Исследование нового типа внеклеточных везикул

Ученые из Сеченовского университета и Университета Питтсбурга сравнили свойства двух групп внеклеточных везикул. Эти везикулы, находящиеся либо в жидкой фазе, либо прикрепленные к волокнам внеклеточного матрикса, облегчают метаболизм и межклеточную коммуникацию. Лучшее понимание их структуры, производства и движения может помочь в создании новых биоинженерных материалов и более быстром восстановлении поврежденных тканей. Результаты опубликованы в Science Advances.

Внеклеточный матрикс (ECM) заполняет пространство внутри тканей, создавая каркас для отдельных клеток и динамическую среду для движения клеток, органелл и молекул. Выполняя ключевые функции (механическая поддержка тканей, разделение типов клеток, транспорт веществ), его состав и консистенция варьируются от ткани к ткани.

Тканевая инженерия использует материалы, полученные из ECM, поэтому критически важно сохранять его структуру и функции. Внеклеточные везикулы (EVs) — это крошечные пузырьки, выделяемые клетками и участвующие в переносе части их содержимого (белки, липиды, ферменты, микроРНК). Несколько лет назад исследователи обнаружили, что часть везикул прикреплена к волокнам ECM, назвав их матрикс-связанными везикулами (MBVs). Их состав и мембранная структура до сих пор не изучались.

Авторы решили сравнить структуру и свойства EVs жидкой фазы и MBVs. Чтобы исключить различия, связанные с происхождением из разных тканей, исследователи использовали среду клеточной культуры для контроля типа клеток и среды.

Обе группы показали схожий размер (не более 200 нанометров, что типично для большинства внеклеточных везикул), но разный состав транспортируемых белков, липидов и микроРНК.

• MBVs, как и клетки-предшественники, содержали гораздо большую долю кардиолипина, который почти исключительно встречается в мембранах митохондрий. Это указывает на возможное общее происхождение митохондрий и MBVs.
• EVs жидкой фазы показали более высокий уровень липоксина, который подавляет воспаление и стимулирует регенерацию тканей (через активацию иммунных клеток).

Исследование также выявило различия в содержимом везикул, полученных из разных тканей, хотя набор липидов и микроРНК в MBVs довольно постоянен.

Результаты позволяют предположить, что будущее поведение везикул (будут ли они перемещаться в жидкой среде или останутся прикрепленными к матриксу) определяется на стадии их производства. Тот факт, что MBVs встроены в плотную сеть волокон, показывает, что клетки, скорее всего, высвобождают их при построении тканей или восстановлении поврежденного матрикса.

Благодаря постоянству своего липидного и микроРНК состава, MBVs могут быть использованы как в диагностических и терапевтических целях, так и для производства новых биоматериалов.