Wir haben die aufregendsten neuen Forschungen auf dem Gebiet der Genetik und Zellforschung der letzten Woche zusammengestellt.
Diabetes geht mit der Sekretion von pro-atherosklerotischen Exosomen aus glatten Gefäßmuskelzellen einher
Hintergrund
Atherosklerose ist eine häufige Begleiterkrankung von Diabetes mellitus Typ 2. Die Rekrutierung von Monozyten durch ein aktiviertes Endothel und die pro-inflammatorische Aktivität der daraus resultierenden Makrophagen sind entscheidende Komponenten der Atherosklerose. Der exosomale Transfer von microRNAs hat sich als parakriner Signalmechanismus herausgestellt, der die Entwicklung atherosklerotischer Plaques reguliert. Die microRNAs-221 und -222 (miR-221/222) sind in vaskulären glatten Muskelzellen (VSMCs) von Diabetikern erhöht. Wir stellten die Hypothese auf, dass die Übertragung von miR-221/222 über VSMC-abgeleitete Exosomen aus diabetischen Quellen (DVEs) eine erhöhte vaskuläre Entzündung und die Entwicklung atherosklerotischer Plaques fördert.
Methoden
Die Exosomen wurden aus VSMCs gewonnen, nachdem sie mit nicht zielgerichteter oder miR-221/-222 siRNA (-KD) exponiert worden waren. Sie wurden aus diabetischen (DVEs) und nicht-diabetischen (NVEs) Quellen isoliert und ihr miR-221/-222-Gehalt wurde mittels digitaler Tröpfchen-PCR (ddPCR) gemessen. Die Expression von Adhäsionsmolekülen und die Adhäsion von Monozyten wurde nach der Exposition gegenüber DVEs und NVEs gemessen. Der Makrophagen-Phänotyp nach Exposition gegenüber DVEs wurde durch Messung von mRNA-Markern und sezernierten Zytokinen bestimmt. Altersgleiche Mäuse mit Apolipoprotein-E-Mangel (ApoE-/-) wurden 6 Wochen lang mit einer westlichen Diät ernährt und erhielten jeden zweiten Tag Injektionen von Kochsalzlösung, NVEs, NVE-KDs, DVEs oder DVE-KDs. Die Bildung von atherosklerotischen Plaques wurde mit Hilfe der Oil Red Oil-Färbung gemessen.
Ergebnisse
Die Exposition menschlicher Nabelvenen- und Koronararterien-Endothelzellen gegenüber DVEs, aber nicht NVEs, NVE-KDs oder DVE-KDs, förderte eine erhöhte Expression des interzellulären Adhäsionsmoleküls-1 und die Adhäsion von Monozyten. DVEs, aber nicht NVEs, NVE-KDs oder DVE-KDs förderten auch die pro-inflammatorische Polarisierung menschlicher Monozyten in einer miR-221/222 abhängigen Weise. Schließlich führte die intravenöse Verabreichung von DVEs, aber nicht von NVEs, zu einem signifikanten Anstieg der atherosklerotischen Plaqueentwicklung.
Fazit
Diese Daten identifizieren einen neuartigen parakrinen Signalweg, der die kardiovaskulären Komplikationen des Diabetes mellitus fördert.
Tragen unterschiedliche Wege der Exosomen-Biogenese und die selektive Anreicherung von Ladungen zur exosomalen Heterogenität bei?
Exosomen sind neue interzelluläre Kommunikatoren, die für die zelluläre Homöostase während der Entwicklung und Differenzierung wichtig sind. Die Dysregulation der durch Exosomen vermittelten Kommunikation verändert die zelluläre Vernetzung und führt zu Entwicklungsstörungen und chronischen Krankheiten. Exosomen sind von Natur aus heterogen, da sie sich in ihrer Größe, der Häufigkeit von Membranproteinen und der unterschiedlichen Ladung unterscheiden. In dieser Übersichtsarbeit haben wir die neuesten Entwicklungen bei der Biogenese von Exosomen, der Heterogenität und der selektiven Anreicherung verschiedener exosomaler Ladungen wie Proteine, Nukleinsäuren und mitochondrialer DNA beleuchtet. Darüber hinaus wurden auch die jüngsten Entwicklungen bei den Isolierungstechniken von Exosomen-Subpopulationen erörtert. Das umfassende Wissen über die Heterogenität der extrazellulären Vesikel und die selektive Anreicherung der Ladung bei bestimmten Krankheiten kann einen Hinweis auf den Schweregrad der Erkrankung und die Möglichkeiten einer frühen Prognose geben. Die Freisetzung spezifischer Exosomen-Subtypen wird mit dem Fortschreiten bestimmter Krankheitstypen in Verbindung gebracht und ist daher ein wahrscheinliches Werkzeug für die Entwicklung von Therapeutika und Biomarkern. Dieser Artikel ist durch Copyright geschützt. Alle Rechte vorbehalten.
Isolierung von Rindermilchexosomen mittels elektrophoretischer Oszillationsunterstützung durch Tangentialflussfiltration
Die Ultrafiltration mit tangentialem Fluss (TF-UF) ist ein effizientes Verfahren zur Isolierung von Milchexosomen ohne morphologische Deformation. Der TF-UF-Ansatz mit Mikro-Ultrafiltrations-SiNx-Membranfiltern leidet jedoch unter der Verstopfung und dem Fouling der Poren der Mikro-Ultrafiltrations-Membranfilter mit großen Biopartikeln. Daher ist sie für die langfristige, kontinuierliche Isolierung großer Mengen von Exosomen nur begrenzt geeignet.
Exosomen: Das Gute, das Schlechte und das Hässliche
Im letzten Jahrzehnt hat das Interesse an der regenerativen Medizin explosionsartig zugenommen. Von der Prolotherapie über plättchenreiches Plasma bis hin zu Stammzellen hat das Bestreben, Krankheiten rückgängig zu machen, die Aufmerksamkeit von Forschern weltweit auf sich gezogen. Das Interesse an Exosomen als zusätzliche therapeutische Option für Osteoarthritis (OA) und Neuropathie hat ebenfalls enorm zugenommen. Ursprünglich war man davon ausgegangen, dass Exosomen als zelluläres Haushaltsgerät fungieren, das unerwünschte zelluläre Abfälle beseitigt1 , doch inzwischen ist bekannt, dass sie an zahlreichen biologischen Prozessen und Zellfunktionen beteiligt sind. Diese kleinen Vesikel haben eine lange zirkulierende Halbwertszeit, können Zellmembranen leicht durchdringen, die Blut-Hirn-Schranke überwinden, sind hypoimmunogen und transportieren verschiedene „Frachten“ zu ihrer Zielzelle.1-6 Diese und viele andere Faktoren sind die treibenden Kräfte der Forschung, um das Potenzial der Exosomen zu erschließen.
EXOSOMM entwickelt proprietäre immununterstützende natürliche Exosomen aus upgecycelter Molke
Das BioFoodTech-Startup EXOSOMM, Ltd. hat die natürlichen Mechanismen in der menschlichen Muttermilch erforscht, um einen neuartigen bioaktiven Inhaltsstoff zu entwickeln, der Millionen von Erwachsenen mit entzündlichen Erkrankungen helfen kann. Auf der Grundlage seiner wissenschaftlichen Erkenntnisse hat EXOSOMM eine innovative Technologie entwickelt, die Exosomen isoliert – natürliche Partikel in der Muttermilch, die eine wichtige Rolle bei der gesunden Entwicklung des Immunsystems spielen.
