Wir haben die aufregendsten neuen Forschungen auf dem Gebiet der Genetik und Zellforschung der letzten Woche zusammengestellt.
Die Landschaft der Exosomen-Biogenese bis hin zu klinischen Anwendungen
Exosomen sind extrazelluläre Vesikel, die aus verschiedenen Zellen stammen und die interzelluläre Kommunikation vermitteln, wodurch sie das Verhalten oder Schicksal der Empfängerzellen verändern. Sie transportieren verschiedene Makromoleküle wie Lipide, Proteine, Kohlenhydrate und Nukleinsäuren. Umweltstressoren können den Inhalt der Exosomen vieler Zellen verändern, wodurch sie für die Diagnose vieler chronischer Erkrankungen, insbesondere neurodegenerativer, kardiovaskulärer, onkologischer und diabetischer Erkrankungen, nützlich sind. Darüber hinaus können Exosomen als therapeutische Wirkstoffe zur Modulation von Krankheitsprozessen eingesetzt werden. Zur Trennung von Exosomen werden modernste Techniken wie Ultrazentrifugation, Größenausschlusschromatographie und Immunaffinität eingesetzt. In den letzten Jahren gewinnen jedoch moderne Technologien wie wässrige Zweiphasensysteme und Mikrofluidik zunehmend an Bedeutung. Der Artikel beleuchtete die Zusammensetzung, Biogenese und Bedeutung von Exosomen sowie die Standard- und neuartigen Methoden zu ihrer Isolierung und Anwendung als Biomarker und therapeutische Frachtträger.
Eine exosomale Strategie zur Bekämpfung von durch Krebs assoziierte Fibroblasten vermittelten desmoplastischen Mikroumgebungen von Tumoren
Tumore mit desmoplastischer Mikroumgebung zeichnen sich durch eine reichliche Anzahl an Stromazellen und Ablagerungen der extrazellulären Matrix (ECM) aus. Krebsassoziierte Fibroblasten (CAFs) spielen als häufigste aller Stromazellen eine wichtige Rolle bei der Vermittlung von Mikroumgebungen. Sie remodellieren nicht nur die ECM, um einzigartige pathologische Barrieren zu errichten, die die Wirkstoffabgabe in desmoplastischen Tumoren behindern, sondern kommunizieren auch mit Immunzellen und Krebszellen, um die Immunsuppression und die durch Krebsstammzellen vermittelte Wirkstoffresistenz zu fördern. Daher werden durch CAFs vermittelte desmoplastische Mikroumgebungen als vielversprechende Strategie zur Behandlung desmoplastischer Tumoren in den Vordergrund rücken. Aufgrund der Komplexität der Mikroumgebungen und der Heterogenität der CAFs in solchen Tumoren sollte jedoch bei der Entwicklung einer Strategie zur Bekämpfung der durch CAFs vermittelten Mikroumgebungen ein wirksames Verabreichungssystem umfassend berücksichtigt werden. Gentechnisch hergestellte Exosomen verfügen über leistungsstarke interzelluläre Kommunikations-, Transport-, Penetrations- und Zielortungseigenschaften, die ihnen ein großes theranostisches Potenzial bei desmoplastischen Tumoren verleihen. Hier veranschaulichen wir die Bedeutung von CAFs in desmoplastischen Mikroumgebungen von Tumoren und das theranostische Potenzial von gentechnisch hergestellten Exosomen, die auf CAF-vermittelte desmoplastische Mikroumgebungen abzielen, für die Entwicklung personalisierter Nanomedikamente der nächsten Generation.
