Extracellulaire blaasjes die leiden tot een embryonale ontwikkeling van zebravissen kan potentieel hebben voor de menselijke geneeskunde

Vooral tijdens de eerste 72 uur spelen extracellulaire blaasjes – niet -nanodeeltjes ingesloten in celmembranen – een belangrijke rol in de embryonale ontwikkeling van zebravissen.

Dit is het resultaat van een studie uitgevoerd bij Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) en Universitätsklinikum Erlangen (uker), die nu is geweest gepubliceerd in Celcommunicatie en signalering.

Voor het eerst konden onderzoekers de dynamiek van extracellulaire blaasjes gedurende een periode van vier dagen bestuderen om meer te ontdekken over hun betekenis voor celdifferentiatie en orgaanvorming. De resultaten tonen potentieel voor het vakgebied van de menselijke geneeskunde, omdat extracellulaire blaasjes kunnen worden gebruikt als een gericht medicijnafgiftesysteem.

Extracellulaire nanodeeltjes spelen een belangrijke rol bij celdifferentiatie en de gecoördineerde groei van organen in de embryonale fase. Deze omvatten ook iets dat bekend staat als extracellulaire blaasjes (EV) die worden vrijgegeven door cellen en die zijn ingesloten in een dubbel membraan.

Ze transporteren boodschapperstoffen zoals eiwitten en messenger -RNA en stellen cellen zo in staat met elkaar te communiceren. Er wordt een onderscheid gemaakt tussen kleine en grote extracellulaire blaasjes (smallevs en largeevs).

“Deze classificatie heeft niet alleen iets te maken met de grootte van de deeltjes, maar ook met de verschillende manieren waarop ze worden gevormd en hun functies”, legt Dr. Linda-Marie Mulzer uit, die arts is in het medicijn voor kinderen en adolescenten bij UKER en de hoofdauteur van de studie.

Twee soorten extracellulaire blaasjes zijn essentieel voor orgelvorming

Tot op heden is er weinig onderzoek gedaan naar welke fasen en processen EV’s vereisen, in het bijzonder in orgelvorming. Dit is een kloof die onderzoekers van FAU en Uker hopen te sluiten door de dynamiek van blaasjes in zebravissen te onderzoeken.

“Zebravistische larven zijn bijzonder geschikt voor onze studies omdat ze bijna volledig transparant zijn, waardoor we de ontwikkeling van hun innerlijke organen kunnen observeren”, legt Mulzer uit. De larven werden onderzocht op de aanwezigheid van EV na 24, 48, 72 en 96 uur na de bevruchting met behulp van flowcytometrie, transmissie -elektronenmicroscopie (TEM), nanodeeltjes -tracking -analyse (NTA) en Western blotting (WB) om de onderzoekers te kunnen analyseren en hun grootte en kwantiteit te bepalen.

Mulzer zegt: “Dit is de eerste studie die microscopische beelden presenteren van blaasjes van gehele zebravissen. Het heeft ons in staat gesteld een duidelijk onderscheid te maken tussen smallevs en largeevs en aantoont dat ten minste twee verschillende soorten EV’s betrokken zijn bij zebravissenembbryogenese.”

Een andere belangrijke bevinding van het onderzoek is dat het totale aantal EV’s aanzienlijk steeg tijdens de eerste 72 uur van embryogenese, en met een snelheid veel hoger dan kon worden verwacht bij het overwegen van de toename van de lengte van de vislarven. Tegelijkertijd nam de gemiddelde grootte van de smallevs ook in deze tijd toe.

“Aangezien de meeste organen worden gevormd tijdens de eerste drie dagen na bemesting en volwassenheid en groei die meestal daarna optreden, suggereert het toenemende aantal EV’s dat ze een belangrijke rol spelen tijdens orgelvorming in zebravissen,” legt Mulzer uit. “De toename van de grootte kan worden verklaard met een toename van transportcapaciteit omdat de metabole activiteit in de cellen tijdens deze fase toeneemt.”

De onderzoekers beschouwen hun studie als het begin van een meer diepgaande analyse, met name van de specifieke functies van de EV’s. “Onze experimenten waren nog niet in staat om aan te tonen met welke stoffen de EV’s zijn geladen. Bovendien zijn we een manier om alle subtypen van EV’s te ontcijferen en te beschrijven”, zegt Mulzer.

Als het mogelijk is om te bepalen welke organen specifiek worden gericht door de relevante EV’s, kan dit de deur openen voor nieuwe soorten therapieën – zoals de onderdrukking van ongewenste celgroei of de beoogde behandeling van organen met effectieve geneesmiddelen.