Экзосомы

Выделение пузырьков из МВТ, сливающихся с плазмалеммой (экзоцитоз), было описано впервые в 1983 г. Harding et al., а термин «экзосомы» был предложен в 1987 г. Johnstone et al. Следующим этапом «истории» экзосом было их выделение из В-лимфоцитов и обнаружение у них антиген-презентирующих характеристик. Затем способность продуцировать экзосомы была показана для многих типов клеток, в том числе - связанных с иммунной системой и канцерогенезом.

В последние годы исследования экзосом носят «взрывной» характер, накапливается все больше подтверждений о том, что они служат передатчиками сигналов между клетками в самых разнообразных процессах. Есть много данных об участии экзосом в канцерогенезе.

Экзосомы найдены во всех биологических жидкостях (плазма крови, моча, слюна, молоко, бронхиальный лаваж и др.).

Экзосомы имеют в электронном микроскопе вид чашки, осаждаются при 100 000 g и имеют плавучую плотность в градиенте сахарозы 1.10–1.21 g/mL. На мембране экзосом экспонируется фосфатидилсерин. Существует три основных метода выделения экзосом: ультрацентрифугирование, ультрафильтрация и иммунопреципитация с использованием антител, связанных с магнитными шариками.

В разных экзосомах на 2010 г. обнаружено 143 вида биологически активных молекул, включая микроРНК и мРНК, что говорит об их способности модулировать экспрессию генов в клетках-мишенях. Исследования в этом направлении ведутся очень активно, существует обширная база данных (ExoCarta Exosome protein and RNA Database (Mathivanan and Simpson, 2009). В экзосомах были найдены разнообразные белки, в зависимости от типа клеток, в том числе – различные цитокины и факторы роста. Многие экзосомы содержат белки главного комплекса гистосовместимости классов I и II.

Ведутся разработки на основе экзосом лекарственных препаратов. Так, экзосомы, полученные из зрелых нагруженных опухолевыми антигенами дендритных клеток, индуцируют у мышей противоопухолевый иммунный ответ, - такой препарат уже находится на стадии клинических испытаний.

Экзосомы обладают неизвестным пока механизмом, обеспечивающим их адресную доставку к клеткам-мишеням. Расшифровка этого механизма даст уникальный инструмент для доставки всевозможных эффекторных молекул и лекарственных веществ в клетки-мишени.

Экзосомы относятся к так называемым «внеклеточным» органеллам» эукариотических клеток, к которым также причисляют «сбрасываемые» микропузырьки (shedding microvesicles) и апоптозные пузырьки (apoptotic blebs). Следует отметь, что в научной литературе нет общепринятой терминологии для обозначения разных видов внеклеточных органелл. Как правило, публикуются данные о смешанных препаратах, и путаницы очень много. Важно уяснить, что стоит за каждым из терминов в конкретной статье, и тогда можно будет понять, о чем идет речь в публикациях. Главное – механизм образования внеклеточных мембранных пузырьков.

Микропузырьки (Shedding microvesicles) – мембранные пузырьки размером более 100 нм (до 1 мкм), которые образуются на плазматической мембране многих клеток. В процессе их формирования происходит выпячивание отростка цитоплазмы наружу и отшнуровка пузырька. Фактически имеет место не пузырек, а «кусочек» клетки. В регуляцию этого процесса вовлечены ферменты calpain, flippase, floppase, scramblase и gelsolin. В микропузырьках, продуцируемых тромбоцитами, присутствуют липидные рафты. Микропузырьки обнаружены во всех исследованных биологических жидкостях и, как и экзосомы, также активно изучаются.

Апоптозные «пузырьки» формируются на плазматической мембране клеток, претерпевающих апоптоз. Считается, что они должны содержать фрагменты распавшегося ядра, являясь фактически «останками» конденсированных разрушающихся клеток. Само выделение этих структур в отдельную категорию выглядит неоднозначным. Давно существует понятие «апоптозные» тельца для обозначения фрагментов распавшихся в результате апоптоза клеток. Детали апоптоза будут нами рассмотрены позднее.

В процессе апоптоза образуются и микропузырьки, но на его ранних стадиях. Апоптозные «пузырьки» (50-500 нм) формируются на поздних стадиях апоптоза. Следует подчеркнуть, что и микропузырьки, и апоптозные «пузырьки» гетерогенны по размерам и форме, в отличие от экзосом, имеющих одинаковую форму.

В настоящее время публикуется множество статей, посвященных изучению экзосом и микропузырьков, и при их анализе нужно, прежде всего, определить, о каком виде структур идет речь.

Поиск по сайту: