$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Малые внеклеточные везикулы, полученные из мезенхимальных стволовых клеток (MSC-sEVs), представляют собой гетерогенные везикулы, обогащенные множеством компонентов, таких как мРНК, микро-РНК, цитокины, липиды и метаболиты1. В последние годы многие исследования подчеркнули огромный терапевтический потенциал MSC-sEVs в качестве бесклеточного метода лечения с минимальными побочными эффектами2, демонстрируя перспективность в лечении целого ряда заболеваний, включая старение, дегенерацию тканей, рак и воспалительные расстройства 3,4,5,6 . Тем не менее, при крупномасштабной экстракции sEV сохраняется серьезная проблема, при этом традиционные методы оказываются либо трудоемкими, либо экономически нецелесообразными. Кроме того, обеспечение воспроизводимости имеет первостепенное значение для клинического применения и трансляции методов лечения на основе ВВ7. Исследователи остро нуждаются в методе очистки, который был бы не только простым и эффективным, но и соответствовал бы стандартам надлежащей производственной практики (GMP)8.
Традиционные методы очистки, включая ультрацентрифугирование, ультрафильтрацию, эксклюзионную хроматографию, иммуноаффинность и осаждение полимеров, широко применялись впредыдущих исследованиях. В целом, традиционные методы изоляции sEV имеют ограничения, такие как низкий уровень производительности, снижение чистоты и проблемы с соблюдением строгих асептических стандартов. Кроме того, в предыдущих исследованиях сообщалось о потенциале перспективных методов, таких как микрофлюидные системы10,11, безметочная магнитная изоляция12 и ковалентная химическая изоляция13, для достижения выдающихся характеристик. Тем не менее, потребность в специализированном оборудовании делает эти передовые методы сложными для большинства исследовательских групп. Таким образом, эффективный метод выделения sEV класса GMP из большого объема образцов остается критическим препятствием, ограничивающим прогресс многочисленных команд как в исследовательских, так и в клинических приложениях.
Ультрацентрифугирование является наиболее широко используемым методом выделения sEV и признано золотым стандартом метода 14,15. Это метод, который использует различия в плотности и размере для выделения sEV. Изолированные sEV обычно промывают фосфатно-соевым буфером (PBS) для удаления остаточных загрязнений. Затем соответствующий объем PBS обычно используется для ресуспендирования промытых sEV, и различные ожидаемые концентрации sEV могут быть собраны путем регулирования объема PBS. Кроме того, сообщается, что чистота sEV плазмы, полученной ультрацентрифугированием, по-видимому, лучше, чем у sEV плазмы, выделенных методом эксклюзионной хроматографии (SEC), а sEV, полученные ультрацентрифугированием, имеют более низкое содержание примесей в невезикулярных внеклеточных частицах (NVEPs). Это также делает ультрацентрифугирование наиболее широко используемым и трудным для замены во многих видах лечения, требующих высоких концентраций sEV. Однако, помимо качества и чистоты, эффективность также является фактором, который нельзя игнорировать при крупносерийной экстракции sEV. До сих пор один раунд ультрацентрифугирования мог поддерживать объем образца примерно до 600 мл, что означает, что трудно удовлетворить спрос на крупномасштабную экстракцию только с помощью ультрацентрифугирования16.
Устройство для гемодиализа состоит из мембранного модуля, в котором размещаются тысячи полых волокон. Кровь циркулирует по этим волокнам в закрытой цилиндрической камере17. Составляющие крови могут избирательно проходить через эти мембраны в зависимости от их молекулярного размера и концентрации ионов. В клинике он широко используется в качестве искусственной почки для выведения продуктов жизнедеятельности и лишней жидкости из крови пациентов 18,19,20. Другими словами, гемодиализатор также обладает потенциалом для концентрирования образцов большого объема, полагаясь на процесс, аналогичный тангенциальной фильтрации потока (TFF). В недавнем руководстве, выпущенном Международным обществом внеклеточных везикул (ISEV), концентраты sEV считаются подходящими для образцов большого объема, таких как среда для культивирования клеток. После десятилетий разработки гемодиализаторы получили широкое распространение в больницах, чему способствует обилие зрелых расходных материалов и пул квалифицированных операторов, что облегчает поддержание стерильности образца.
В данном исследовании представлен метод очистки sEV на основе гемодиализатора и ультрацентрифуги, совместимых с GMP. В данном случае мы выбираем диализаторы с молекулярной массой 100 кДа (MWCO), которые, как было продемонстрировано, эффективно улавливают sEV и отфильтровывают многочисленныебелки22. Ультрацентрифугирование также обеспечивает этап для дальнейшей очистки. В работе показано, что гемодиализатор одинаково пригоден для концентрации sEVs. Этот протокол позволяет исследователям эффективно изолировать sEV из образцов большого объема. Мы зарегистрировали клиническое исследование в Китайском реестре клинических испытаний (ChiCTR, No ChiCTR2200059018), которое все еще продолжается и еще не завершено. Несмотря на то, что в настоящее время клинические данные не всегда доступны для публикации, надежный, крупномасштабный, эффективный и соответствующий требованиям метод производства sEV, как указано в этом протоколе, является необходимым условием для проведения доклинических и клинических испытаний.