$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Hücreler, hücreler arası iletişimde önemli bir rol oynayan hücre dışı veziküllerin (EV'ler) salınması da dahil olmak üzere çeşitli sinyal mekanizmaları aracılığıyla komşu hücrelerle iletişim kurar. EV'ler, DNA, RNA ve proteinler gibi genetik kargoları bir hücreden diğerinegeçirerek hücreler arası iletişime katılır 1,2,3,4,5. Şu anda, üç EV kategorisi vardır: büyüklükleri ile karakterize edilen eksozomlar, mikro-parçacıklar ve apoptotik cisimler. Eksozomlar en küçüğüdür, çapı 30-150 nm 6,7,8'dir ve endozomal membran sisteminden oluşur 9,10,11 (Şekil 1). Mikroveziküller, 100-1000 nm 12,13,14 arasında değiştikleri ve plazma zarından 11,12,13 tomurcuklandıkları için eksozomlardan daha büyüktür (Şekil 1). Apoptotik cisimler EV'lerin en büyüğüdür ve 1000-5000 nm 12,14,15 arasında değişir ve ayrıca plazma zarından 12,16,17 tomurcuklanırlar (Şekil 1). Boyutun yanı sıra, EV'ler yoğunluk, CD63, CD81, CD9 gibi moleküler belirteçler ve ayrıca biyogenez mekanizması18 gibi diğer biyofiziksel özelliklere göre sınıflandırılabilir. EV'ler, bitişik hücreler arasında kısa mesafeler ve vücut boyunca uzun mesafeler kat edebilir 19,20,21,22,23. EV'ler kan 24,25,26, beyin omurilik sıvısı 27,28,29, gözyaşı30,31,32 ve tükürük 33,34,35 gibi biyolojik sıvılarda bulunabilir.
Bugüne kadar, ultrasantrifüjleme, EV'leri 36,37,38 örneklerinden izole etmek için en iyi bilinen yöntemlerden biridir. Bu yöntem, EV'leri hücrelerden ve hücre kalıntılarından izole etmek için hızı artırarak gerçekleştirilebilen çok sayıda santrifüjleme ve ultrasantrifüjleme turu gerektirir. Bu yöntem, daha büyük vezikülleri ortadan kaldırmak için orta hız ve son olarak EV'leri peletlemek için bir ultrasantrifüj adımı olan pelet hücreleri ile düşük hızda başlatılabilir18. Ultrasantrifüjleme, izolasyon için en iyi yöntem olarak kabul edilse de, EV'lerin 39,40,41 morfolojisini değiştirmesi bakımından hala bazı sınırlamalar mevcuttur. EV'leri izole etmek için kullanılan başka bir teknik, çoklu zaman noktası ve uç nokta değerlendirmesinin ve yüksek verimli tek EV analizinin avantajlarını vurgulayan akış sitometrisidir. Bununla birlikte, akış sitometrisinin sınırlamaları, gözeneklerin tıkanmasını ve zayıf sinyalleri içerir ancak bunlarla sınırlı değildir. Kullanılan diğer bir yaklaşım, EV'lerle santrifüjlenecek farklı yoğunluklara sahip malzemeleri kullanan ve EV'lerin ultrasantrifüjlemeye kıyasla daha iyi ayrılmasını sağlayan gradyan santrifüjlemedir. Bu teknik ayırmayı iyileştirse de, emek yoğundur, zaman alıcıdır ve önemli ölçüde numune kaybına yol açabilir. Ek olarak, EV'leri izole etmek için yağış ve filtreleme de kullanılabilir. Bu tekniklerin her ikisi de basit ve hızlıdır, ancak her ikisi de numune kontaminasyonuna yol açabilir. EV'leri izole etmek için çeşitli teknikler olsa da, her tekniğin aşağıda listelenen avantajları ve sınırlamaları vardır (Tablo 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.
EV'ler izole edildikten sonra, EV'leri karakterize etmek için moleküler analizler yapılabilir. Western blotları, yüzey ve kargo protein ekspresyonu 68,69,70'i aramak için yaygın bir testtir ve polimeraz zincir reaksiyonu (PCR), EV'ler71,72,73 için miRNA ekspresyonu 74,75,76 için kullanılır. Bu tahliller kurulmuştur ve ilgi çekici sonuçlar üretebilir. Bu yöntemlerin bir sınırlaması, başlangıçta küçük bir hacme veya EV konsantrasyonuna sahip numuneler için bir sorun olan77 okumasını elde etmek için EV'lerden büyük miktarda protein veya RNA'ya ihtiyaç duymalarıdır.
Bu yazıda tartışılan nanopartikül analizörü, kullanıcının Tablo 1 ve Tablo 2'de belirtilen birçok sınırlamanın üstesinden gelmesine olanak tanır: 78,79,80,81,82,83,84,85,86,87,88,89,90 . Bu yöntem, EV'lerin azalan veriminin üstesinden gelmeye yardımcı olacak izolasyon tekniklerinin kullanılmasını gerektirmez. Bu yöntem aynı zamanda kullanıcının yüzey ve kargo proteinlerini, toplam EV sayısını ve EV boyutunu 1 μL kadar küçük bir numune hacminden analiz etmesine olanak tanır. Bu, Şekil 2'de gösterildiği gibi bir çözeltideki EV'leri tanımlamak için tetraspanin antikorları, CD63, CD81 ve CD9 içeren bir antikor mikrodizisi kullanan şirket tarafından sağlanan tetraspanin çipleri kullanılarak yapılır. Floresan antikorlar, EV'lerin varlığını doğrular ve kirletici parçacıkların sonuçları çarpıtmasını önler.
Bu tekniğin genel amacı, EV'leri analiz etmek için daha az zaman alan bir yöntem sağlamanın yanı sıra EV'leri küçük bir numune hacminden analiz etmektir. Bu nanopartikül analizörünü kullanmak, kullanıcıların gözyaşı ve tükürük gibi biyolojik sıvılar için ideal olan 1 μL kadar küçük bir numuneden boyutu, toplam partikül sayısını ve yüzey proteinlerini analiz etmesine olanak tanır.