Роль внеклеточных везикул в лечении (процесс для облегчение, снятие или устранение симптомов и заболевания) рака и диагностическом процессе начали учить не так давно, но есть основания считать, что за экзосомами — будущее онкологии.

Как обычные, так и нездоровые клеточки безпрерывно выбрасывают внеклеточные везикулы (ВВ (то есть внутренние войска)) во внеклеточное место, а ВВ (то есть внутренние войска) несут молекулярные сигнатуры и эффекторы как физиологические, так и патологические.

Внеклеточные везикулы отражают динамические конфигурации, которые происходят в микроокружении клеток и тканей в состоянии здоровья и на различных стадиях заболевания.

ВВ (то есть внутренние войска) способны изменять функцию клеток-реципиентов.

Было показано, что обоюдный обмен молекулярной информацией при помощи внеклеточных везикул меж различными органами и типами клеток содействует клеточной трансформации, перепрограммированию, многофункциональным изменениям и метастазированию.

Внеклеточные везикулы содержат опухолевые супрессоры, фосфопротеины, протеазы, причины роста, биоактивные липиды, мутантные онкопротеины, онкогенные транскрипты, микроРНК и последовательности ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов).

Любые ВВ (то есть внутренние войска), присутствующие в био жидкостях, обеспечивают беспримерный неинвазивный доступ к принципиальной молекулярной инфы о состоянии клеток, в том числе их мутациям, классификаторам, молекулярным типам, терапевтическим мишеням и биомаркерам фармацевтической стойкости.

Не считая того, внеклеточные везикулы можно применять для неинвазивной оценки появления, прогрессирования, риска, выживаемости и результатов исцеления рака.

Цель нашей нынешней статьи — осветить современную информацию о роли внеклеточных везикул в развитии онкологических болезней и их полезность в диагностике, профилактике и лечении (процесс для облегчение, снятие или устранение симптомов и заболевания) рака.

Новое поколение биомаркеров рака

Живы клеточки выделяют во внеклеточное место огромное количество эндоцитарных либо везикул плазматической мембраны, включая экзосомы, микровезикулы (МВ) и апоптотические тела, которые именуются внеклеточными везикулами (ВВ (то есть внутренние войска)).

В литературе сообщается о разных заглавиях внеклеточных везикул — экзосомы, эктосомы, онкосомы, апоптотические тела, наночастицы либо микровезикулы.

Зависимо от происхождения, выделяют два класса ВВ (то есть внутренние войска): экзосомы и микровезикулы.

Экзосомы, везикулы размером с микрочастицы (30–100 нм) с плавучей плотностью 1,13–1,19 г/см3 , выделяются как бодрствующими, так и почти всеми патологически модифицированными клеточками.

Экзосомы образуются по эндолизосомному пути и происходят из эндосомального компартмента, именуемого мультивезикулярными телами.

Ли, Парк и соавторы сказали, что внеклеточные везикулы могут генерироваться мезенхимальными стволовыми клеточками и участвовать в угнетении ангиогенеза.

Остальные типы клеток, тромбоциты, нейтрофилы, ретикулоциты, макрофаги, мегакариоциты, моноциты, В- и Т-клетки, тучные клеточки и эндотелиальные клеточки, также выделяют ВВ (то есть внутренние войска).

Микровезикулы размером 100–1000 нм образуются методом почкования и слияния плазматической мембраны с внеклеточным веществом и имеют несколько общих черт с родительскими клеточками, включая наличие мембранных липидов, рецепторов, бессчетных нуклеиновых кислот и белков.

В целом, молекулярный состав каждой ВВ (то есть внутренние войска) имитирует родительскую клеточку либо ткань (мед. система клеток и межклеточного вещества, объединённых общим происхождением, строением и выполняемыми функциями) с ее факторами роста, сенсорами, протеазами, микроРНК, липидами и белками. В нескольких исследовательских работах говорилось о наличии ряда биоактивных белков, нуклеиновых кислот, липидов и остальных биомолекул.

Кейби и соавторы показали, что ВВ (то есть внутренние войска) содержат тетраспанины, такие как CD9, CD63 и CD81; молекулы I и II класса комплекса гистосовместимости (МНС); связанный с лизосомами мембранный белок-2 (LAMP-2).

Снутри экзосом, выделенных из клеток миелоидного лейкоза, колоректального рака и меланомы, находится двухцепочечная ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) (представляющая весь геном опухоли (Опухоль (син. новообразование, неоплазия, неоплазма) — патологический процесс, представленный новообразованной тканью)).

