Vezicule extracelulare

Veziculele extracelulare  sunt vezicule extracelulare minuscule care secretă celule din diferite țesuturi sau organe în mediul lor. [1] [2] [3] Se găsesc în diferite fluide corporale, inclusiv în plasmă, urină, saliva, lichidul amniotic, laptele matern și lichidul care se acumulează în ascita pleurală. Veziculele extracelulare pot fi clasificate în patru clase principale: [4] [5] [6] (I) ectozomi , (II) exozomi , (III) corpi apoptotici și (IV) particule/microvezicule asemănătoare retrovirusurilor.

Ectozomi (microvezicule)

Ectozomii, sau microveziculele în devenire, sunt vezicule destul de mari (50 până la 1000 nm în diametru). [7] Ele sunt formate prin proeminența membranei plasmatice din celulă spre exterior, urmată de separarea veziculei rezultate de membrana celulară. [8] Ectozomii sunt secretați de diferite celule, inclusiv celulele tumorale, leucocite polimorfonucleare, eritrocite senescente și trombocite activate. [9] Una dintre trăsăturile caracteristice ale ectozomilor este apariția fosfatidilserinei (PS) pe suprafața membranei lor. [8] Spre deosebire de exozomi, ectozomii se leagă bine de anexina V și se pot lega de protrombină și factorul de coagulare X pentru a forma complexul de protrombinază [10]

Conform opiniei (de până acum controversate) a unor cercetători, ectozomii, și nu exozomii, sunt purtători de acizi nucleici între celule [11]

Exozomi

Exozomii  sunt vezicule membranare relativ mici (de la 40 la 100 nm în diametru) formate din corpuri multiveziculoase endosomiale ca urmare a fuziunii lor cu membrana suprafeței celulare. [12]

Corpuri apoptotice

Corpurile apoptotice sunt eliberate din celulele fragmentate ca urmare a apoptozei. Au o dimensiune de ordinul a 50-5000 nm în diametru și sunt fragmente de celule muribunde. Ca și ectozomii, trăsătura lor caracteristică este apariția fosfatidilserinei (PS) pe suprafața membranei lor.

Oncozomi mari

În plus față de veziculele extracelulare foarte mari eliberate în timpul apoptozei, veziculele extracelulare de dimensiunea micronului pot fi produse de celulele canceroase, neuroni și alte celule. Atunci când aceste particule sunt produse de celulele canceroase, se numesc „oncozomi mari” [13] [14] și pot atinge dimensiuni comparabile cu celulele individuale, cu diferența că nu conțin nuclei întregi. S-a demonstrat că aceștia promovează metastaza într-un model de șoarece de cancer de prostată și în celulele fibroblaste umane cultivate [15] . Interiorizarea celulară (absorbția celulară) a oncozomilor mari poate reprograma celulele normale ale creierului în cele patologice, activând capacitatea acestora de a se diviza și de a migra. S-a constatat că în stadiile târzii ale glioblastomului în probele de sânge de la pacienți există un număr semnificativ mai mare de oncozomi mari decât în ​​cei timpurii. [16]

Exophers

Exophers sunt o clasă de vezicule extracelulare mari, de aproximativ patru microni în diametru, observate în organisme model de la „ Caenorhabditis elegans ” [17] până la șoareci. [18] [19] Se presupune că aceștia sunt un mecanism pentru îndepărtarea materialului celular nedorit, inclusiv agregatele proteice și organelele deteriorate [17] [19] Exoferii pot rămâne conectați la corpul celular printr-un filament subțire de membrană asemănător unui nanotub tunel [17] ] [19] .

Migrazomi

Migrazomii sunt vezicule extracelulare mari, legate de membrană, cu un diametru de 0,5 până la 3 microni, care se formează la capetele fibrelor de retracție lăsate în urmă după migrarea celulelor într-un proces numit migracitoză. Migrazomii pot continua să se umple cu citosol și să se extindă chiar și atunci când celula originală este îndepărtată. Migrazomii au fost detectați pentru prima dată în celule de rinichi de șobolan cultivate, dar sunt produși și de celulele de șoarece și umane. [douăzeci]

Se presupune că rolul funcțional al acestor vezicule extracelulare este în homeostazia mitocondrială. Cu ajutorul lor, mitocondriile deteriorate pot fi forțate să iasă din celulele migratoare din interiorul migrazomilor [21] .

