Уважаемые коллеги! Мы продолжаем наши встречи в Клубе исследователей внеклеточных везикул. Во вторник 25 ноября в 14 часов МСК состоится доклад Алексея Аникаева, продакт-менеджера, Геномика, AppScience "Инновационная технология нанофильтрации для выделения интактных экзосом". Анонс: презентация новой технологии, разработанной американо-китайской компанией EXODUS. В ходе доклада будут рассмотрены метод выделения экзосом и станции для их автоматизированного выделения, а также мировой опыт использования передовой технологии.

Доброе утро!
Напоминаем, что сегодня в 14:00 состоится встреча клуба на которой представитель российского дистрибьютера AppScience расскажет о станциях автоматического выделения везикул производителя EXODUS

Присоединяемся по ссылке:

https://my.mts-link.ru/j/148319409/8135665481

Статья исследует экстрацеллюлярные везикулы (EV) в нишах гемопоэтических стволовых клеток (HSC) в костном мозге человека. Исследования показывают, что EV можно классифицировать по их происхождению (кровь, костный мозг и трабекулы) и что они влияют на стволовые клетки в зависимости от их места расположения. Кроме того, впервые выявлено, как нишевые EV по-разному воздействуют на примитивные HSC и их потомки. Работа подчеркивает значимость EV для иммунной системы и производства крови, а также вводит концепцию нанониш в биологических системах. #статьи https://doi.org/10.1002/jev2.70181

Статья рассматривает метастазирование как основную причину смертности от рака груди и изучает преметастатические ниши (PMNs), способствующие колонизации раковых клеток в легких. Исследование показывает, что раковые клетки молочной железы секретируют дипептидилпептидазу 3 (DPP3) через мелкие экстрацеллюлярные везикулы (sEV), что способствует метастазированию в легкие. Механизм действия включает активацию сигнального пути Rap1 в эндотелиальных клетках легких через ось DPP3–PFKP–YBX1, что усиливает ангиогенез и изменяет сосудистую нишу. Также ARF4 помогает упаковке DPP3 в sEV. Лечебное воздействие препарата лосартан препятствует секреции DPP3 через sEV. В итоге, DPP3, секретируемая раковыми клетками и участвующая в ангиогенезе, может служить потенциальной мишенью для диагностики и лечения метастазов рака груди. #статьи https://doi.org/10.1002/jev2.70182

Статья исследует механизмы саморегуляции фибробластов в процессе фиброгенеза, с акцентом на ангиотензин II (AngII). Установлено, что активированные кардиомиофибробласты, предварительно стимулированные AngII, снижают последующую активацию профибротических процессов. Это подавляющее действие связано с мелкими экстрацеллюлярными везикулами (sEV), которые содержат Piwi-взаимодействующие РНК (piRNAs). В частности, piRNA-62788, индуцируемая стимуляцией рецепторов AngII, снижает фиброгенные реакции, в то время как её отсутствие усиливает фиброз. Также показано, что уровни sEV-производного piRNA-62788 увеличены у пациентов с сердечной недостаточностью и негативно коррелируют с фракцией выброса левого желудочка. #статьи https://doi.org/10.1002/jev2.70204

Исследователи создали систему культивирования адвентивных корней (AR) из Cannabis sativa с использованием двух регуляторов роста (NAA и IBA), из которых выделили нановезикулы растительного происхождения (PDNVs). Эти нановезикулы (N-PDNVs и I-PDNVs) показали высокую стабильность и содержали 25 различных метаболитов.

I-PDNVs продемонстрировали сильные иммуностимулирующие свойства:

Активировали дендритные клетки через рецепторы TLR2/TLR4.
Усиливали пролиферацию и активацию T-клеток (особенно IFN-γ и IL-17A).
Повышали активность NK-клеток.
В экспериментах на мышах I-PDNVs:
Улучшали иммунный ответ (Th1, цитотоксические T-лимфоциты, NK-клетки) при иммуносупрессии и опухолях.
Эффективно доставляли вакцинный антиген (OVA257-264), вызывая сильный CTL-ответ и замедляя рост опухоли.
Меняли иммунный ландшафт, снижая количество T-регуляторных и истощённых CD8⁺ T-клеток.
Вывод: I-PDNVs могут использоваться как иммунотерапевтическое средство и платформа для доставки вакцин, усиливая Th1-, CTL- и NK-клеточные ответы. #статьи https://doi.org/10.1002/jev2.70206

