$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Mezenkimal kök hücrelerden (MSC-sEV'ler) türetilen küçük hücre dışı veziküller, mRNA, mikro-RNA, sitokinler, lipitler ve metabolitler gibi çoklu bileşenlerle zenginleştirilmiş heterojen veziküllerdir1. Son yıllarda, birçok çalışma, yaşlanma, doku dejenerasyonu, kanser ve inflamatuar bozukluk dahil olmak üzere bir dizi durumun ele alınmasında umut vaat eden, minimal yan etkileresahip hücresiz bir tedavi yöntemi olarak MSC-sEV'lerin muazzam terapötik potansiyelinin altını çizmiştir2. Bununla birlikte, sEV'nin büyük ölçekli ekstraksiyonunda kritik bir zorluk devam etmektedir ve geleneksel yöntemlerin ya zahmetli bir şekilde zaman yoğun ya da ekonomik olarak mümkün olmadığı kanıtlanmıştır. Ayrıca, EV tabanlı tedavilerin klinik uygulaması ve çevirisi için tekrarlanabilirliğin sağlanması çok önemlidir7. Araştırmacılar, yalnızca basit ve verimli değil, aynı zamanda iyi üretim uygulamaları (GMP) standartlarına da uygun bir saflaştırma yöntemine şiddetle ihtiyaç duyuyorlar8.
Ultrasantrifüjleme, ultrafiltrasyon, boyut dışlama kromatografisi, immünoaffinite ve polimer çökeltme dahil olmak üzere geleneksel saflaştırma yöntemleri, önceki araştırmalarda kapsamlı bir şekilde uygulanmıştır9. Genel olarak, sEV izolasyonu için geleneksel yöntemler, düşük verim oranı, kaliteden ödün verilen saflık ve katı aseptik standartları karşılamadaki zorluklar gibi sınırlamalar sergiler. Ayrıca, önceki araştırmalar, olağanüstü performans elde etmek için mikroakışkan sistemler10,11, etiketsiz manyetik izolasyon12 ve kovalent kimya izolasyonu13 gibi umut verici tekniklerin potansiyelini bildirmiştir. Bununla birlikte, özel ekipman gereksinimi, bu ileri teknikleri araştırma ekiplerinin çoğunluğunun benimsemesini zorlaştırmaktadır. Özetle, GMP sınıfı sEV'leri büyük hacimli numunelerden izole etmenin etkili yöntemi, hem araştırma hem de klinik uygulamalarda çok sayıda ekibin ilerlemesini sınırlayan kritik bir engel olmaya devam etmektedir.
Ultrasantrifüjleme, sEV izolasyonu için en yaygın olarak benimsenen yöntemdir ve altın standart yöntem olarak kabul edilmektedir14,15. sEV'leri izole etmek için yoğunluk ve boyuttaki farklılıklardan yararlanan bir tekniktir. İzole edilmiş sEV'ler, artık kirleticileri ortadan kaldırmak için genellikle fosfat tamponlu salin (PBS) ile durulanır. Daha sonra, durulanan sEV'leri yeniden süspanse etmek için genellikle uygun bir PBS hacmi kullanılır ve PBS hacmi kontrol edilerek beklenen farklı sEV konsantrasyonları hasat edilebilir. Ayrıca, ultrasantrifüjleme ile elde edilen plazma sEV'lerin saflığının, boyut dışlama kromatografisi (SEC) ile izole edilen plazma sEV'lerinden daha iyi göründüğü ve ultrasantrifüjleme ile elde edilen sEV'lerin daha düşük veziküler hücre dışı partiküller (NVEP'ler) safsızlıklarına sahip olduğu bildirilmektedir. Bu aynı zamanda ultrasantrifüjlemeyi en yaygın kullanılan ve yüksek konsantrasyonlarda sEV gerektiren birçok tedavide değiştirilmesi zor hale getirir. Bununla birlikte, kalite ve saflığa ek olarak, büyük hacimli sEV ekstraksiyonunda verimlilik de göz ardı edilemeyecek bir faktördür. Şimdiye kadar, tek bir ultrasantrifüj turu, yaklaşık 600 mL'ye kadar bir numune hacmini destekleyebilir, bu da sadece ultrasantrifüjleme16 ile büyük ölçekli ekstraksiyon talebini karşılamanın zor olduğunu belirler.
Bir hemodiyaliz cihazı, binlerce içi boş lifi barındıran zar bazlı bir modülden oluşur. Kan, kapalı bir silindirik oda17 içinde bu liflerden dolaşır. Kanın bileşenleri, moleküler büyüklüklerine ve iyonik konsantrasyonlarına bağlı olarak bu zarlardan seçici olarak geçebilir. Klinikte, hastalarınkanındaki atık ürünleri ve fazla sıvıları uzaklaştırmak için yapay böbrek olarak yaygın olarak kullanılmaktadır 18,19,20. Başka bir deyişle, hemodiyalizör, teğetsel akış filtrasyonuna (TFF) benzer bir prosese dayanarak büyük hacimli numuneleri konsantre etme potansiyeline de sahiptir. Uluslararası Hücre Dışı Veziküller Derneği (ISEV) tarafından yayınlanan son kılavuzda, sEV konsantrelerinin hücre kültürü ortamı gibi büyük hacimli numuneler için uygun olduğu düşünülmektedir. Onlarca yıllık geliştirmeden sonra, hemodiyalizörler, bol miktarda olgun sarf malzemesi ve yetenekli operatörlerden oluşan bir havuzla desteklenerek hastanelerde yaygın olarak benimsenmiştir ve bu da numuneyi steril tutmayı kolaylaştırır.
Bu çalışma, GMP'lerle uyumlu bir hemodiyalizör ve ultrasantrifüje dayalı bir sEV saflaştırma yöntemi sunmaktadır. Burada, sEV'leri etkili bir şekilde yakaladığı ve çok sayıda proteini filtrelediği gösterilen 100 kDa moleküler ağırlık kesme (MWCO) diyalizörlerini seçiyoruz22. Ultrasantrifüjleme ayrıca daha fazla saflaştırma için bir adım sağlar. Çalışma, hemodiyalizörün sEV'lerin konsantrasyonu için eşit derecede uygun olduğunu göstermektedir. Bu protokol, araştırmacıların sEV'leri büyük hacimli örneklerden verimli bir şekilde izole etmelerini sağlar. Halen devam etmekte olan ve henüz tamamlanmamış olan klinik araştırmayı Çin Klinik Araştırma Kayıt Defteri'ne (ChiCTR, NO. ChiCTR2200059018) kaydettik. Klinik veriler şu anda yayınlanmak üzere hazır olmasa da, bu protokolde bildirildiği gibi sEV'lerin üretilmesi için güvenilir, büyük ölçekli, verimli ve uyumlu bir yöntem, klinik öncesi ve klinik çalışmaların yürütülmesi için bir ön koşuldur.