Развитие рака — это многоэтапный и многофакторный процесс, который включает неконтролируемый рост, устойчивость к апоптозу, генетические и эпигенетические конфигурации и отличия в микроокружении.

Эти конфигурации снутри раковой клеточки отражаются внеклеточными везикулами, потому исследователей интересует применение ВВ (то есть внутренние войска) для диагностики, мониторинга и исцеления рака.

Обычно биомаркеры указывают на отличия от обычного био статуса, которые содействуют канцерогенезу. В истинное время ряд биомаркеров, в главном из циркулирующих клеток рака, используют для диагностики и предстоящего исцеления.

Почти все из современных биомаркеров дают не достаточно инфы о происхождении ткани (Строение тканей живых организмов изучает наука гистология), и потому их тяжело применять в таргетной терапии (терапия — процесс, для снятия или устранения симптомов и проявлений заболевания) рака. В свою очередь, это существенно ограничивает полезность обыденных биомаркеров в научных и клинических критериях.

Неповторимые свойства внеклеточных везикул в состоянии сделать их безупречными биомаркерами последующего поколения для исследовательских работ рака и терапии (терапия — процесс, для снятия или устранения симптомов и проявлений заболевания) в XXI веке.

К примеру, роль ВВ (то есть внутренние войска) во внутриклеточной коммуникации и динамический нрав их состава дозволили исследователям изучить потенциал модуляции опухоли (Опухоль (син. новообразование, неоплазия, неоплазма) — патологический процесс, представленный новообразованной тканью). Понятно, что количество и состав везикул изменяются в процессе развития заболевания (нарушения нормальной жизнедеятельности, работоспособности).

Бейран и соавторы сказали о повышении количества ВВ (то есть внутренние войска) у пациентов с опухолью (опухоль — патологический процесс, представленный тканью, в которой изменения генетического аппарата клеток приводят к нарушению регуляции их роста и дифференцировки) желудка, при этом количество везикул коррелировало со стадией. Завышенная экспрессия CCR6 и Her-2 / neu наблюдалась в образчиках пациентов с поздней стадией рака.

Уровни PTEN снутри экзосом, выделенных у пациентов с раком предстательной железы, коррелировали с развитием заболевания (нарушения нормальной жизнедеятельности, работоспособности), а поэтому их употребляли для диагностики рака.

ВВ (то есть внутренние войска) различаются потрясающим биораспределением и биосовместимостью; эти характеристики делают их безупречными для использования при доставке и биораспределении фармацевтических средств.

Тот факт, что внеклеточные везикулы содержат многофункциональные нуклеиновые кислоты, свидетельствует о том, что они функционально похожи на вирусные частички.

ВВ (то есть внутренние войска) были обнаружены в почти всех био жидкостях, включая амниотическую жидкость, грудное молоко, бронхоальвеолярный секрет, спинномозговую жидкость и сыворотку крови (внутренней средой организма человека и животных), слюну и мочу.

Повсеместное распространение везикул в био жидкостях вместе с тем, что они отражают состав родительских клеток, дает ученым неповторимую платформу для проведения популяционных исследовательских работ и исследования онкологических болезней.

ВВ (то есть внутренние войска) могут внести значимый вклад в исследование обычной физиологии (Физиология от греч. — природа и греч. — знание — наука о сущности живого) и патофизиологических устройств.

В эпидемиологических исследовательских работах трудно, а время от времени нереально собрать несколько био образцов до развития заболевания (нарушения нормальной жизнедеятельности, работоспособности). При помощи ВВ (то есть внутренние войска) эпидемиологи могут мало инвазивным методом получить серию нужных образцов.

Морфологический, молекулярный и многофункциональный анализ био жидкостей, обогащенных ВВ (то есть внутренние войска), уже сейчас расширяет наше осознание риска и устройств развития рака предстательной железы, рака легкого, рака печени, рака желудка, глиобластомы и злокачественных новообразований, связанных с KSHV.

Ряд исследователей работают над внедрением внеклеточных везикул в качестве бесклеточной вакцины для профилактики и исцеления опухолевых болезней.

Функции внеклеточных везикул в организме

Для ВВ (то есть внутренние войска) были предложены разные био роли:

— удаление лишнего либо вредного клеточного содержимого,
— эмиссия сигнальных и регуляторных молекул для межклеточной коммуникации и многофункциональной модификации обычных клеток
— стимуляция либо ингибирование иммунной системы организма
— антигенпрезентирующая функция
— контроль патогенов и др.

