość sEV pozostaje nieosiągalnym celem, SEC usuwa znaczną ilość składników średnich, a cząstki sEV ekstrahowane metodą SEC mieszczą się głównie w zakresie 50-200 nm15. Istniejące techniki mają kilka wad, w tym między innymi są czasochłonne, mają niską czystość, niską wydajność, słabą odtwarzalność, niską przepustowość próbek i potencjalne uszkodzenie sEV, co czyni je niekompatybilnymi z wykorzystaniem klinicznym16. W związku z tym szybka, niedroga i określona pod względem wielkości metoda izolacji sEV mająca zastosowanie do różnych płynów biologicznych jest niezbędną potrzebą w wielu sytuacjach badawczych i klinicznych.
W cytometrii przepływowej pojedyncze cząstki są analizowane w sposób wieloparametryczny, a podzbiory są sortowane17. Ze względu na niejednorodność EV, idealny byłby pomiar cytometryczny przepływu pojedynczych cząstek, który został wykorzystany do zbadania EV zgodnie z paradygmatami analizy komórek, z dyspersją światła i znacznikami fluorescencji używanymi do identyfikacji cech związanych z fizjologią i składników białkowych18,19,20. Niemniej jednak konwencjonalna cytometria przepływowa jest wyzwaniem ze względu na mały rozmiar sEV i niską obfitość biomarkerów powierzchniowych. Czułość cytometrii przepływowej można poprawić, optymalizując parametry detekcji w celu rozróżnienia szumu tła i sEV niezależnie od użycia rozpraszania do przodu (FSC), rozpraszania bocznego (SSC) lub parametru wyzwalającego próg fluorescencji19.
Zgodnie z obecnym protokołem, ustawienia sortowania cytometrycznego o wysokiej rozdzielczości zostały zoptymalizowane przy użyciu standardowych koralików fluorescencyjnych. Dobierając odpowiedni rozmiar dyszy, ciśnienie płynu w osłonie, parametr wyzwalania progu oraz napięcia kontrolujące natężenie światła rozproszonego, byliśmy w stanie wyizolować określony podzbiór sEV ze złożonej mieszaniny.