Ближе к рассмотрению коммуникационных пакетов клеток

Клетки общаются, посылая друг другу маленькие жировые шарики. Вутер Роос, профессор молекулярной биофизики в Университете Гронингена, вместе с коллегами из Амстердама и Утрехта впервые описал механические свойства таких жировых шариков, называемых экзосомами. Изучив экзосомы пациентов с заболеванием крови, исследователи получили неожиданные результаты.

«Экзосомы из их клеток крови имеют совершенно другие свойства, чем у здоровых людей», — заключает Роос. «Это открывает новые возможности в диагностике и наномедицине». Результаты были опубликованы в научном журнале Nature Communications 23 ноября.

Исследование с помощью иглы

Долгое время было известно, что маленькие шарики из жира и белков перемещаются внутрь и наружу клеток. Клетки формируют эти шарики, используя небольшую часть клеточной мембраны. Долгое время считалось, что эти экзосомы в основном удаляют отходы из клетки. Но около 15 лет назад исследователи узнали, что экзосомы важны для коммуникации между клетками.

«До сих пор мы изучали их только группами, чтобы обнаружить их свойства. Но благодаря специальному микроскопу мы смогли изучить и описать одну отдельную экзосому», — говорит Роос.

Роос начал исследование несколько лет назад в Амстердаме вместе с профессором физики жизненных процессов Гейсом Вуйте и завершил его после переезда в Гронинген. «Мы сначала рассмотрели экзосомы красных кровяных клеток с помощью атомно-силового микроскопа (AFM)», — говорит Роос. «Этот AFM ощупывает поверхность иглой, чтобы определить, как она выглядит».

Это похоже на то, как незрячий человек читает шрифт Брайля. «Затем мы проверили механические свойства, нажимая на эти маленькие жировые шарики. Это даёт представление о твёрдости и гибкости экзосомы». Таким образом, исследователи впервые картировали свойства экзосом из красных кровяных телец.

Неожиданный результат при сфероцитозе

«Затем мы изучили красные кровяные клетки людей со сфероцитозом. У пациентов с этим состоянием эритроциты слишком круглые и жёсткие. Мы ожидали, что их везикулы тоже будут жёстче. Но, к нашему удивлению, они оказались мягче».

Это наблюдение привело к пониманию, что мягкие части клетки формируют везикулы. «Мы знали, что люди со сфероцитозом производят больше везикул, но мы никогда не думали, что они проявят такое неожиданное поведение. Это понимание порождает много новых вопросов, которые могут помочь понять генезис жёстких эритроцитов при сфероцитозе и могут привести к новой диагностике».

Будущие направления и значение для онкологии

Остаётся ещё много загадок. «Что именно находится внутри такой экзосомы, например? Какую информацию они передают? И как они знают, какой клетке должны передать эту информацию? Как только мы узнаем это для здоровых клеток, мы также сможем лучше понять, как происходит коммуникация при сфероцитозе и раке. И тогда мы также сможем разработать методы для лучшего обнаружения этих экзосом и создания лекарств, влияющих на их коммуникацию».

Есть важная причина, по которой Роос и другие углубляются в свойства экзосом. «Не только здоровые клетки общаются с помощью экзосом, но и опухолевые клетки. Если мы поймем их лучше, мы, возможно, сможем обнаружить различия между экзосомами здоровых клеток и экзосомами опухолевых клеток. Затем мы, возможно, сможем использовать их в диагностике и в разработке противораковых препаратов», — объясняет Роос. Только в Нидерландах над этой темой работают девять исследовательских групп, объединённых в партнёрство Cancer-ID.