Можно с уверенностью сказать, что внеклеточные везикулы участвуют как в нужных для организма, так и патологических действиях.

ВВ (то есть внутренние войска) употребляются в диагностике и прогнозировании рака, поэтому что функция начальной клеточки быть может экстраполирована методом исследования состава ВВ (то есть внутренние войска) (белков, мРНК, некодирующих РНК (Рибонуклеиновая кислота — одна из трёх основных макромолекул (две другие — ДНК и белки), которые содержатся в клетках всех живых организмов), липидов либо остальных молекул) в жидкостях организма.

Каглерт и коллеги показали содержание двухцепочечной ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) в сыворотке, собранной у пациентов с раком поджелудочной железы. ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов), выделенная из их везикул, удачно использовалась в лаборатории для выявления мутаций р53 и KRAS.

ВВ (то есть внутренние войска) не содержат белки митохондриального, ядерного либо эндоплазматического ретикулума. Экзосомы, а именно, не содержат большая часть рибосомальных РНК (Рибонуклеиновая кислота — одна из трёх основных макромолекул (две другие — ДНК и белки), которые содержатся в клетках всех живых организмов), в главном мРНК.

ВВ (то есть внутренние войска) могут вести взаимодействие с клетками-мишенями рака конкретно через сенсоры клеточной поверхности либо могут быть интернализованы клетками-мишенями средством слияния мембран либо эндоцитоза.

Как ВВ (то есть внутренние войска)-ассоциированные сигнальные молекулы распознаны, функцию клетки-мишени можно видоизменять либо регулировать.

Патологические функции и роль экзосом в исследовании рака

В ответ на патологические конфигурации клеточки связываются вместе, секретируя гетерогенную смесь везикул (включая МВ и экзосомы) с разным составом.

Пегтель и соавторы показали, что миРНК, присутствующие в экзосомах из клеток, инфицированных вирусом Эпштейна-Барра, могут высвобождаться и индуцировать сайленсинг специфичных генов, когда находятся в контакте с окружающими неинфицированными B-клетками.

Независимо от того, высвобождаются ВВ (то есть внутренние войска) из клеток инфицированного владельца либо же заразного агента, содержащаяся в их информация открывает новейшие способности молекулярной диагностики ряда болезней.

Анализ содержания везикул также содействует осознанию взаимодействия владельца с заразным агентом, чтоб обеспечить действенный дизайн вакцины и разработку новейших терапевтических средств.

Внедрение внеклеточных везикул для диагностики рака

Содержание везикул в образчиках био жидкостей пациента отражает содержание клеток (как стромальных, так и опухолевых), из которых они происходят.

ВВ (то есть внутренние войска) можно применять в качестве биомаркеров для диагностики, прогнозирования и мониторинга реакции пациента на назначенное исцеление.

Было продемонстрировано, по последней мере, в случае рака яичников, что профилирование миРНК, выделенных из циркулирующих экзосом, дает результаты, подобные исследованию экзосом конкретно из ткани (Строение тканей живых организмов изучает наука гистология).

Это гласит о том, что циркулирующие экзосомы могут быть применены в качестве заменителя для тканевых миРНК, а профилирование миРНК из экзосом имеет хорошие перспективы в качестве диагностического биомаркера рака яичников.

Но исследование ВВ (то есть внутренние войска), соответствующих для тех либо других болезней, лишь начинается.

Диагностические биомаркеры рака яичников в истинное время неопознаны, и примерно 70% случаев заболевания (нарушения нормальной жизнедеятельности, работоспособности) диагностируются на поздней стадии.

Новенькая информация свидетельствует, что экзосомные биомаркеры могут быть полезны при скрининге. А именно, количество высвобождаемых из тканей циркулирующих экзосом вчетверо выше у пациентов с раком яичников, чем у обычных субъектов.

Лян и коллеги охарактеризовали протеомное и геномное профилирование экзосом рака яичников. Это исследование показало, что в экзосомах находятся молекула адгезии эпителиальных клеток (EpCAM), CD24 и миРНК.

Это содержимое может служить биомаркером для диагностики рака яичников.

Так как говорилось, что сверхэкспрессия EpCAM коррелирует с пролиферацией эпителиальных клеток, при выделении экзосом рака яичника для предстоящего анализа быть может применена разработка на базе микрогранул, покрываемых антителами к EpCAM.