Rolul în organism

Cu ajutorul veziculelor extracelulare , comunicarea intercelulară se realizează local la nivelul nișei celulare și sistemic la nivelul corpului - ( schimb încrucișat de informații semnal ) sub formă de biomolecule mari , cum ar fi ARN și proteine  ​​- enzime [22] . Un rol important în dezvoltarea , regenerarea și astfel de tipuri de activitate vitală a organismului, cum ar fi metabolismul și mișcarea intenționată a multor celule într-o anumită direcție , îl are, în special, reglarea paracrină efectuată cu ajutorul veziculelor extracelulare , numită "Sincronizarea celulelor fenotipice". „în formă prescurtată PSyC (Phenotypic Synchrony of Cells), datorită căruia celulele din apropiere sincronizează între ele etapele de diferențiere și fenotipurile celulare [23] [24]

Rol în diagnostic

ADN-ul derivat din veziculele extracelulare poartă aceleași mutații genetice asociate cancerului ca și celulele canceroase prelevate dintr-o tumoare. Prin urmare, analiza ADN-ului veziculelor extracelulare obținute din probe de sânge poate ajuta la determinarea prezenței unei tumori canceroase în organism și chiar la identificarea unor mutații specifice fără a fi nevoie ca pacientul să biopsieze o probă tumorală costisitoare și nesigure [25] . Un dispozitiv microfluidic simplu și ieftin de tip " laborator pe cip " - "ExoChip" a fost dezvoltat pentru izolarea veziculelor extracelulare îmbogățite în exozomi direct din serul sanguin, ceea ce face posibilă numărarea numărului de exozomi și izolarea nedeteriorată ( intact) ARN din ele pentru a studia „profilul” microARN. Se presupune că acest dispozitiv va deveni un prototip pentru dezvoltarea unui microlaborator pentru diagnosticarea expresă a bolilor oncologice [26] .


