Σάββατο, 05 Νοεμβρίου 2016 19:08

Εξωσώματα

Γράφτηκε από την
Βαθμολογήστε αυτό το άρθρο
(2 ψήφοι)

Τα εξωσώματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την πρόγνωση, θεραπεία, και ως βιοδείκτες για την υγεία και την ασθένεια

Τα εξωσώματα είναι κυστίδια που προέρχονται από κύτταρα που υπάρχουν σε όλα, σχεδόν, τα ευκαρυωτικά υγρά, όπως το αίμα, τα ούρα, και τις κυτταροκαλλιέργειες.

Η διάμετρος των εξωσωμάτων είναι 30 - 100 nm, η οποία είναι μεγαλύτερη από την LDL, αλλά πολύ μικρότερη από ό, τι  τα ερυθρά αιμοσφαίρια. Τα εξωσώματα είτε απελευθερώνονται από το κύτταρο όταν πολυκυψελικά σώματα συντήκονται με την μεμβράνη του πλάσματος ή απελευθερώνονται απευθείας από τη μεμβράνη του πλάσματος.

Τα εξωσώματα έχουν εξειδικευμένες λειτουργίες και διαδραματίζουν καίριο ρόλο σε διαδικασίες όπως η πήξη, την ενδοκυττάρια σήμανση, και την διαχείριση των αποβλήτων.

Τα εξωσώματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την πρόγνωση, θεραπεία, και ως βιοδείκτες για την υγεία και την ασθένεια.

Στα δικτυοερυθροκύτταρα, τμήματα της μεμβράνης του πλάσματος σχηματίζουν ενδοσώματα με 50 έως 180% της πλασματικής μεμβράνης  κάθε ώρα. Με τη σειρά τους, τμήματα των μεμβρανών μερικών ενδοσωμάτων στη συνέχεια εσωτερικεύονται σε μικρότερα κυστίδια. Τέτοια ενδοσώματα είναι πολυκυψελιδωτοί φορείς και μπορούν να γίνουν εξωσώματα εάν το πολυκυψελικό σώμα συγχωνευτεί με την κυτταρική μεμβράνη, απελευθερώνοντας τα εσωτερικά κυστίδια στον εξωκυτταρικό χώρο. 

Τα εξωσώματα περιέχουν διάφορα μοριακά συστατικά των κυττάρων από τα οποία προέρχονται, όπως πρωτεϊνες και RNA.  Η περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη μπορεί να είναι περίπου 20.000 πρωτεΐνες. Στα εξωσώματα μπορεί να υπάρχει mRNA και miRNA και δίκλωνο DNA. 

Τα εξωσώματα μπορούν να μεταφέρουν μόρια από το ένα κύτταρο στο άλλο μέσω της μεμβράνης με τη διακίνηση των κυστιδίων, επηρεάζοντας έτσι το ανοσοποιητικό σύστημα, όπως τα δενδριτικά κύτταρα και Β κύτταρα, και παίζουν ένα λειτουργικό ρόλο στην μεσολάβηση αποκρίσεων του ανοσοποιητικού απέναντι σε παθογόνα και όγκους. 

Η παραγωγή και το περιεχόμενο εξωσωμάτων  επηρεάζεται από τα μοριακά σήματα που λαμβάνονται από τα κύτταρα καταγωγής. Τα καρκινικά κύτταρα που εκτίθενται σε υποξία εκκρίνουν εξωσώματα με ενισχυμένο αγγειογεννητικό και μεταστατικό δυναμικό, γεγονός που υποδηλώνει ότι τα καρκινικά κύτταρα θα προσαρμοστούν σε ένα υποξικό μικροπεριβάλλον εκκρίνοντας εξωσώματα που διεγείρουν την αγγειογένεση ή διευκολύνουν την μετάσταση σε ευνοϊκότερο περιβάλλον. 

Τα εξωσώματα αναφέρονται, επίσης, ως μικροκυστίδια, επιδιδιμοσώματα, αργοσώματα,  μικροσωματίδια, προμινινοσώματα,  προστασώματα, δεχοσώματα, τεξοσώματα, αρχεοσώματα και ογκοσώματα.