RPL9 wirkt als ein Onkogen durch a4> Transport von miRNAs durch Exosomen in menschlichen hepatocellulären Karzinomzellen fungiert
Der exosomale Signalweg ist ein wichtiger Mechanismus zur Regulierung des abnormalen Gehalts an microRNAs (miRNAs) bei hepatozellulärem Karzinom (HCC). Der gerichtete Transport von miRNAs erfordert die Unterstützung von RNA-bindenden Proteinen (RBPs). Die vorliegende Studie hat ergeben, dass RBPs an der Regulierung des miRNA-Gehalts in HCC-Zellen über den exosomalen Signalweg beteiligt sind. Zunächst wurden mittels Massenspektrometrie unterschiedliche Proteinexpressionsprofile in den Serumexosomen von Patienten mit HCC und benigner Lebererkrankung ermittelt. Die Ergebnisse zeigten, dass das ribosomale Protein L9 (RPL9) in den Serumexosomen von Patienten mit HCC stark exprimiert wurde. Zudem unterdrückte die Herunterregulierung von RPL9 die Proliferation, Migration und Invasion von HCC-Zellen deutlich und verringerte die biologische Aktivität der aus HCC stammenden Exosomen. Mithilfe von miRNA-Microarrays wurden zudem die durch den RPL9-Knockdown verursachten Veränderungen der exosomalen miRNA-Profile in HCC-Zellen untersucht. miR‑24‑3p und miR‑185‑5p wurden am unterschiedlichsten exprimiert, wie durch quantitative Reverse-Transkriptase-PCR verifiziert wurde. Mittels RNA-Immunpräzipitation wurde zudem festgestellt, dass RPL9 direkt an die beiden miRNAs bindet. Immunfluoreszenztests bestätigten, dass RPL9 miRNAs über Exosomen in Empfängerzellen transportieren kann. Überexpression von miR‑24‑3p in Zellen erhöhte die Akkumulation von miR‑24‑3p in Exosomen und regulierte gleichzeitig RPL9 hoch. Übermäßige Expression von miR‑24‑3p in Exosomen erhöhte zudem deren Bioaktivität. Exosomenvermittelte miRNA-Regulation und -Übertragung erfordern die Beteiligung von RBPs. RPL9 fungiert als Onkogen, kann direkt an spezifische miRNAs binden und über Exosomen zu Rezeptorzellen transportiert werden, wodurch es seine biologischen Funktionen ausübt. Diese Erkenntnisse bieten einen neuen Ansatz zur Modulation von miRNA-Profilen bei HCC.
Exosomähnliche Systeme: Von Therapien bis Impfungen für die Krebsbehandlung und a8> Prävention – Erforschung des Standes der der Kunst
Krebs ist aufgrund seiner steigenden Inzidenz und der Schwierigkeiten bei der Behandlung nach wie vor eine der häufigsten Todesursachen weltweit. Obwohl in diesem Bereich bereits einige Fortschritte erzielt wurden, sind innovative Ansätze erforderlich, um die Inzidenz, das Fortschreiten und die Ausbreitung von Tumoren zu reduzieren. Insbesondere die Entwicklung von Krebsimpfstoffen wird derzeit sowohl als präventive als auch als therapeutische Strategie vorangetrieben. Dieses Konzept ist nicht neu, aber nur wenige Impfstoffe wurden in der Onkologie zugelassen. Die Antigen-basierte Impfung erweist sich als vielversprechende Strategie, bei der spezifische Tumorantigene genutzt werden, um die Reaktion des Immunsystems zu aktivieren. Allerdings bestehen weiterhin Herausforderungen bei der Suche nach geeigneten Verabreichungssystemen und Methoden zur Antigenherstellung. Exosomen (EXs) sind hochgradig heterogene doppelschichtige Vesikel, die verschiedene Molekültypen im extrazellulären Raum transportieren. Das Besondere daran ist, dass sie von verschiedenen Zellen freigesetzt werden und eine direkte oder indirekte Stimulation des Immunsystems bewirken können. Insbesondere können EX-basierte Impfstoffe eine Anti-Tumor-Immunantwort auslösen oder Gedächtniszellen produzieren, die Krebsantigene erkennen und das Auftreten der Krankheit hemmen. Diese Übersicht befasst sich mit der Zusammensetzung, Biogenese und immunmodulierenden Eigenschaften von EXs und untersucht ihre Rolle als Instrument zur Prävention und Therapie bei soliden Tumoren. Abschließend beschreiben wir zukünftige Forschungsrichtungen zur Optimierung der Impfstoffwirksamkeit und zur Ausschöpfung des vollen Potenzials der EX-basierten Krebsimmuntherapie.
Nutzung der Kraft von Exosomen bei der CNS Diagnose und Behandlung von Erkrankungen
Dank modernster Forschung haben sich Exosomen als potenzielle Behandlungsmethode für Erkrankungen des Zentralnervensystems (ZNS) herausgestellt. Diese Entwicklung ist besonders bedeutsam in einem Bereich, in dem die Wirksamkeit von Exosomen eine entscheidende Rolle spielt.
In den letzten zehn Jahren haben Forscher die entscheidende Rolle extrazellulärer Vesikel (EVs) wie Exosomen bei der Erleichterung der Kurz- und Langstreckenkommunikation zwischen Gehirnzellen und darüber hinaus aufgezeigt. Diese Vesikel dienen als Träger für bioaktive Moleküle, darunter Proteine, Nukleinsäuren, Lipide und sogar funktionelle miRNAs.
