Fangst ekstracellulære vesikler:En ny teknologi til isolering af sygdomsmarkører

Biofysikere fra Skoltech, MIPT og deres kolleger fra virksomheden Prostagnost har skabt en ny teknologi til isolering af ekstracellulære vesikler (EV) fra biologiske væsker. At studere vesikler er afgørende for diagnosticering og behandling af forskellige sygdomme, herunder kræft. Den nye teknik overgår ikke kun metoder, der hidtil er kendt med hensyn til renhed og udbytte af elbiler, men er også enkel, hurtig, billig og kan køre på standard laboratoriehardware. Forskningen blev offentliggjort i Journal of Extracellular Vesicles .

Vores kropsceller "kommunikerer" med hinanden ved at frigive signalmolekyler til blodgennemstrømningen. For at molekylerne sikkert kan nå målet, er de indkapslet i små vesikler i nanostørrelse, EV'er, der fungerer som et leveringssystem. Elbiler fra raske og syge celler har forskelligt indhold, hvilket danner grundlag for diagnosticering. Vesikler udskilt af usunde celler indeholder en lang række molekyler, der fungerer som en biomarkør for en sygdom. At studere biomarkørerne hjælper både med at diagnosticere en sygdom og overvåge behandlingen ved at analysere ændringer i antallet af elbiler, der indeholder de udvalgte markører.

Spørgsmålet opstår imidlertid om, hvordan man isolerer disse miniscule bærere. Kun elbiler bør udvælges blandt det store væld af molekyler i biologiske væsker for at identificere de proteinmolekyler, de indeholder, som kan være biomarkører for en sygdom eller et tegn på godt helbred. Afhængigt af hvilke nukleinsyrer, såsom mRNA eller DNA, eller proteiner, der findes inde i eller på overfladen af ​​en EV, konkluderes der om patientens udsigter. Derfor er det vigtigt, at disse undersøgelser udføres hurtigt, effektivt og til lave omkostninger.

Vasiliy Chernyshev, hovedforfatter og forsker ved MIPT Laboratory for the Development of Innovative Drugs and Agricultural Biotechnology og Skoltech BioPhotonics Lab, siger, at "i øjeblikket eksisterer der adskillige generelt anerkendte metoder til at isolere vesikler, men de er enten for besværlige eller kræver specialiserede udstyr, såsom en ultracentrifuge. Ikke alle klinikker har råd til dette, og desuden har denne metode en ret lav isoleringseffektivitet."

Holdet har udviklet en filtreringsenhed sammen med en speciel membransammensætning og design og en trin-for-trin isoleringsprocedure. Løsningen muliggør hurtig og effektiv EV-isolering, samtidig med at den sikrer høj renhed, hvilket er meget vigtigt for både diagnostik og EV-forskning. Enheden er udelukkende lavet af russiske komponenter til minimale omkostninger.

Vasiliy Chernyshev tilføjer, at "i EV-isoleringsenheden, som vi udviklede sammen med Prostagnost-firmaet, sker adskillelsen dybt i membranen med et specifikt poredesign. I modsætning til konventionel filtrering fanger vi produktet inde i filteret og genvinder det med omvendt flow."

"Med denne nye teknik kan vi effektivt isolere elbiler af forskellige størrelser, inklusive exosomer, fra praktisk talt enhver biologisk væske, såsom blod, plasma og urin, og opnå elbiler med høj renhed fri for ekstracellulære partikler eller molekyler. Men vigtigst af alt, alt, hvad vi behøver til opgaven, er en almindelig laboratoriecentrifuge og specifikke membraner og reagensglas, der er tilgængelige for ethvert russisk klinisk laboratorium."

Sergey Leonov, leder af MIPT-laboratoriet for udvikling af innovative lægemidler og landbrugsbioteknologi, kommenterer, at "vores team har lagt en stor indsats i at beskrive og bevise renheden af ​​exosomer - membranvesikler i størrelsen 40 til 100 nm. Dette er meget vigtigt for både diagnostik og proteomik."

"Der er et stort behov for så enkle, hurtige og effektive metoder til videnskabelig og medicinsk EV-forskning. Vi har foreslået en lokalt udviklet unik teknologi, der kan udvikle sig til en nyttig rutine for konventionel onkologisk praksis. Denne forskning er et perfekt eksempel på MIPTs interaktion. -institutionelle, industrielle og internationale samarbejder, der hjælper med succes med at håndtere importsubstitutionsopgaver og markedsføre innovative russiske løsninger, der stort set overgår deres internationale analoger." + Udforsk yderligere

Nanomembransystem kunne hjælpe med at diagnosticere sygdomme ved at isolere biomarkører i tårer