O tehnică nouă citește veziculele extracelulare și indică unde apare inflamația cronică
Cercetătorii de la Universitatea Nagoya au dezvoltat o metodă care extrage informații atât de la suprafața, cât și din interiorul veziculelor extracelulare individuale din sânge și urină. Tehnica ar putea susține dezvoltarea unor teste neinvazive capabile să detecteze inflamația cronică și să ofere indicii despre țesuturile în care aceasta se manifestă. Rezultatele au fost publicate în Cell Reports Physical Science.
Inflamația cronică apare atunci când sistemul imunitar continuă să trimită celule inflamatorii către țesuturi sau organe luni sau ani la rând, chiar fără o amenințare reală. Ea stă la baza cancerului, a tulburărilor cerebrale, a bolilor autoimune și a bolilor cardiovasculare și produce treptat leziuni ireversibile. De aceea, detectarea ei timpurie este importantă.
„Există mai mulți biomarkeri convenționali ai inflamației, cum ar fi proteina C-reactivă”, a declarat Taiga Ajiri, profesor asistent în laboratorul Yasui din cadrul Departamentului de Inginerie Biomoleculară. „Acești biomarkeri pot detecta inflamația, dar este dificil să identifici unde apare ea.”
Pentru a afla unde se produce inflamația, echipa a apelat la veziculele extracelulare, particule minuscule învelite în membrană, eliberate de celule din întregul organism, care transportă informații moleculare de la celulele de origine. Proteinele de pe membranele lor pot indica țesutul din care provin, iar microARN-urile din interior reflectă starea celulelor respective. Membrana veziculei protejează acest conținut pe parcursul deplasării prin fluide corporale precum sângele și urina.
În mod obișnuit, măsurarea microARN-urilor interne presupune spargerea membranei veziculelor și amestecarea moleculelor din multe vezicule, ceea ce îngreunează asocierea informațiilor din interior cu cele de la suprafață. Citirea simultană a ambelor categorii, fără distrugerea membranei, ar putea scoate la iveală subpopulații de vezicule ascunse până acum.
Echipa a folosit foi de nanofibre de celuloză, obținute din celuloză derivată din lemn, ale căror pori nanometriei, asemănători unei rețele, pot capta și reține veziculele extracelulare. Cercetări anterioare ale grupului profesorului Takao Yasui stabiliseră deja utilizarea acestor foi pentru captarea și analiza veziculelor. De această dată, oamenii de știință au observat că uscarea pe foile de nanofibre de celuloză apropie particulele învelite în membrană și favorizează fuziunea membranelor. Au folosit această proprietate pentru a combina veziculele cu nanoparticule lipidice care conțin sonde moleculare capabile să detecteze microARN-uri specifice.
„Aceste nanoparticule lipidice pot livra sondele moleculare în interiorul veziculei fără a o perturba”, a explicat Ajiri. Sondele emit fluorescență atunci când se leagă de microARN-urile țintă, ceea ce le permite cercetătorilor să le detecteze prezența.
Pentru a testa metoda, echipa a creat un model de laborator al rejetului cronic activ mediat de anticorpi, o complicație a transplantului de rinichi, expunând celule umane de rinichi la semnale inflamatorii. Au identificat 71 de microARN-uri cu expresie modificată în veziculele eliberate și s-au concentrat asupra miR-1246, foarte abundent. Au ales totodată DPYS, o proteină membranară asociată rinichiului, pentru a combina informația despre inflamație cu cea despre originea tisulară.
După ce au luat în calcul eficiența detectării, cercetătorii au estimat că aproximativ unul din zece vezicule provenite de la celule renale nestimulate conținea miR-1246, față de aproximativ patru din zece după stimularea inflamatorie. Analiza qPCR cu volume echivalente de probă nu a arătat însă o diferență semnificativă statistic.
Echipa a analizat apoi urina de la pacienți cu rejet cronic activ mediat de anticorpi după transplant renal, de la pacienți cu boli imunitare care nu implicau în primul rând rinichiul și de la voluntari sănătoși. Nici DPYS, nici miR-1246 luate separat nu au distins clar grupurile de pacienți. Veziculele care purtau atât miR-1246, cât și markerul general CD63 au fost crescute în grupurile cu boli inflamatorii, dar această combinație nu a putut diferenția inflamația renală de cea nerenală. În schimb, veziculele care purtau atât DPYS, cât și miR-1246 au fost mai numeroase la pacienții cu rejet cronic activ mediat de anticorpi, oferind indicii despre inflamația asociată rinichiului transplantat.
Echipa speră să îmbunătățească recuperarea particulelor și să simplifice procedura bazată pe nanofibre de celuloză, testând în paralel abordarea în studii clinice mai ample. Deoarece urina și sângele pot fi recoltate cu o povară relativ redusă pentru pacient, metoda ar putea contribui la evaluarea și monitorizarea mai puțin invazivă a bolilor inflamatorii cronice.
