Wir haben die aufregendsten neuen Forschungen auf dem Gebiet der Genetik und Zellforschung der letzten Woche zusammengestellt.
Die Rolle von Exosomen bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen
Exosomen (EXOs) sind eine Untergruppe extrazellulärer Vesikel (EVs), die zahlreiche biologisch aktive Moleküle enthalten. Sie spielen eine wesentliche Rolle bei der Zellkommunikation, vor allem zwischen verschiedenen Zellpopulationen, und sind für die Aufrechterhaltung der Gewebehomöostase und die Koordination adaptiver Reaktionen auf verschiedene Stressfaktoren verantwortlich. Diese interzelluläre Kommunikation ist für das komplexe, multizelluläre Herz-Kreislauf-System von entscheidender Bedeutung. In den letzten zehn Jahren hat ihre potenzielle Rolle als wirksame Gewebe-zu-Gewebe-Kommunikatoren in der kardiovaskulären Physiologie und Pathologie zunehmend Aufmerksamkeit gefunden. Es gibt immer mehr Hinweise darauf, dass die Reparatur des Herzens und die Regeneration durch EXOs aus Kardiomyozyten oder Stamm-/Vorläuferzellen gefördert werden können. Die zugrunde liegenden Mechanismen sind jedoch noch unklar. EVs, die aus verschiedenen Stamm-/Vorläuferzellpopulationen stammen, wurden in verschiedenen präklinischen Modellen mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen als zellfreie Therapien eingesetzt und haben vielversprechende Ergebnisse gezeigt. In dieser Übersicht haben wir die jüngsten Entwicklungen in der EXO-Forschung, die Auswirkungen von EXOs aus verschiedenen Zellen auf das Herz-Kreislauf-System, ihre potenziellen therapeutischen Rollen sowie neue diagnostische Biomarker und die möglichen klinischen Translationsergebnisse zusammengefasst.
Exosomen Multiplex Profiling, eine vielversprechende Strategie für die frühzeitige Diagnose von Kehlkopfkrebs
Hintergrund
Exosomen sind nanogroße Vesikel, die von allen Zellen, einschließlich Krebszellen, in die umgebende Bioflüssigkeit abgegeben werden. Sie stellen einen vielversprechenden Weg für minimalinvasive Ansätze zur Früherkennung von Krankheiten dar. Sie enthalten tumorspezifische biologische Inhaltsstoffe wie DNA, RNA, Proteine, Lipide und Zucker sowie Oberflächenmoleküle, mit denen sich die zelluläre Quelle lokalisieren lässt. Anhand der oben genannten Kriterien können Exosomen nach dem Vorhandensein gewebe- und krankheitsspezifischer Signaturen stratifiziert werden. Aufgrund ihrer Stabilität in Bioflüssigkeiten wie Plasma und Serum stellen sie eine unverzichtbare Quelle wichtiger klinischer Erkenntnisse aus Flüssigbiopsien dar, selbst in den frühesten Stadien von Krebs. Daher zielte unsere Arbeit darauf ab, Exosomen von LCa-Patienten mittels Durchflusszytometrie aus dem Serum zu isolieren und zu charakterisieren, um eine spezifische Epitopsignatur zu definieren, die für eine Frühdiagnose nutzbar ist.
Methoden
Zirkulierende Exosomen wurden aus Serum von 30 LCa-Patienten und 20 gesunden Freiwilligen unter Verwendung einer Antikörper-Affinitätsmethode unter Ausnutzung des CD63-spezifischen Oberflächenmarkers gewonnen. Die Membranepitope wurden anschließend mittels Multiplex-Analyse mittels Durchflusszytometrie charakterisiert und zwischen LCa-Patienten und gesunden Spendern verglichen. Klinische Daten wurden ebenfalls abgeglichen, um eine statistische Korrelation zu erhalten.
Ergebnisse
Bei LCa-Patienten wurde im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen eine deutliche Überexpression von CD1c, CD2, CD3, CD4, CD11c, CD14, CD20, CD44, CD56, CD105, CD146 und CD209 festgestellt, die positiv mit dem Vorliegen eines Tumors korrelierte. Umgekehrt zeigten CD24, CD31 und CD40, obwohl sie in Tumorproben nicht überexprimiert waren, eine signifikante Korrelation mit einer Lymphknotenbeteiligung bei LCa-Patienten (p < 0,01).
Fazit
Dieser Ansatz könnte es uns ermöglichen, ein kostengünstiges und weniger invasives Protokoll für die Flüssigbiopsie auf der Grundlage einer einfachen Blutentnahme zu entwickeln, um LCa frühzeitig zu diagnostizieren und die Behandlungsergebnisse sowie die Lebensqualität der Patienten zu verbessern.
Die aufkommende Rolle der exosomalen Proteine bei Neuroblastomen
Exosomen sind eine Unterklasse extrazellulärer Vesikel, die nachweislich das Krebswachstum fördern und die Metastasierung unterstützen. Die proteomische Analyse von Exosomen aus Neuroblastomen hat Proteine identifiziert, die an der Zellmigration, Proliferation, Metastasierung und Modulation der Tumormikroumgebung beteiligt sind und somit zur Tumorentwicklung und zu einem aggressiven metastasierenden Phänotyp beitragen. Dieser Übersichtsartikel gibt einen Überblick über den aktuellen Wissensstand zu Exosom-Proteinen in Neuroblastomen und deren Potenzial als diagnostische/prognostische Biomarker für die Erkrankung und Therapie.
Urinary Exosomen: Potenzielle diagnostische Marker und Anwendung bei Blasenkrebs Krebs
Hintergrund
Das Exosom ist ein wichtiger Bestandteil der interzellulären Kommunikation und spielt eine entscheidende Rolle bei der Regulierung der Zellfunktion. Diese kleinen Vesikel enthalten Proteine, mRNAs, miRNAs und lncRNAs, die von Lipid-Doppelschicht-Substanzen umgeben sind. Die meisten Zellen im menschlichen Körper können Exosomen produzieren, die in verschiedene Körperflüssigkeiten wie Urin, Blut und Liquor cerebrospinalis freigesetzt werden. Blasenkrebs ist der häufigste Tumor im Harnsystem und weist hohe Rezidiv- und Metastasierungsraten auf. Eine frühzeitige Diagnose und Behandlung sind entscheidend für die Verbesserung der Patientenergebnisse.
Methoden
Diese Studie verwendete die PubMed Suchmaschine um abzurufen öffentlich zugängliche Daten zu Urin-Exosomen.
Ergebnisse
Wir fassen die Ursprünge und komplexen biologischen Eigenschaften von urinalen Exosomen, die Einführung von Forschungsmethoden verwendet a17> in grundlegenden Experimenten zur Isolierung und Analyse dieser Exosomen, die Diskussion über ihre Anwendungen und Fortschritte bei der Diagnose und Behandlung von Blasenkrebs Bladder Cancer, und die Erforschung der der derzeitigen Einschränkungen im Zusammenhang mit Verwendung von Urin-Exosomen als molekularen Biomarkern für die Diagnose von Blasenkrebs zu verwenden.
Fazit
Aus Urin isolierte Exosomen können als molekulare Biomarker für die Früherkennung von Blasenkrebs verwendet werden.
CNS-Zell-abgeleitete Exosomen Signaturen als blutbasierte Biomarker für neurodegenerative Erkrankungen
Molekulare Biomarker erfordern die reproduzierbare Erfassung krankheitsassoziierter Veränderungen und sind idealerweise empfindlich, spezifisch und für Patienten minimal invasiv zugänglich. Exosomen sind eine Untergruppe extrazellulärer Vesikel, die als potenzielle Biomarker Aufmerksamkeit erregt haben. Sie werden von allen Zelltypen freigesetzt und transportieren molekulare Fracht, die den Funktionszustand der Ursprungszellen widerspiegelt. Diese Eigenschaften machen sie zu einem attraktiven Mittel zur Messung krankheitsbezogener Prozesse im Zentralnervensystem (ZNS), da sie die Blut-Hirn-Schranke (BHS) passieren und im peripheren Blut erfasst werden können. In dieser Übersicht diskutieren wir die jüngsten Fortschritte bei der Identifizierung von Protein- und RNA-Biomarkern für verschiedene neurodegenerative Erkrankungen aus zirkulierenden, aus ZNS-Zellen stammenden Exosomen im Blut. Angesichts des Mangels an standardisierten Methoden zur Isolierung und Charakterisierung von Exosomen diskutieren wir die Herausforderungen bei der Erfassung und Quantifizierung des molekularen Gehalts von Exosomenpopulationen aus Blut für die Übertragung in die klinische Anwendung.
