Высокоскоростная визуализация открывает наноскопический мир межклеточной коммуникации

Исследователи из Института нанобиологических наук (WPI-NanoLSI) Университета Канадзавы представили новый подход для наноскопического профилирования малых внеклеточных везикул (sEV) с использованием высокоскоростной атомно-силовой микроскопии (HS-AFM) в видеорежиме.

Этот новаторский метод обеспечивает беспрецедентный уровень детализации в характеристике субпопуляций sEV, открывая новые перспективы для понимания их биологических ролей и потенциального применения в диагностике заболеваний.

Исследование опубликовано в Journal of Extracellular Vesicles.

Внеклеточные везикулы (EV), включая экзосомы и микровезикулы, играют ключевую роль в межклеточной коммуникации, перенося биомолекулы, такие как белки, липиды и РНК. Эти крошечные везикулы действуют как молекулярные курьеры, доставляя сообщения между клетками для регуляции иммунных ответов, восстановления тканей и даже прогрессирования заболеваний.

Несмотря на их значимость, точная характеристика этих наноразмерных везикул остаётся серьёзной проблемой из-за их малого размера и гетерогенности. Существующие методы, такие как анализ отслеживания наночастиц (NTA) и проточная цитометрия, не обладают достаточным разрешением для получения точной структурной и композиционной информации на уровне отдельных везикул.

В этом исследовании, проведённом под руководством Кисанга Лима и Ричарда В. Вонга, команда использовала HS-AFM для визуализации нанотопологии sEV, полученных из клеток HEK293T, в физиологических условиях.

Их результаты выявили различные субпопуляции sEV, обогащённые специфическими маркерами экзосом, такими как CD63 и CD81. Примечательно, что они наблюдали, что sEV размером менее 100 нм демонстрировали большую жёсткость мембраны и более высокую колокализацию с экзосомными маркерами по сравнению с более крупными везикулами, которые показывали значительные колебания высоты.

«Наше исследование представляет собой значительный прогресс в изучении внеклеточных везикул, — сказал Вонг. — Используя видеосъёмку HS-AFM, мы теперь можем непосредственно наблюдать динамические взаимодействия поверхностных маркеров на отдельных sEV, прокладывая путь для разработки высокоточных EV-биомаркеров».

Этот наноскопический подход иммунофенотипирования может произвести революцию в раннем выявлении заболеваний, особенно в диагностике рака, где биомаркеры на основе экзосом привлекают всё больше внимания. Кроме того, метод может способствовать прогрессу в целевой доставке лекарств и регенеративной медицине, позволяя более точно характеризовать терапевтические EV.