Note

  1. ↑ Kalra H. , Simpson RJ , Ji H. , Aikawa E. , Altevogt P. , Askenase P. , Bond VC , Borràs FE , Breakefield X. , Budnik V. , Buzas E. , Camussi G. , Clayton A. , Cocucci E. , Falcon-Perez JM , Gabrielsson S. , Gho YS , Gupta D. , Harsha HC , Hendrix A. , Hill AF , Inal JM , Jenster G. , Krämer-Albers EM , Lim SK , Llorente A. , Lötvall J. , Marcilla A. , Mincheva-Nilsson L. , Nazarenko I. , Nieuwland R. , Nolte-'t Hoen EN , Pandey A. , Patel T. , Piper MG , Pluchino S. , Prasad TS , Rajendran L. , Raposo G. , Record M. , Reid GE , Sánchez-Madrid F. , Schiffelers RM , Siljander P. , Stensballe A. , Stoorvogel W. , Taylor D. , Thery C. , Valadi H. , van Balkom BW , Vázquez J . , Vidal M. , Wauben MH , Yáñez-Mó M. , Zoeller M. , Mathivanan S. Vesiclepedia: un compendiu pentru vezicule extracelulare cu adnotare comunitară continuă.  (engleză)  // Public Library of Science Biology. - 2012. - Vol. 10, nr. 12 . — P. e1001450. - doi : 10.1371/journal.pbio.1001450 . — PMID 23271954 .
  2. ↑ György B. , Szabó TG , Pásztói M. , Pál Z. , Misják P. , Aradi B. , László V. , Pállinger E. , Pap E. , Kittel A. , Nagy G. , Falus A. , Buzás EI Vezicule membranare, stadiul actual al tehnicii: rolul emergent al veziculelor extracelulare.  (Engleză)  // Științe celulare și moleculare ale vieții : CMLS. - 2011. - Vol. 68, nr. 16 . - P. 2667-2688. - doi : 10.1007/s00018-011-0689-3 . — PMID 21560073 .
  3. ↑ Katsuda T. , Kosaka N. , Takeshita F. , Ochiya T. Potențialul terapeutic al veziculelor extracelulare derivate din celule stem mezenchimale.  (engleză)  // Proteomics. - 2013. - Vol. 13, nr. 10-11 . - P. 1637-1653. - doi : 10.1002/pmic.201200373 . — PMID 23335344 .
  4. ↑ van der Pol E. , Böing AN , Harrison P. , Sturk A. , Nieuwland R. Clasificare, funcții și relevanță clinică a veziculelor extracelulare.  (engleză)  // Recenzii farmacologice. - 2012. - Vol. 64, nr. 3 . - P. 676-705. - doi : 10.1124/pr.112.005983 . — PMID 22722893 .
  5. ↑ Akers JC , Gonda D. , Kim R. , Carter BS , Chen CC Biogeneza veziculelor extracelulare (EV): exozomi, microvezicule, vezicule asemănătoare retrovirusului și corpuri apoptotice.  (engleză)  // Jurnal de neuro-oncologie. - 2013. - Vol. 113, nr. 1 . - P. 1-11. - doi : 10.1007/s11060-013-1084-8 . — PMID 23456661 .
  6. ↑ Fang DY , King HW , Li JY , Gleadle JM Exosomes and kidney: blaming the messenger.  (engleză)  // Nefrologie (Carlton, Vic.). - 2013. - Vol. 18, nr. 1 . - P. 1-10. - doi : 10.1111/nep.12005 . — PMID 23113949 .
  7. ↑ Théry C. , Ostrowski M. , Segura E. Membrane vesicles as conveyors of immune responses.  (engleză)  // Recenzii de natură. Imunologie. - 2009. - Vol. 9, nr. 8 . - P. 581-593. - doi : 10.1038/nri2567 . — PMID 19498381 .
  8. ↑ 1 2 Cocucci E. , Racchetti G. , Meldolesi J. Shedding microvesicles: artefacts no more.  (Engleză)  // Tendințe în biologia celulară. - 2009. - Vol. 19, nr. 2 . - P. 43-51. - doi : 10.1016/j.tcb.2008.11.003 . — PMID 19144520 .
  9. ↑ Heijnen HF , Schiel AE , Fijnheer R. , Geuze HJ , Sixma JJ Trombocitele activate eliberează două tipuri de vezicule membranare: microvezicule prin eliminarea la suprafață și exozomi derivați din exocitoza corpurilor multiveziculare și a granulelor alfa.  (engleză)  // Sânge. - 1999. - Vol. 94, nr. 11 . - P. 3791-3799. — PMID 10572093 .
  10. ↑ Sadallah S. , Eken C. , Schifferli J.A. Ectozomi ca modulatori ai inflamației și imunității.  (engleză)  // Imunologie clinică și experimentală. - 2011. - Vol. 163, nr. 1 . - P. 26-32. - doi : 10.1111/j.1365-2249.2010.04271.x . — PMID 21039423 .
  11. ^ Kanada M. , Bachmann MH , Hardy JW , Frimannson DO , Bronsart L. , Wang A. , Sylvester MD , Schmidt TL , Kaspar RL , Butte MJ , Matin AC , Contag CH Destine diferențiate ale biomoleculelor livrate celulelor țintă prin vezicule extracelulare . (engleză)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 2015. - Vol. 112, nr. 12 . - P. 1433-1442. - doi : 10.1073/pnas.1418401112 . — PMID 25713383 .  
  12. ↑ Février B. , Raposo G. Exosomes: endosomal-derrived vezicles shipping extracellular messages.  (Engleză)  // Opinie actuală în biologia celulară. - 2004. - Vol. 16, nr. 4 . - P. 415-421. - doi : 10.1016/j.ceb.2004.06.003 . — PMID 15261674 .