Präanalytische Überlegungen zur Quantifizierung zirkulierender miRNAs, die eine terminale Nierenerkrankung bei Diabetes vorhersagen
In unserer vorherigen Studie konnten wir 8 risikobehaftete und 9 schützende miRNAs im Plasma identifizieren, die mit der Entwicklung einer terminalen Niereninsuffizienz (ESKD) bei Diabetes in Zusammenhang stehen. Ziel dieser Studie war es, präanalytische Faktoren aufzuklären, die die Quantifizierung zirkulierender miRNAs beeinflussen. Mithilfe der EdgeSeq-Plattform, die 2.002 miRNAs im Plasma quantifiziert, darunter auch ESKD-assoziierte miRNAs, verglichen wir miRNA-Profile in Vollplasma mit miRNA-Profilen in RNA, die aus denselben Plasmaproben extrahiert wurde. Bei der standardmäßigen RNA-Extraktion aus Plasma wurde weniger als die Hälfte der miRNAs nachgewiesen. Die Nachweisrate einzelner miRNAs und deren Konzentrationen waren bei der Quantifizierung der aus Plasma extrahierten RNA mittels RNA-Sequenzierung (RNA-Seq) oder quantitativer Reverse-Transkriptase-PCR (qRT-PCR) wesentlich geringer als bei EdgeSeq. Die Plasmaprofile der mit der EdgeSeq-Plattform ermittelten miRNAs wiesen eine ausgezeichnete Reproduzierbarkeit bei der Beurteilung auf und zeigten keine Unterschiede in Abhängigkeit von Alter, Geschlecht, Hämoglobin A1c, BMI und Kryolagerungszeit. Die mit ESKD assoziierten miRNAs konnten nur im Vollplasma und mithilfe der EdgeSeq-Plattform präzise nachgewiesen und gemessen werden. Schützende ESKD-assoziierte miRNAs wurden von allen Plattformen außer qRT-PCR nachgewiesen; die Korrelationen zwischen den mit verschiedenen Plattformen ermittelten Konzentrationen waren jedoch schwach oder nicht vorhanden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass präanalytische Faktoren einen tiefgreifenden Einfluss auf die Erkennung und Quantifizierung zirkulierender miRNAs bei ESKD im Rahmen von Diabetes haben. Die Quantifizierung von miRNAs im Vollplasma und mithilfe der EdgeSeq-Plattform könnte die bevorzugte Methode zur Untersuchung von Profilen zirkulierender zellfreier miRNAs sein, die mit ESKD und möglicherweise anderen Krankheiten assoziiert sind.
Rolle von mesenchymalen Stammzellen abgeleiteten Exosomen bei der Regeneration von verschiedenen Geweben
Exosomen sind Nanovesikel mit mehreren Komponenten, die in verschiedenen Anwendungsbereichen eingesetzt werden. Mesenchymale Stammzellen (MSCs) sind für ihr großes Potenzial in klinischen Anwendungen bekannt. MSC-abgeleitete Exosomen (MSC-Exos) vermitteln nachweislich die Geweberegeneration bei verschiedenen Erkrankungen, darunter neurologische, Autoimmun- und Entzündungskrankheiten, Krebs, ischämische Herzerkrankungen, Lungenverletzungen und Leberfibrose. Sie können die Immunantwort durch Interaktion mit Immuneffektorzellen in Gegenwart von entzündungshemmenden Verbindungen modulieren und sind durch verschiedene Arten von Fracht an der interzellulären Kommunikation beteiligt. Diese Übersicht fasst die durch MSC-Exos vermittelte Geweberegeneration bei verschiedenen Erkrankungen zusammen, darunter neurologische, kardiovaskuläre, Leber-, Nieren-, Gelenkknorpel- und Mundgewebeanwendungen. Darüber hinaus diskutieren wir die Herausforderungen und Perspektiven von MSC-Exos in der Geweberegeneration.
