Hücre dışı veziküller (EV'ler), tüm çok hücreli organizmalarda hücreler arası iletişimin kilit oyuncularından biridir1. EV'ler, proteinler, lipitler ve nükleik asitler gibi çeşitli kargo yüklerinin alıcı hücrelere transferini kolaylaştırabilen, hücreden türetilmiş lipid çift katmanlı zar parçacıklarıdır. EV'ler, 30 nm ila 1 μM arasında değişen geniş bir boyut aralığına sahip olabilir. Ortalama çap boyutu <200 nm olan lipide bağlı veziküller olarak tanımlanan küçük EV'ler (sEV'ler), kan-beyin bariyerini geçme yeteneğine sahiptir; bu nedenle, nörodejeneratif hastalıkların ve Alzheimer hastalığı (AD), frontotemporal demans (FTD), Parkinson hastalığı (PD) ve kanserler gibi diğer durumların prion benzeri yayılması ve alevlenmesinde rol oynamışlardır 2,3. Ayrıca, sEV'ler kan, beyin omurilik sıvısı (BOS), tükürük ve hatta idrar gibi bir dizi biyosıvıda bulunabileceğinden, faydalı kullanımları biyobelirteçler ve invaziv olmayan teşhis alanını kapsayabilir. Örneğin, AD araştırması, tau / Aβ ve hatta Aβ42 / Aβ404 gibi biyoakışkan patojenik protein oranlarının kullanımına işaret edebilir.
Bilinen bir sEV kargosu, mRNA'nın 3'-UTR bölgelerine bağlanan ve genellikle protein ekspresyonunu negatif olarak düzenleyen, yaklaşık 22 nükleotid uzunluğunda küçük, kodlamayan bir RNA molekülleri grubu olan mikroRNA'dır (miRNA). Birçok hücresel rolde yer alan miRNA'lar, kanserler ve nörodejeneratif hastalıklar dahil olmak üzere çeşitli hastalıkların patogenezinde de rol oynamaktadır. Cheng ve ark. AD hastalarındanserumdan türetilen sEV miRNA ekspresyon imzalarının yüksek verimli bir dizileme analizini gerçekleştirdi 5. Nörogörüntüleme kayıtları ve yaş, cinsiyet ve APOE ε4 alel sunumunun bilinen risk faktörleri ile birleştirildiğinde, sonuçların AD'yi %87 duyarlılık ve %77 özgüllük ile öngördüğü bulundu. Ayrıca araştırmalar, erken evre PD6'yı potansiyel olarak teşhis edebilen iki yukarı regüle edilmiş BOS miRNA'sı (miR-151a-3p, let-7f-5p) ve 3 aşağı regüle miRNA (miR-27a-3p, miR-125a-5p ve miR-423-5p) tanımlamıştır. Patolojik hastalıklarda, patolojik durum, hastalıkların belirli karakteristik semptomlarından önce gelebilirken, nörodejenerasyonda, patolojik işaretlerin birikimi bilişsel gerilemeden çok daha erken gerçekleşir.
MikroRNA'lar, çeşitli işlevleri ve daha yüksek dereceli epigenetik düzenlemeleri nedeniyle potansiyel olarak proteinlerden daha etkili bir biyobelirteçtir. Araştırmacılar, beyin dokusunu kullanarak, hastalıklar ve alt türleri için spesifik beyin kaynaklı sEV (BDsEV) miRNA imzalarını potansiyel olarak tanımlayabilirler. Örneğin, nöronal ve glial belirteçlere sahip sEV'ler farklı miRNA kargoları sunabilir ve analiz, hastalık tespiti için daha kesin yöntemlerle sonuçlanabilir. Ayrıca, BDsEV'lerin nöropatojenik proteinlerin transsinaptik yayılımında büyük bir rol oynadığı öne sürülmektedir7. Önceki raporlar, taze donmuş beyin dokusundan sEV'ler elde etmek için immünopresipitasyon ve yoğunluk gradyanı (sükroz gradyanı) ultrasantrifüj önermiştir 8,9. Bununla birlikte, bu yaklaşımlar, yüksek kaliteli sEV numuneleri elde etmek için ultrasantrifüj ve aşağı akış saflaştırma yöntemlerine sahip özel altyapı gerektirir10. Daha yeni raporlar, yaklaşımda çeşitli değişiklikler ve iyileştirmeler önermiştir 11,12,13; bununla birlikte, buna rağmen, insan dokularından sEV türevi mikroRNA'nın izolasyonu ve çalışması hala yaygın olarak uygulanmamaktadır. Bu protokolde açıklanan yaklaşım, bu tekniğe erişilebilirliği artırmak için beyin kaynaklı sEV çalışması için rafine, adım adım bir protokol sağlamayı amaçlamaktadır. Minimum miktarda beyin dokusu kullanarak bir protokol oluşturduk, bu protokolden boyut dışlama kromatografisi kullanarak saf sEV'leri izole ettik ve bu sEV'lerin mikroRNA kargosundan yüksek kaliteli yeni nesil dizileme verilerini gösterdik.