Новые технологии анализа единичных везикул (single EV) позволяют:

Идентифицировать отдельные субпопуляции EVs и их молекулярные сигнатуры.
Анализировать отдельные молекулы (белки, мРНК, ДНК) внутри одной везикулы.
Использовать микрофлюидные платформы, сверхразрешающую микроскопию и ИИ для обработки данных.
Потенциал в медицине:

Диагностика – более точное выявление заболеваний на основе специфических EVs.
Терапия – персонализированные подходы и таргетная доставка лекарств.
Проблемы внедрения:

Чувствительность и специфичность методов.
Отсутствие стандартизации.
Сложность масштабирования для клинического применения.
Перспективы:
Статья, основанная на обсуждениях Китайского общества внеклеточных везикул (CSEV, 2024), предлагает дорожную карту для интеграции single EV-технологий в исследования и клиническую практику, что может привести к прорывам в диагностике и лечении. #статьи https://doi.org/10.1002/jev2.70209

Субъединичные вакцины безопасны и экономичны, но обладают слабой иммуногенностью и разрушаются в ЖКТ при пероральном введении.

Решение:

Созданы биомиметические везикулы (BBV) на основе модифицированной Salmonella choleraesuis (с пониженной токсичностью).
Везикулы функционализированы:
ClyA-SpyCatcher и белок G Streptococcus для двойного связывания антигенов.
Хитозан-олигосахариды (COS) – улучшают проникновение через слизистые и устойчивость в ЖКТ.
Результаты:

mCherry-CSS-BBV@COS (модельный антиген) показал:
Высокую защиту антигена в желудочном (83%) и кишечном (63%) соках.
Способность избегать лизосом и активировать макрофаги (M1).
Сильный IgG- и sIgA-ответ у мышей после перорального введения.
Двухкомпонентная вакцина (GDH-gD-Fc-CSS-BBV@COS) против Streptococcus suis и вируса псевдобешенства:
Вызвала гуморальный, слизистый и клеточный иммунитет.
Обеспечила полную защиту от смертельных доз патогенов. #статьи https://doi.org/10.1002/jev2.70207

В статье обобщаются последние исследования о роли внеклеточных везикул в развитии болезней костей, мышц и суставов и их большом потенциале как для диагностики (биомаркеры), так и для лечения (сами по себе или как носители лекарств), подчеркивая необходимость дальнейшего изучения их механизмов. #статьи https://doi.org/10.1002/jev2.70205

Исследование, выделяя мочевых внеклеточные везикулы с помощью WGA‑конъюгированных магнитных шариков, выявило CKAP4 как маркер, существенно повышенный у пациентов с диабетической нефропатией (AUC 0.9998 для DN vs контроль и 0.9859 для DN vs диабет), повышенный уже на ранних стадиях и коррелирующий с гломерулосклерозом и степенью IFTA; механистически CKAP4‑содержащие EV из подоцитов, обработанных высокими дозами глюкозы, стимулируют кальцификацию сосудов через YAP‑сигналинг, что делает CKAP4 в uEV перспективным неинвазивным маркером ранней диагностики DN. #статьи https://doi.org/10.1002/jev2.70208

И вот опять бактериальные везикулы. Разработаны высокопродуктивные мутанты пробиотической Escherichia coli Nissle 1917 (EcN) для крупномасштабного получения везикул внешней мембраны (OMVs). Мутант EcNΔtolRΔmlaE показал рекордный выход OMVs, в 180.8 раз превышающий дикий тип. Другой мутант (EcNΔtolAΔnlpI) был оптимизирован для повышенной секреции экзогенных белков. На основе этой платформы созданы: 1) наноантибиотики TOB-PslG-mOMVs (доставка гликозилгидролазы PslG и тобрамицина), эффективно разрушающие биопленки Pseudomonas aeruginosa; 2) нановакцины FI-mOMVs с антигенным эпитопом FI, вызывающие сильный гуморальный и клеточный иммунный ответ и обеспечивающие защиту от инфекции. Таким образом, платформа OMVs открывает новые возможности для борьбы с мультирезистентными бактериями. #статьи https://doi.org/10.1002/jev2.70194

Ученые разработали инновационное микрофлюидное устройство под названием ExoSE, которое решает ключевые проблемы в использовании внеклеточных везикул (sEVs) для доставки лекарств. Этот прибор позволяет универсально и масштабируемо модифицировать поверхность sEVs, независимо от их источника (даже из молока), прикрепляя к ним целевые лиганды (пептиды, аптамеры).

