Нановезикулы из клеток для биомедицинских применений
Ученые Национального университета Сингапура создали наноразмерные везикулы из клеток с помощью метода клеточного сдвига, которые могут использоваться для различных биомедицинских целей.
Внеклеточные везикулы (EVs) — это естественные секретируемые клетками липидные мембранные везикулы, присутствующие во всех биологических жидкостях. Они привлекают внимание своим потенциалом в нескольких биомедицинских областях, включая диагностику (биомаркеры), терапевтические средства и системы доставки лекарств. Использование EVs, особенно полученных из стволовых клеток, в качестве терапевтических агентов показало регенеративные и/или восстанавливающие ткани эффекты.
Важно, что EVs представляют собой бесклеточные подходы, так как они нежизнеспособны и работают в основном через паракринную сигнализацию, что смягчает проблемы, связанные с клеточной терапией. Однако перед широким применением EVs в качестве терапевтиков необходимо решить ряд ограничений, включая длительные и трудоемкие процессы выделения и низкую продуктивность.
В недавней статье, опубликованной в Acta Pharmaceutica Sinica B, команда доцента Джорджии Пасторин с факультета фармации Национального университета Сингапура в сотрудничестве с доцентом Бертраном Чарни из Наньянского технологического университета (NTU) и исследователями из Сингапурского института исследования глаза (SERI) приготовила наноразмерные везикулы из клеток методом клеточного сдвига для применения в заживлении ран и регенерации тканей. Они обнаружили, что эти наноразмерные везикулы, названные клеточно-производными нановезикулами (CDNs), имитируют EVs не только по физическим характеристикам, но и по биологическому грузу (белки, липиды, нуклеиновые кислоты), и могут производиться с гораздо более высоким выходом.
Проф. Пасторин заявила: "Это исследование показывает, что клеточно-производные нановезикулы перспективны для различных биомедицинских применений. Наша команда получила нановезикулы из различных типов клеток, таких как иммунные клетки и стволовые клетки, для снижения воспаления и регенерации тканей соответственно".
В этом исследовании проф. Пасторин и её докторант д-р Юб Радж Неупане в сотрудничестве с д-ром Харишем К. Хандралом из Агентства по науке, технологиям и исследованиям и проф. Чарни изучили роль CDNs, полученных из мезенхимальных стволовых клеток (MSC-CDNs), в ускорении заживления ран. В рамках этого исследования были проведены высокопроизводительный протеомный анализ и анализ онтологии генов для идентификации высокообогащенных белков и их локализации в этих везикулах.
Исследователи обнаружили, что эти MSC-CDNs активировали сигнальный путь в клетках дермальных фибробластов человека (HDF). Это увеличивало пролиферацию и миграцию HDF-клеток к раневому ложу, наряду с усиленным высвобождением маркеров, связанных с пролиферацией клеток, факторов роста и других компонентов клеточной регенерации для помощи в процессе заживления.
Это исследование также продемонстрировало, что MSC-CDNs усиливали образование новых кровеносных сосудов в клеточных культурах. На мышиных моделях было обнаружено, что они способствуют заживлению в той же степени, что и MSC-EVs, но со скоростью заживления почти в два раза выше.
В будущей работе команда продолжит исследовать использование этих везикул в качестве терапевтических агентов при сердечно-сосудистых заболеваниях и для целей доставки лекарств.