Здесь мы представляем протокол для маркировки внеклеточных везикул, полученных из лизата тромбоцитов, для мониторинга их миграции и поглощения в хрящевых эксплантатах, используемых в качестве модели остеоартрита.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Здесь мы представляем протокол для маркировки внеклеточных везикул, полученных из лизата тромбоцитов, для мониторинга их миграции и поглощения в хрящевых эксплантатах, используемых в качестве модели остеоартрита.
Внеклеточные везикулы (EV) используются в различных исследованиях, чтобы доказать их потенциал в качестве бесклеточного лечения из-за их груза, полученного из их клеточного источника, такого как лизат тромбоцитов (PL). При использовании в качестве лечения ожидается, что EV попадут в клетки-мишени и вызовут ответ от них. В этом исследовании PL-производные EV были изучены как бесклеточное лечение остеоартрита (ОА). Таким образом, был создан метод маркировки электромобилей и проверки их поглощения на хрящевых эксплантатах. PL-производные EV маркируются липофильным красителем PKH26, дважды промывают через столбец, а затем тестируют в модели ОА in vitro, управляемой воспалением, в течение 5 ч после количественной оценки частиц анализом отслеживания наночастиц (NTA). Ежечасно экспланты хряща фиксируют, парафинируют, разрезают на участки по 6 мкм для крепления на слайдах и наблюдают под конфокальным микроскопом. Это позволяет проверить, попадают ли EV в клетки-мишени (хондроциты) в этот период и проанализировать их прямое действие.
Остеоартроз (ОА) – суставное дегенеративное заболевание, подразумевающее прогрессирующее и необратимое воспаление и разрушение внеклеточного матрикса суставногохряща1. Хотя различные формы артрита имеют многочисленные методылечения 2,3,4,они ограничены своими побочными эффектами и ограниченной эффективностью. Методы тканевой инженерии с использованием аутологичной имплантации хондроцитов обычно применяются для регенеративного лечения поврежденного хряща при ранних поражениях хрящаОА4. Клеточная терапия ограничена в основном из-за ограниченного количества фенотипически стабильных хондроцитов или хондропрогениторов, способных эффективно восстанавливать хрящ3. Поэтому разработка новых терапевтических стратегий для предотвращения прогрессирования заболевания и регенерации крупных поражений хряща имеет первостепенное значение.
Внеклеточные везикулы (EV) были предложены в качестве лечения ОА разными авторами5,6. EV представляют собой мембранные тела, секретируемые большинством типов клеток, участвуют в межклеточной сигнализации и, как было показано, оказывают терапевтическое воздействие стволовых клеток7,8,9,из-за чего они недавно вызвали интерес к регенеративной медицине10. EV, полученные из мезенхимальных стромальных клеток (МСК), являются основными терапевтическими EV, исследуемыми для ОА, хотя другие связанные с суставами клетки использовались в качестве источников EV, например, хондропрогениторы или иммунные клетки11,12.
Концентраты тромбоцитов, такие как лизаты тромбоцитов (PL), используются для улучшения заживления ран при различных травмах, таких как язвы роговицы13,14,15 или при регенерации ткани сухожилия16,из-за гипотезы о том, что компонент EV концентратов тромбоцитов может быть ответственен за эти эффекты17 . Некоторые исследования, связанные с заболеваниями, связанными с суставами, используют тромбоцитарные EV (PL-EV) в качестве лечения для улучшения остеоартритных состояний. PL-EV улучшают пролиферацию хондроцитов и миграцию клеток, активируя Wnt/β-катениновыйпуть 18,способствуя экспрессии хондрогенных маркеров в остеоартритных хондроцитах19или показывая более высокие уровни хондрогенных белков и меньшее количество тиссулярных аномалий у остеоартритных кроликов, получавших PL-EV18.
EV содержат белки, липиды и нуклеиновые кислоты, которые высвобождаются в клетку-мишень, устанавливая межклеточную связь, что является основной особенностью, связанной с их терапевтическим применением20. Эффекты электромобилей зависят от их достижения клеток и последующего высвобождения груза. Этот эффект может быть косвенно подтвержден изменениями, вызванными в клетках, такими как метаболическая активность или модификация экспрессии генов. Однако эти методы не позволяют визуализировать то, как электромобили достигают клеток, чтобы выполнять свою функцию. Таким образом, в этой статье представлен метод маркировки этих PL-производных EV для использования в качестве лечения эксплантов хряща ОА, вызванных воспалением. Конфокальная микроскопия использовалась для мониторинга поглощения и прогрессирования EV к хондроцитам, присутствующим в эксплантатах, в течение 5 ч.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
ПРИМЕЧАНИЕ: Экспланты хряща были получены из биобанка IdISBa (IB 1995/12 BIO) в соответствии с институциональными руководящими принципами после этического одобрения проекта CEI-IB (IB 3656118 PI).
1. Подготовка колонны
2. Маркировка электромобилей
ПРИМЕЧАНИЕ: Этот протокол маркировки EV использует образец PL-EV, ранее выделенный с помощью хроматографии исключения размера (SEC) с ранее описаннымиусловиями21,22. Тем не менее, любой образец EV из любого источника может быть использован с этим протоколом.
