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As células se comunicam com as células vizinhas por meio de vários mecanismos de sinalização, incluindo a liberação de vesículas extracelulares (EVs), que desempenham um papel fundamental na comunicação intercelular. Os EVs participam da comunicação intercelular passando carga genética, como DNA, RNA e proteínas, de uma célula para outra 1,2,3,4,5. Atualmente, existem três categorias de EVs: exossomos, microvesículas e corpos apoptóticos, que são caracterizados por seu tamanho. Os exossomos são os menores, com diâmetro de 30-150 nm 6,7,8, e são formados a partir do sistema de membrana endossômica 9,10,11 (Figura 1). As microvesículas são maiores que os exossomos, pois variam de 100 a 1000 nm 12,13,14 e brotam da membrana plasmática 11,12,13 (Figura 1). Os corpos apoptóticos são os maiores dos EVs e variam de 1000-5000 nm 12,14,15, e também brotam da membrana plasmática 12,16,17 (Figura 1). Além do tamanho, as EVs podem ser classificadas com base em outras características biofísicas, que incluem densidade, marcadores moleculares como CD63, CD81, CD9 e também mecanismo de biogênese18. Os EVs podem percorrer distâncias curtas entre células adjacentes e longas distâncias por todo o corpo 19,20,21,22,23. As EVs podem ser encontradas em fluidos biológicos, como sangue 24,25,26, líquido cefalorraquidiano 27,28,29, lágrimas 30,31,32 e saliva 33,34,35, para citar alguns.
Até o momento, a ultracentrifugação é um dos métodos mais conhecidos para isolar EVs de amostras 36,37,38. Este método requer várias rodadas de centrifugações e ultracentrifugação que podem ser realizadas aumentando a velocidade para isolar os EVs das células e detritos celulares. Este método pode ser iniciado com a baixa velocidade com células de pellets que serão seguidas de velocidade média para eliminar vesículas maiores e, finalmente, uma etapa de ultracentrifugação para pellet EVs18. Embora a ultracentrifugação seja considerada o melhor método para isolamento, ainda existem algumas limitações, pois altera a morfologia das VEs 39,40,41. Outra técnica usada para isolar EVs é a citometria de fluxo, que destaca as vantagens da avaliação de vários pontos de tempo e endpoint e da análise de EV único de alto rendimento. No entanto, as limitações da citometria de fluxo incluem, mas não estão limitadas a, entupimento dos poros e sinais fracos. Outra abordagem utilizada é a centrifugação gradiente, que utiliza materiais com diferentes densidades para serem centrifugados com os EVs e permite uma melhor separação dos EVs em comparação com a ultracentrifugação. Embora essa técnica melhore a separação, ela é trabalhosa, demorada e pode levar a uma perda significativa de amostra. Além disso, precipitação e filtração também podem ser usadas para isolar EVs. Ambas as técnicas são simples e rápidas, mas ambas podem levar à contaminação da amostra. Embora existam várias técnicas para isolar EVs, cada técnica tem suas vantagens e limitações, que estão listadas abaixo (Tabela 1) 42,43,44,45,46,47,48,49,50,51,52,53,54,55, 56,57,58,59,60,61,62,63,64,65,66,67.
Uma vez que os EVs tenham sido isolados, ensaios moleculares podem ser realizados para caracterizar os EVs. Western blots são um ensaio comum para procurar a expressão de proteínas de superfície e carga 68,69,70 e a reação em cadeia da polimerase (PCR) é usada para expressão de miRNA 71,72,73 para EVs 74,75,76. Esses ensaios são estabelecidos e podem gerar resultados intrigantes. Uma limitação desses métodos é que eles requerem uma grande quantidade de proteínas ou RNA de EVs para obter uma leiturade 77, o que é um problema para amostras que têm um pequeno volume ou concentração de EV, para começar.
O analisador de nanopartículas discutido neste artigo permite que o usuário supere muitas das limitações declaradas na Tabela 1 e na Tabela 2 78,79,80,81,82,83,84,85,86,87,88,89,90 . Este método não requer a utilização de técnicas de isolamento, o que ajudará a superar o rendimento reduzido dos EVs. Este método também permite ao usuário analisar as proteínas de superfície e carga, contagem total de EV e tamanho de EV a partir de um volume de amostra de apenas 1 μL. Isso é feito usando chips de tetraspanina fornecidos pela empresa que usa um microarray de anticorpos com anticorpos de tetraspanina, CD63, CD81 e CD9, para identificar EVs em uma solução, conforme mostrado na Figura 2. Os anticorpos fluorescentes confirmam a presença de EVs, além de impedir que partículas contaminantes distorçam os resultados.
O objetivo geral dessa técnica é fornecer um método menos demorado para analisar EVs, bem como analisar EVs de um pequeno volume de amostra. O uso deste analisador de nanopartículas permite que os usuários analisem o tamanho, a contagem total de partículas e as proteínas de superfície de apenas 1 μL de uma amostra, o que é ideal para fluidos biológicos, como lágrimas e saliva.