$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Endosomy są niezbędnymi organellami wewnątrzkomórkowymi, które regulują endocytozę, sortowanie ładunku i szlaki sygnałowe 1,2. Aktywowane receptory sygnałowe i inne białka regulowane w dół są początkowo sortowane do pęcherzyków śródświetlnych (ILV) we wczesnych endosomach (EE), które następnie dojrzewają do ciał wielopęcherzykowych (MVB) lub endosomalnych pęcherzyków nośnikowych (ECV). Pęcherzyki te następnie łączą się z późnymi endosomami (LE), które służą jako wtórne węzły sortowania do kierowania ładunku w kierunku degradacji lizosomalnej lub alternatywnych szlaków. ILV mogą być również wydzielane jako egzosomy po fuzji endosomu z błoną plazmatyczną 3,4 . Równolegle szlak autofagii dostarcza materiał cytozolowy do LE za pośrednictwem autofagosomów, które uzyskują zdolność degradacji po fuzji z późnymi przedziałami endocytarnymi5. Endosomy są obecnie uznawane za krytyczne regulatory recyklingu receptora6, lokalizacji kanału jonowego7, biogenezy egzosomów8 i komunikacji międzykomórkowej9 - procesów, które są szczególnie istotne w wyspecjalizowanych komórkach, takich jak neurony i kardiomiocyty.
Pojawiające się dowody podkreśliły kluczową rolę szlaków endosomalnych w funkcjonowaniu układu sercowo-naczyniowego. Białko Eps15 Homology Domain 3 (EHD3) reguluje endosomalny recykling kluczowych transporterów jonów serca, w tym wymiennika Na+/Ca2+ i kanałów Ca2+ typu L. Niedobór EHD3 u myszy prowadzi do bradykardii, anomalii przewodzenia i zmienionego obchodzenia się z Ca2 + 10. Funkcjonalny transport endosomów i lizosomów w komórkach mięśni gładkich naczyń krwionośnych zapobiega zwapnieniu przyśrodkowemu wywołanemu fosforanami, które jest istotne w przypadku przewlekłej choroby nerek i miażdżycy11. Niemniej jednak funkcjonalna rola endosomów w chorobach sercowo-naczyniowych i ich potencjał jako celów terapeutycznych pozostają nie w pełni poznane, co uzasadnia dalsze badania.
Wiele metod umożliwiło biochemiczną izolację funkcjonalnie nienaruszonych endosomów. Marsh i współpracownicy po raz pierwszy połączyli wirowanie w gradiencie gęstości z elektroforezą swobodnego przepływu w celu odzyskania wczesnych i późnych endosomów, zachowując ich zakwaszenie i integralność strukturalną12. Najnowsze metodologie, takie jak podejście oparte na gradiencie sacharozy, oferują ustandaryzowaną drogę oddzielania wczesnych i późnych populacji endosomalnych, niezbędną do dalszych badań proteomicznych i lipidomicznych13. Zestawy komercyjne oparte na kolumnach obrotowych zostały opracowane z myślą o zastosowaniach o wysokiej przepustowości.
Izolacja egzosomów za pomocą automatycznego systemu ultraszybkiej izolacji wykorzystuje innowacyjną technologię nanofiltracji ultradźwiękowej, która ma dwumembranowy system nanofiltracji zintegrowany z okresowymi oscylacjami podciśnienia i podwójnie sprzężonymi oscylacjami harmonicznymi, aby umożliwić izolację egzosomów o wysokiej czystości z biopłynów14. W tym przypadku połączyliśmy frakcjonowanie subkomórkowe z izolacją endosomów przy użyciu automatycznego systemu ultraszybkiej izolacji, aby uzyskać nową metodę szybkiej izolacji endosomów z wysoką wydajnością i wysoką czystością z tkanki serca myszy.
Ponadto przeprowadziliśmy wspólną hodowlę wyekstrahowanych endosomów z pierwotnymi kardiomiocytami (CM) in vitro i stwierdziliśmy, że egzogenne endosomy pomyślnie weszły do CM. Za pomocą reportera endosomu, w którym zlokalizowane w endosomach białko Numb zostało połączone z czerwonym białkiem fluorescencyjnym mCherry15,16, zaobserwowaliśmy fluorescencję mCherry zlokalizowaną wewnątrz CM ze wzorem puncta.