  13. ↑ Morello M, Minciacchi VR, de Candia P, Yang J, Posadas E, Kim H, et al. (2013). „Oncozomii mari mediază transferul intercelular al microARN funcțional” . Ciclul celular . 12 (22): 3526-36. DOI : 10.4161/cc.26539 . PMC  3906338 . PMID24091630  . _
  14. ↑ Meehan B, Rak J, Di Vizio D (2016). „Oncozomii - mari și mici: ce sunt, de unde provin?” . Jurnalul veziculelor extracelulare . 5 :33109. doi : 10.3402 /jev.v5.33109 . PMC  5040817 . PMID27680302  . _
  15. ↑ Minciacchi VR, Spinelli C, Reis-Sobreiro M, Cavallini L, You S, Zandian M, Li X, Mishra R, Chiarugi P, Adam RM, Posadas EM, Viglietto G, Freeman MR, Cocucci E, Bhowmick NA, Di Vizio D (2017). „MYC mediază reprogramarea fibroblastelor induse de oncozomi mari în cancerul de prostată.” cercetarea cancerului . 77 (9): 2306-2317. DOI : 10.1158/0008-5472.CAN-16-2942 . PMID  28202510 .
  16. ↑ Bertolini I, Terrasi A, Martelli C, Gaudioso G, Di Cristofori A, Storaci AM, Formica M, Braidotti P, Todoerti K, Ferrero S, Caroli M, Ottobrini L, Vaccari T, Vaira V (2019). „O semnătură V-ATPază asemănătoare GBM direcționează semnalizarea și reprogramarea celulelor tumorale prin oncozomi mari” . EBioMedicine . 41 : 225-235. DOI : 10.1016/j.ebiom.2019.01.051 . PMC  6441844 . PMID  30737083 .
  17. ↑ 1 2 3 Melentijevic I, Toth ML, Arnold ML, Guasp RJ, Harinath G, Nguyen KC și colab. (februarie 2017). „C. neuronii elegans aruncă agregatele proteice și mitocondriile sub stres neurotoxic” . natura . 542 (7641): 367-371. Bibcode : 2017Natur.542..367M . DOI : 10.1038/nature21362 . PMC  5336134 . PMID28178240  . _
  18. ↑ Nicolás-Ávila JA, Lechuga-Vieco AV, Esteban-Martínez L, Sánchez-Díaz M, Díaz-García E, Santiago DJ, et al. (2020). „O rețea de macrofage sprijină homeostazia mitocondrială în inimă.” celula . 183 (1): 94-109. DOI : 10.1016/j.cell.2020.08.031 . PMID  32937105 .
  19. ↑ 1 2 3 Siddique, I., Di, J., Williams, CK, Markovic, D., Vinters, HV, & Bitan, G. (2021). Exoferii sunt componente ale neurobiologiei celulelor de mamifere în sănătate și boală. bioRxiv. doi : 10.1101/2021.12.06.471479
  20. ↑ Ma L, Li Y, Peng J, Wu D, Zhao X, Cui Y, Chen L, Yan X, Du Y, Yu L (2015). „Descoperirea migrazomului, un organel care mediază eliberarea conținutului citoplasmatic în timpul migrării celulare” . Cercetarea celulară . 25 (1): 24-38. DOI : 10.1038/cr.2014.135 . PMC  4650581 . PMID  25342562 .
  21. ↑ Jiao H, Jiang D, Hu X, Du W, Ji L, Yang Y, Li X, Sho T, Wang X, Li Y, Wu YT, Wei YH, Hu X, Yu L (2021). „Mitocitoza, un proces de control al calității mitocondrial mediat de migrazom.” celula . 184 (11): 2896-2910. DOI : 10.1016/j.cell.2021.04.027 . PMID  34048705 .
  22. ↑ Mir, B., & Goettsch, C. (2020). Vezicule extracelulare ca vehicule de livrare a mărfurilor celulare specifice. Cells, 9(7), 1601. PMID 32630649 PMC 7407641 doi : 10.3390/cells9071601
  23. ↑ Minakawa, T., Matoba, T., Ishidate, F., Fujiwara, TK, Takehana, S., Tabata, Y. și Yamashita, JK (2021). Veziculele extracelulare sincronizează fenotipurile celulare ale celulelor care se diferențiază. Jurnalul veziculelor extracelulare, 10(11), e12147. doi : 10.1002/jev2.12147
  24. ↑ Dzhagarov D. (2013). Exozomul este un mecanism pentru coordonarea și asistența reciprocă a celulelor corpului Arhivat 2 octombrie 2021 la Wayback Machine . Biomoleculă.
  25. ↑ Kahlert C. , Melo SA , Protopopov A. , Tang J. , Seth S. , Koch M. , Zhang J. , Weitz J. , Chin L. , Futreal A. , Kalluri R. Identification of double-stranded genomic DNA care acoperă toți cromozomii cu ADN mutant KRAS și p53 în exozomii serici ai pacienților cu cancer pancreatic.  (Engleză)  // Jurnalul de chimie biologică. - 2014. - Vol. 289, nr. 7 . - P. 3869-3875. doi : 10.1074 / jbc.C113.532267 . — PMID 24398677 .
  26. ↑ Kanwar SS , Dunlay CJ , Simeone DM , Nagrath S. Dispozitiv microfluidic (ExoChip) pentru izolarea pe cip, cuantificarea și caracterizarea exosomilor circulanți.  (Engleză)  // Laborator pe un cip. - 2014. - Vol. 14, nr. 11 . - P. 1891-1900. - doi : 10.1039/c4lc00136b . — PMID 24722878 .

Literatură

Vezi și

Link -uri