Τα εξωσώματα από τα ερυθρά αιμοσφαίρια περιέχουν τον υποδοχέα τρανσφερίνης, που απουσιάζει από τα ώριμα ερυθροκύτταρα. Τα δενδριτικά κύτταρα στα εξωσώματα εκφράζουν τα MHC Ι, MHC ΙΙ,  συνδιεγερτικά μόρια και έχουν αποδειχθεί ότι είναι σε θέση να προκαλέσουν και να ενισχύσουν τις ειδικές αποκρίσεις αντιγόνου των Τ κυττάρων. Τα εξωσώματα μπορούν, επίσης, να απελευθερωθούν στα ούρα από τα νεφρά, και η ανίχνευσή τους θα μπορούσαν να χρησιμεύσει ως διαγνωστικό εργαλείο. Τα εξωσώματα στα ούρα μπορούν να είναι χρήσιμα ως δείκτες ανταπόκρισης στη θεραπεία του καρκίνου του προστάτη. Τα εξωσώματα εκκρίνονται από τα καρκινικά κύτταρα και δίνουν σήματα στα περιβάλλοντα κύτταρα και ρυθμίζουν τη διαφοροποίηση των μυοϊνοβλαστών. Η απελευθέρωση εξωσωμάτων συσχετίζεται θετικά με την εισβολή του καρκίνου των ωοθηκών. Τα εξωσώματα απελευθερώνονται από όγκους στο αίμα, είναι εξαιρετικά σταθερά σε σωματικά υγρά ως βιοδείκτες της νόσου. Σε κακοήθειες το ρυθμιστικό κύκλωμα το οποίο προστατεύει την ομοιόσταση των εξωσωμάτων προάγει την επιβίωση των καρκινικών κυττάρων και την μετάσταση.

Η απομόνωση και ανίχνευση εξωσωμάτων είναι περίπλοκη. Λόγω της πολυπλοκότητας των υγρών του σώματος, ο φυσικός διαχωρισμός των εξωσωμάτων από κύτταρα και παρόμοιου μεγέθους σωματίδια είναι δύσκολη. Γίνεται με διαφορική υπερφυγοκέντρηση σε συνεργασία με απομόνωση των πρωτεϊνών και άλλων ρυπαντικών ουσιών και ατελή διαχωρισμό των κυστιδίων από τις λιποπρωτεΐνες. Συνδυάζοντας την υπερφυγοκέντρηση με την μικροδιήθηση βελτιώνεται η καθαρότητα. Τα εξωκυττάρια κυστίδια απομονώνονται με χρωματογραφία αποκλεισμού μεγέθους. Για την απομόνωση ενός καθαρού πληθυσμού εξωσωμάτων ένας συνδυασμός τεχνικών είναι απαραίτητος, με βάση τόσο τη φυσική κατάσταση (π.χ. μέγεθος, πυκνότητα) όσο και τις βιοχημικές παραμέτρους (π.χ. παρουσία / απουσία ορισμένων πρωτεϊνών που εμπλέκονται στην βιογένεσή τους).

Συχνά,  λειτουργικές, καθώς και αντιγονικές δοκιμασίες εφαρμόζονται για τον προσδιορισμό χρήσιμων πληροφοριών από πολλαπλά εξωσώματα. Γνωστά παραδείγματα δοκιμασιών για την ανίχνευση πρωτεϊνών στα εξωσώματα είναι η φασματομετρία μάζας και η κηλίδα Western. Ωστόσο, ο περιορισμός αυτών των μεθόδων είναι ότι μολυσματικές ουσίες μπορεί να είναι παρούσες οι οποίες επηρεάζουν τις πληροφορίες που λαμβάνονται. Κατά προτίμηση, οι πληροφορίες που προέρχονται από απλά εξωσώματα αφορούν το μέγεθος, την πυκνότητα, τη μορφολογία, τη σύνθεση, και το δυναμικό.

Τεχνικές ανίχνευσης των εξωσωμάτων

Δεδομένου ότι η διάμετρος των εξωσωμάτων είναι τυπικά κάτω από 100 nm και επειδή έχουν ένα χαμηλό δείκτη διάθλασης, τα εξωσώματα ανιχνεύονται με την νανοτεχνολογία (microNMR, nanoplasmonic τσιπ, αισθητήρας μαγνητοηλεκτροχημικός για το προφίλ της πρωτεΐνης και ανίχνευση του RNA).  Η κυτταρομετρία ροής είναι μια οπτική μέθοδος για την ανίχνευση εξωσωμάτων σε εναιώρημα. Παρ 'όλα αυτά, η δυνατότητα εφαρμογής της κυτταρομετρίας ροής για να ανιχνεύσει μόνο εξωσώματα εξακολουθεί να είναι ανεπαρκής λόγω της περιορισμένης ευαισθησίας. Άλλες μέθοδοι για την ανίχνευση εξωσωμάτων είναι η μικροσκοπία ατομικής δύναμης, η ανάλυση παρακολούθησης των νανοσωματιδίων, η Raman μικροφασματοσκοπία, η μικροσκοπία ηλεκτρονίων μετάδοσης κ.ά.