ExoSE состоит из двух частей: первая использует наноканалы для временного создания пор в мембранах sEVs, чтобы внедрить функциональные липиды с поразительной эффективностью (около 98%); вторая часть быстро прикрепляет к этим липидам лиганды, увеличивая их количество на каждой везикуле в 3–6 раз.

Функциональность значительно улучшилась: модифицированные везикулы стали на 54% эффективнее проникать через мембраны и лучше нацеливаться на опухоли (например, на 77.8% точнее на раковые клетки груди). Тестирование на мышах показало, что инженерные sEVs накапливаются в мозге, не вызывая при этом токсичности в печени или почках. Таким образом, ExoSE создает стандартизированную и масштабируемую основу для разработки высокоточных терапевтических средств на основе sEVs. #статьи https://doi.org/10.1002/jev2.70215

У ВИЧ‑ассоциированных нейрокогнитивных расстройств (30–50% пациентов на терапии) HIF‑1α участвует в развитии альцгеймероподобной патологии через астрогенные внеклеточные везикулы (ADEVs). В работе показано, что интранозальное введение ADEVs, несущих siRNA против HIF‑1α, эффективно доставляется в мозг (гиппокамп, кора) у CD34+ NSG мышей с ВИЧ‑инфекцией и снижает HIF‑1α, APP, Aβ, Aβ‑фибриллы и pTau, уменьшает активацию глии (GFAP, IBA1), частично восстанавливает синаптические белки и улучшает поведенческие нарушения, что делает ADEV‑опосредованную доставку HIF‑1α siRNA перспективной неинвазивной стратегией для лечения HAND. #статьи https://doi.org/10.1002/jev2.70191

В статье изучается роль везикул внешней мембраны (OMVs) в горизонтальном переносе генов антибиотикорезистентности (ARGs) у патогена Campylobacter. Обнаружено, что OMVs успешно переносят как плазмидные, так и хромосомные гены устойчивости (например, к флорфениколу) между видами Campylobacter (C. coli и C. jejuni). Этот перенос происходит независимо от естественной трансформации (подтверждено обработкой ДНКазой I и использованием мутантного штамма-реципиента) и, вероятно, осуществляется через прямое слияние OMVs с мембраной бактерии-реципиента. Кроме того, OMVs, полученные от штаммов с усиленным белком FE-CmeB, временно защищают чувствительные бактерии от антибиотика. Таким образом, OMVs являются новым, ранее неизвестным путем горизонтального переноса ARGs у Campylobacter, способствуя распространению антибиотикорезистентности. #статьи https://doi.org/10.1002/jev2.70195

Статья посвящена митохондриальным везикулам (MDVs), которые образуются по аналогии с внеклеточными везикулами (EVs) бактерий-предков митохондрий (α-протеобактерий). MDVs схожи с малыми EVs (sEVs) по размеру (30–200 нм), механизмам образования, транспорту белков и нуклеиновых кислот, а также участию в иммунных реакциях. Они могут выделяться из клетки, влияя на межклеточную коммуникацию и иммунный ответ. Исследование также рассматривает потенциал MDVs в ранней диагностике заболеваний, включая нейродегенеративные расстройства и рак. #статьи https://doi.org/10.1002/jev2.70192

Исследование посвящено роли внеклеточных везикул (EVs) и метаболитов в диалоге между эмбрионом и эндометрием на ранних стадиях имплантации.
Гормональная стимуляция изменяет секрецию EVs эндометрием, формируя разные популяции везикул (St-EVs и NSt-EVs), которые различаются по размеру, динамике секреции, поглощению и метаболическому содержимому. Метаболический груз EVs включает энергетические метаболиты и лиганды рецептора AhR (арилуглеводородного рецептора). Ингибирование AhR повышает прикрепление эмбриональных сфероидов, что указывает на его роль в регуляции имплантации.
Липидные капли (LDs) активно секретируются и поглощаются эмбриональными клетками, влияя на процесс имплантации. EVs быстро интернализуются, изменяя активность митохондрий, липидный обмен и ремоделирование внеклеточного матрикса. Трансляция мРНК из EVs начинается уже через час после поглощения, ускоряя клеточные изменения и улучшая прикрепление эмбриона. #статьи https://doi.org/10.1002/jev2.70161

Исследование посвящено разработке нового метода производства AAV-векторов, инкапсулированных во внеклеточные везикулы (EV-AAV), для преодоления ключевых клинических ограничений генной терапии.
Проблемы традиционной AAV-терапии: Нейтрализация антителами (преимущественно у пациентов с предсуществующим иммунитетом). Дозозависимая гепатотоксичность.
Решение: EV-AAV - Защита от антител: EV-оболочка скрывает AAV, предотвращая нейтрализацию.
Новый метод производства (CNP – cellular nanoporation): Увеличивает выход EV-AAV в 11 раз по сравнению с традиционными методами.
Позволяет масштабировать производство для клинического применения.
Результаты на модели атеросклероза (LDLR-дефицитные мыши). Эффективность:
EV-AAV-LDLR в половинной дозе (по сравнению с обычным AAV) восстанавливает экспрессию LDL-рецептора в печени и тормозит атеросклероз.
При повторном введении EV-AAV сохраняет в 2,3 раза более высокую трансдукцию благодаря защите от антител. Безопасность: Уровни АСТ/АЛТ (маркеры повреждения печени) остаются на уровне контрольной группы, что устраняет риск гепатотоксичности. #статьи https://doi.org/10.1002/jev2.70186

Современные методы поиска белков, способных доставлять крупные грузы (например, лекарства) строго в определенные ткани в живом организме (in vivo), очень сложны и неэффективны. Большинство методов работают только в пробирке (in vitro) и дают результаты, неприменимые в клинике.
Авторы разработали новую платформу для скрининга, основанную на экзосомах (EVs). Они модифицировали экзосомы: На поверхность вывели библиотеку искусственных белков (монободи).
Внутрь поместили ДНК именно того монободи, который отображается на поверхности данной экзосомы.
Метод скрининга (in vivo): Библиотеку таких "помеченных" экзосом вводили мышам внутривенно.
Через некоторое время выделяли экзосомы, накопившиеся в конкретных интересующих тканях.
Из этих экзосом извлекали ДНК, амплифицировали ее.
Полученную ДНК использовали для создания новой, обогащенной библиотеки экзосом для следующего введения.
Процесс повторяли несколько раз ("серийный пассаж").
Результаты: Метод успешно выделил экзосомы (и, следовательно, монободи), специфично накапливающиеся в определенных тканях (подтверждено визуализацией и секвенированием ДНК). Несмотря на неидеальную связь между монободи на поверхности (фенотип) и ДНК внутри (генотип), обогащение работало.
Для понимания этого процесса авторы разработали математическую модель, объяснившую сложную динамику отбора. #статьи https://doi.org/10.1002/jev2.70184

Ученые впервые детально изучили внеклеточные везикулы (EVs) из ткани мозга (нормально выглядящего белого вещества) людей с рассеянным склерозом (РС) и контрольной группы. Хотя размер и количество EVs не отличались, их белковый состав показал важные различия: снижение уровня белков синапсов и митохондрий и повышение уровня воспалительных белков и белков системы комплемента. Это говорит о том, что EVs не только отражают патологию при РС, но и могут активно в ней участвовать. Анализ также показал сдвиг в происхождении EVs (меньше от нейронов, больше от астроцитов). Ключевое значение: многие из этих изменений в белках мозга ранее были обнаружены в EVs крови больных РС, что подтверждает ценность исследования ткани мозга для поиска и валидации будущих биомаркеров РС в крови. #статьи https://doi.org/10.1002/jev2.70197

Статья посвящена внеклеточным везикулам, выделенным непосредственно из твердых тканей (ST-EVs), которые представляют собой ценный материал для изучения тканеспецифических молекулярных процессов в их естественном, физиологически релевантном состоянии, так как они сохраняют нативные характеристики при обогащении прямо из ткани in situ. Однако их выделение сопряжено с уникальными техническими сложностями по сравнению с везикулами из биожидкостей или культуральных сред. Для повышения воспроизводимости, сопоставимости и надежности результатов исследований ST-EVs критически важно обеспечить прозрачное описание методологии. Специальная рабочая группа по твердым тканям (Solid Tissue Task Force) в рамках Подкомитета по научной воспроизводимости Международного общества по внеклеточным везикулам (ISEV) ставит своей целью разработку рекомендаций по параметрам отчетности и выявление ключевых нерешенных вопросов, касающихся преаналитической и аналитической обработки твердых тканей, а также методов выделения и характеризации ST-EVs. Эти шаги признаны необходимыми для углубления понимания биологических функций ST-EVs и раскрытия их потенциала для клинического применения. #статьи https://doi.org/10.1002/jev2.70185