Внеклеточные везикулы — ключ к пониманию и лечению болезней
Исследователи из Университета Рутгерса использовали круглого червя C. elegans, чтобы раскрыть механизмы важного способа межклеточной коммуникации.
Исследование, опубликованное в журнале Current Biology, может помочь в разработке методов лечения болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваний.
Клетки обмениваются сигналами через крошечные пузырьки — внеклеточные везикулы (extracellular vesicles, EVs). Ранее считавшиеся клеточным «мусором», EVs переносят полезный или токсичный груз, который влияет на здоровье или развитие болезни. Например, в мозге человека EVs могут переносить болезнетворные белки, влияющие на прогрессирование болезни Альцгеймера.
«Несмотря огромную медицинскую важность EVs, в этой области отсутствует базовое понимание того, как они формируются, какой груз упакован в разные типы EVs и как этот груз влияет на их направление и биоактивность», — отметила ведущий автор работы Инна Никонорова.
EVs, обнаруживаемые в жидкостях организма (моча, кровь), могут служить биомаркерами заболеваний в жидкостных биопсиях, так как здоровые и больные клетки упаковывают в них разный груз.
Исследовательская группа использовала C. elegans и современные генетические, молекулярные, биохимические и вычислительные инструменты для изучения неизвестных функций EVs в организме.
В рамках крупного проекта идентификации было обнаружено 2882 кандидата в грузы EVs.
Учитывая важность EVs для нервной системы, учёные сосредоточились на везикулах, производимых ресничками — клеточными «антеннами» для межклеточной коммуникации. Они обнаружили, что EVs от нервных клеток переносят РНК-связывающие белки и РНК (роль РНК в терапии хорошо видна на примере мРНК-вакцин от COVID-19).
Была выдвинута гипотеза, что нейроны упаковывают РНК-связывающие белки и РНК в EVs для управления коммуникацией между клетками и организмами. Фундаментальное понимание биологии EV-РНК важно для создания «индивидуальных» EVs для РНК-терапий.
«Мы разработали инновационный метод для мечения, отслеживания и профилирования EVs с использованием генетически кодируемого флуоресцентного маркера и провели крупномасштабное выделение и профилирование белков», — сообщила Никонорова. — «С помощью этой стратегии мы открыли четыре новых груза для EVs ресничек».
Данные указывают, что C. elegans производит сложную и разнородную смесь EVs из различных тканей живого организма, и предполагают, что эти EVs играют разнообразные роли в физиологии.
Дальнейшие усилия лаборатории будут направлены на понимание EV-опосредованной РНК-коммуникации.