High-speed beeldvorming onthult de nanoscopische wereld van intercellulaire communicatie

Onderzoekers van het Nano Life Science Institute (WPI-Nanolsi), Kanazawa University, demonstreren een nieuwe benadering voor nanoscopische profilering van kleine extracellulaire blaasjes (SEV’s) met behulp van high-speed atomaire krachtmicroscopie (HS-AFM) videografie.

Deze baanbrekende methode biedt een ongekend niveau van detail bij het karakteriseren van SEV -subpopulaties, en biedt nieuwe inzichten in hun biologische rollen en potentiële toepassingen in ziektediagnostiek.

De studie is gepubliceerd in de Journal of extracellulaire blaasjes.

Extracellulaire blaasjes (EV’s), inclusief exosomen en microvesicles, spelen een cruciale rol in intercellulaire communicatie door biomoleculen zoals eiwitten, lipiden en RNA over te dragen. Deze kleine blaasjes fungeren als moleculaire koeriers, pendelende berichten tussen cellen om immuunresponsen, weefselherstel en zelfs ziekteprogressie te reguleren.

Ondanks hun betekenis blijft de nauwkeurige karakterisering van deze blaasjes op nanoschaal een grote uitdaging vanwege hun kleine omvang en heterogeniteit. Bestaande technieken, zoals nanodeeltjes volganalyse (NTA) en flowcytometrie, missen de resolutie om precieze structurele en compositorische informatie te bieden op het niveau van één velveer.

In deze studie, onder leiding van Keesiang Lim en Richard W. Wong, gebruikte het team HS-AFM om de nanotopologie van SEV’s te visualiseren die zijn afgeleid van HEK293T-cellen onder fysiologische omstandigheden.

Hun bevindingen onthulden verschillende SEV -subpopulaties verrijkt met specifieke exosoommarkers, zoals CD63 en CD81. Met name zagen ze dat SEV’s kleiner dan 100 nm grotere membraanstijfheid en hogere co-lokalisatie vertoonden met exosomale markers in vergelijking met grotere blaasjes, die significante hoogteschommelingen vertoonden.

“Onze studie vormt een belangrijke vooruitgang in extracellulair blaasjesonderzoek”, aldus Wong. “Door gebruik te maken van HS-AFM-videografie, kunnen we nu rechtstreeks de dynamische interacties van oppervlaktemarkers op individuele SEV’s waarnemen, waardoor de weg wordt vrijgemaakt voor de ontwikkeling van zeer nauwkeurige EV-gebaseerde biomarkers.”

Deze nanoscopische immunofenotyperingsbenadering heeft het potentieel om een ​​revolutie teweeg te brengen in vroege ziektedetectie, met name bij de diagnostiek van kanker, waarbij biomarkers op basis van exosoom aandacht krijgen. Bovendien zou de methode kunnen bijdragen aan de vooruitgang in gerichte medicijnafgifte en regeneratieve geneeskunde door een precieze karakterisering van therapeutische EV’s mogelijk te maken.