Υπάρχει βάση δεδομένων εξωσωμάτων  ExoCarta. 

Τα εξωσώματα περιέχουν RNA, πρωτεΐνες, λιπίδια και μεταβολίτες ανάλογα με τον τύπο κυττάρου προέλευσης. Επειδή τα εξωσώματα περιέχουν πολλές πρωτεΐνες, RNA και λιπίδια, αναλύσεις μεγάλης κλίμακας, όπως η πρωτεϊνωματική και η τρανσκριπτομική εκτελούνται, συχνά. 


Θεραπευτική χρήση εξωσωμάτων ως φορείς των φαρμάκων 

Όλο και περισσότερο,τα  εξωσώματα  αναγνωρίζονται ως δυνητικοί θεραπευτικοί παράγοντες, γιατί έχουν την ικανότητα να προκαλούν ισχυρές κυτταρικές αποκρίσεις.

Τα εξωσώματα μεσολαβούν στην  αναγέννηση ιστών σε τραυματισμούς και ασθένειες με βιοδραστικότητα των βλαστικών κυττάρων.

Τα μεσεγχυματικά κύτταρα των εξωσωμάτων ενεργοποιούν διάφορα μονοπάτια σηματοδότησης σημαντικά στην επούλωση τραύματος (Akt, ΕΚΚ και STAT3) και επάγουν την έκφραση ενός αριθμού αυξητικών παραγόντων (αυξητικός παράγοντας ηπατοκυττάρων (HGF), ινσουλινοειδής αυξητικός παράγοντας-1 (IGF1 ), νευρικός αυξητικός παράγοντας (NGF), και στρωματικός παράγοντας-1 αναπτύξεως (SDF1)).

Τα εξωσώματα εκκρίνονται από ανθρώπινα κυκλοφορούντα ινοκύτταρα, που είναι ένας πληθυσμός προγονικών μεσεγχυματικών κυττάρων που εμπλέκονται στη φυσιολογική επούλωση των πληγών μέσω σηματοδότησης παρακρινών αδένων και έχουν  προαγγειογεννητικές ιδιότητες, ενεργοποιούν τους δερματικούς ινοβλάστες, από την μετανάστευση και τον πολλαπλασιασμό των κερατινοκυττάρων, και επιταχύνουν το κλείσιμο του τραύματος.

Τα εξωσώματα που λαμβάνονται από ασθενή χρησιμοποιούνται ως  ανοσοθεραπεία καρκίνου.

Τα εξωσώματα προσφέρουν σαφή πλεονεκτήματα ως φορείς φαρμάκων. Αποτελούνται από κυτταρικές μεμβράνες με πολλαπλές συγκολλητικές πρωτεΐνες στην επιφάνειά τους, και εποκοινωνούν από κύτταρο σε κύτταρο και βοηθούν στην παράδοση διαφόρων θεραπευτικών παραγόντων σε κύτταρα στόχους. Το φάρμακο τοποθετείται μέσα σε εξωσώματα που προέρχονται από λευκά αιμοσφαίρια, τα οποία στη συνέχεια εγχέονται  σε ασθενείς με καρκίνο του πνεύμονα ανθεκτικό στα φάρμακα. Είναι σημαντικό ότι, η ενσωμάτωση του φαρμάκου στα εξωσώματα αυξάνει τη δραστικότητά του πάνω από 50 φορές.

Διαβάστε, επίσης,

Πρώιμη διάγνωση του καρκίνου του παγκρέατος

www.emedi.gr

 

Διαβάστηκε 467 φορές Τελευταία τροποποίηση στις Σάββατο, 05 Νοεμβρίου 2016 20:48
Σαββούλα Μάλλιου Κριαρά

Αυτή η διεύθυνση ηλεκτρονικού ταχυδρομείου προστατεύεται από τους αυτοματισμούς αποστολέων ανεπιθύμητων μηνυμάτων. Χρειάζεται να ενεργοποιήσετε τη JavaScript για να μπορέσετε να τη δείτε.
Περισσότερα σε αυτή την κατηγορία: « Βλαστοκύτταρα σε έμβρυα Σύνδρομο Laurence-Moon »
DMC Firewall is developed by Dean Marshall Consultancy Ltd