3. Маркировка-EV изоляция
4. Количественная оценка EV
5. Электромобили, используемые в качестве лечения ОА, вызванного воспалением
6. Подготовка и визуализация микроскопии
ПРИМЕЧАНИЕ: Эта гистологическая процедура состоит из обезвоживания, встраивания парафина и этапов регидратации. Эти шаги могут снизить общую флуоресценцию красителя (ограничение, упомянутое в техническом описании PKH26). Поэтому другие процедуры, такие как замороженное сечение, могут быть более подходящими для визуализации EV с помощью конфокальной микроскопии.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Схематический обзор маркировки и мониторинга поглощения электромобилей показан на рисунке 1. Концентрация частиц и размер EV, обнаруженные NTA в таблице 1, показывают, что концентрация EV уменьшается во время процесса из-за стадии очистки, выполненной дважды после маркировки колонкой. Однако полученное количество находится в оптимальном диапазоне количества частиц для использования для лечения. Эта концентрация частиц используется для расчета объема PKH-PL-EV и контроля, кот...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Визуализация EV помогает понять свойства EV, такие как механизмы их высвобождения и поглощения. Их визуализация позволяет контролировать их биораспределение и характеризовать их фармакокинетические свойства как лекарственные средства. Тем не менее, визуализация и отслеживание электромобилей могут быть затруднены из-за их небольших размеров, хотя многие устройства визуализации и методы маркировки были разработаны, чтобы помочь исследователям контролировать электромобили в условиях in vitro и in vivo
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
У авторов нет конфликта интересов для раскрытия.
Это исследование финансировалось Институтом спасения Карлоса III, Министерством экономики и конкуренции, совместно финансируемым Европейским социальным фондом ESF и Европейским фондом регионального развития ERDF (MS16/00124; СР16/00124); ПРОГРАММОЙ JUNIOR del proyecto TALENT PLUS, construyendo SALUD, generando VALOR (JUNIOR01/18), финансируемой за счет налога на устойчивый туризм Балеарских островов; Генеральным директором по расследованиям, Консультативным советом по расследованию, Управляющим Балеаром (FPI/2046/2017); постдокторской программой FOLIUM (FOLIUM 17/01) в рамках FUTURMed, финансируемой под 50% за счет налога на устойчивый туризм Балеарских островов и под 50% от ESF; и Комитетом по расследованию и расследованию Банковского фонда санга и безопасности Балеарских болезней (CDI21/03).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| <сильно>Материал | |||
| 1,5 мл Центрифужная пробирка | SPL для медикобиологических наук | PLC60015 | |
| 1 мл Шприц BD Plastipak | BD | 303174 | |
| 2-пропанол (изопропанол) | Panreac AppliChem | 1.310.901.211 | Приготовлено в концентрации 20% с использованием воды Milli-Q |
| 96-луночный культуральный планшет | SPL для медико-биологических наук | ||
| Абсолютный этанол Pharmpur | Scharlab | ET0006005P | Используется для приготовления 96% и 75% этанола с помощью воды Milli-Q |
| Biopsy Punch с поршнем 3 мм | Scandidact | MTP-33-32 | |
| Бычья сыворотка Альбумин (БСА) | Sigma-Aldrich | A7030 | Получен в концентрации 5% с |
| эксплантами хрящевой | PBS Биобанк | ||
| Концентрационная пробирка 15 мл Наносеп 100 кД Омега | Палл | MCP100C41 | |
| Концентрационная трубка 500 &микро; L Nanosep 100 kD Omega | Pall | OD003C33 | |
| Cover glass 24 x 60 мм | Deltalab | D102460 | |
| DMEM-F12 -GlutaMAX medium | Biowest | L0092 | |
| Dulbecco's PBS (1x) | Capricorn Scientific | PBS-1A | |
| Встраиваемые блоки парафиновой ткани | IdISBa Biobank | Плата за обслуживание | |
| Колонки Exo-spin mini-HD | Системы наведения ячеек | EX05 | |
| Feather S35 Microtome Blade | Feather | 43037 | |
| Filtropur S 0.2 µ m шприц фильтр | Sarstedt | 83.1826.001 | |
| Флюоршилд с DAPI | Sigma-Aldrich | F-6057 | |
| Онкостатин M Человек | Sigma-Aldrich | O9635-10UG | Приготовьте стоковый раствор до конечной концентрации 0,1 &β; g/µ L разбавлен в PBS-0,1% BSA |
| Параформальдегид | Sigma-Aldrich | 8.18715.1000 | Приготовлен при 4% PBS и хранится при 4° C |
| Пенициллин-стрептомицин Раствор 100x | Biowest | L0022 | |
| PKH26 Красный набор флуоресцентных клеточных линкеров для общего мечения клеточных мембран | Sigma-Aldrich | MINI26 | PKH26 и Dliuent C включает |
| цитрат натрия дигидрат | Scharlab | SO019911000 | |
| Superfrost Plus Microscope Slides | Thermo Scientific | J1800AMNZ | |
| TNFα | НИР D системы | 210-TA-005 | Готовить исходный раствор до конечной концентрации 0,01 & микро; g/µ L разведен в PBS-0,1% BSA |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | T8787 | Используется для приготовления 0,1% раствора цитрата натрия Triton-0,1% с водой Milli-Q |
| Xylene | Scharlab | XI0050005P | |
| Equipment | |||
| Centrifuge 5430 R | Eppendorf | 5428000210 | ротором F-45-48-11 NanoSight |
| NS300 | Malvern | NS300 | Прибор со встроенным лазером на длине волны λ= 532 нм и камерой sCMOS |
| Shandon Finesse 325 Manual Microtome | Thermo Scientific™ | ||
| конфокальный микроскоп TCS-SPE | Leica Microsystems | 5200000271 |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.