Тейлор и соавторы докладывают, что профилирование экзосомных миРНК является многообещающим в плане новейших исследовательских биомаркеров при раке яичников.

Создатели выявили, что группа присутствующих в экзосомах миРНК (miR-21, miR-141, miR-200a, miR-200b, miR-200c, miR-205 и miR-214) владеет чертами, подобными тем, которые были выделены из ткани (Строение тканей живых организмов изучает наука гистология) яичников.

Не считая того, высочайшие уровни этих миРНК коррелируют с поздней стадией заболевания.

В дополнение к экзосомам, огромные диагностические надежды возлагаются на микровезикулы при неких злокачественных новообразованиях.

Завышенные уровни микровезикул зарегистрированы в сыворотке крови (внутренней средой организма человека и животных) пациентов с опухолями молочной железы по сопоставлению со бодрствующими людьми.

При раке почки МВ, содержащие различные миРНК и мРНК, высвобождались из стволовых клеток рака почки, что может указывать на их роль в васкуляризации опухоли (Опухоль (син. новообразование, неоплазия, неоплазма) — патологический процесс, представленный новообразованной тканью).

При идентификации биомаркера для мультиформной глиобластомы сывороточные микровезикулы анализировали при помощи микроматричного анализа экспрессии.

Исследователи выявили группу РНК (Рибонуклеиновая кислота — одна из трёх основных макромолекул (две другие — ДНК и белки), которые содержатся в клетках всех живых организмов), которые повышены при данном типе опухоли (Опухоль (син. новообразование, неоплазия, неоплазма) — патологический процесс, представленный новообразованной тканью).

Транскриптомный анализ экзосом в моче нездоровых раком предстательной железы показал наиболее высочайшие уровни PCA-3 и TMPRSS2-ERG по сопоставлению с контролем.

Так как ткань (мед. система клеток и межклеточного вещества, объединённых общим происхождением, строением и выполняемыми функциями) рака предстательной железы фенотипически неоднородная, биопсия, взятая из определенного места, может не отражать общий статус злокачественной опухоли (Опухоль (син. новообразование, неоплазия, неоплазма) — патологический процесс, представленный новообразованной тканью), включая специальные для опухоли (Опухоль (син. новообразование, неоплазия, неоплазма) — патологический процесс, представленный новообразованной тканью) варианты, мутации и уровни мРНК и микРНК для исследовательских целей.

Транскриптомный анализ циркулирующих везикул быть может репрезентативным для статуса злокачественной опухоли (Опухоль (син. новообразование, неоплазия, неоплазма) — патологический процесс, представленный новообразованной тканью) предстательной железы.

Оценка злости рака при помощи внеклеточных везикул

Определение злости рака является главным для составления прогноза.

Есть перспективные способности использования внеклеточных везикул для данной цели. К примеру, при раке яичников высочайшие уровни CD24 указывают на худший прогноз и понижают характеристики выживаемости пациентов.

Исследования проявили, что уровни EpCAM и CD24, присутствующие в экзосомах, коррелировали с злостью рака яичников.

Рунц выделил экзосомы у пациентов с раком яичников. Исследователь нашел, что цитоплазматическая локализация CD24 наблюдается в опухолях с высочайшим инвазивным потенциалом, и напротив.

При меланоме экзосомы, выделенные из метастатических клеток, были способны создать первичную опухоль (патологический процесс, представленный новообразованной тканью) брутальной методом конверсии предшественников костного мозга (центральный отдел нервной системы животных и человека).

Белки, участвующие в регуляции мембранного транспорта и образования экзосом, такие как RAB1A, RAB5B, RAB7 и RAB27A, показывают сверхэкспрессию в клеточках меланомы.

При раке мочевого пузыря экзосомы, выделенные из мочи пациентов с поздним раком мочевого пузыря, имели наиболее высочайшие уровни EDIL-3, молекулы, которая содействует ангиогенезу, по сопоставлению с экзосомами от здоровых людей.

При гепатоцеллюлярной карциноме было подтверждено, что EDIL-3, играющий роль в прогрессировании остальных опухолей, также выделяется в огромных количествах.

Рецепторная тирозинкиназа MET отвечает за опосредованное экзосомами метастатическое поведение на модели мышей с меланомой. Когда экспрессия Met в экзосомах миниатюризируется, прометастатическое поведение клеток костного мозга (центральный отдел нервной системы животных и человека) не наблюдается.

Роль внеклеточных везикул в лечении (процесс для облегчение, снятие или устранение симптомов и заболевания) рака

Как упоминалось ранее, ВВ (то есть внутренние войска) были предложены в качестве бесклеточной вакцины.

Достоинства везикул в состоят в том, что они не живы объекты и просто экстрагируются из био жидкостей.

Это биодоступные носители, которые отлично переносятся нацеливаются на определенные ткани (Строение тканей живых организмов изучает наука гистология), устойчивы к метаболическим действиям и, самое основное, преодолевают мембраны.

ВВ (то есть внутренние войска) числятся безупречными кандидатами для доставки миРНК / малых интерферирующих РНК (Рибонуклеиновая кислота — одна из трёх основных макромолекул (две другие — ДНК и белки), которые содержатся в клетках всех живых организмов) либо фармацевтических молекул, которые в неприятном случае стремительно распадались бы.

Потенциальные области внедрения внеклеточных везикул в лечении (процесс для облегчение, снятие или устранение симптомов и заболевания) рака были предложены относительно не так давно. ВВ (то есть внутренние войска) можно снабдить селективной композицией фармацевтических средств для доставки. При всем этом вещество достигнет цели с минимальными неуввязками, обусловленными иммунитетом и прохождением гематоэнцефалического барьера.

В крови (внутренней средой организма человека и животных) ВВ (то есть внутренние войска) размеренны и способны доставлять многофункциональные РНК (Рибонуклеиновая кислота — одна из трёх основных макромолекул (две другие — ДНК и белки), которые содержатся в клетках всех живых организмов) в клеточки.

Что касается персонализированной медицины, ВВ (то есть внутренние войска), взятые у 1-го человека, могут быть обогащены, смешаны с лекарством и возвращены тому же человеку без риска отторжения.

Опухолевые везикулы переносят антигены клеток рака и представляют их Т-лимфоцитам, вызывая противоопухолевый ответ и приводя к массовой смерти опухолевых клеток.

Также было предложено внедрение ВВ (то есть внутренние войска), в особенности нановезикул, в бесклеточных противораковых вакцинах. ВВ (то есть внутренние войска) способны провоцировать иммунную систему к распознаванию специфичных антигенов и инициировать иммунный ответ в отношении аномальной раковой клеточки, оставляя окружающие клеточки постоянными.

Трудности и потенциальные решения

Хотя концентрация при раке ВВ (то есть внутренние войска) возрастает, способы выделения везикул, обычно, отымают много времени и дают эталоны, которые нуждаются в предстоящей чистке.

Эти причины, вместе с весьма высочайшими затратами, ограничивают применение везикул, в особенности в эпидемиологических исследовательских работах, где анализируются тыщи образцов.

Нужны последующие улучшения технологии выделения ВВ (то есть внутренние войска), чистки и анализа.

Не считая того, современные технологии изоляции затрудняют идентификацию разных подгрупп везикул. Вот почему в научной литературе так нередко можно повстречать термин «внеклеточные везикулы» заместо определенных типов (к примеру, экзосомы и МВ).

Существует и иная неувязка. Загрязнение комплексами РНК (Рибонуклеиновая кислота — одна из трёх основных макромолекул (две другие — ДНК и белки), которые содержатся в клетках всех живых организмов)-белок, белковыми агрегатами и иными наночастицами может воздействовать на результаты лабораторных исследовательских работ.

Из-за функциональной природы ВВ (то есть внутренние войска) принципиально осознать баланс меж здоровой и онкогенной передачей сигналов везикул, что также проблемно.

Одним из методов использования ВВ (то есть внутренние войска) в терапевтических целях является удаление / нейтрализация этих пузырьков для предотвращения метастазирования и онкогенеза.

Тем не наименее, на нынешний денек технические и денежные препядствия, связанные с удалением микроскопичных клеточных образований in vivo, мешают клиническому использованию данного способа.

Новейшие технологические заслуги могут поменять ситуацию в ближнем будущем.

Время от времени МВ, высвобождаемые из определенного органа, отвечают за резистентность к терапии (терапия — процесс, для снятия или устранения симптомов и проявлений заболевания), перенося белки множественной фармацевтической стойкости (MDR).

Нужно осознать, как поменять биосинтез внеклеточных везикул и межклеточную коммуникацию, чтоб можно было ВВ (то есть внутренние войска) применять для целенаправленной терапии (терапия — процесс, для снятия или устранения симптомов и проявлений заболевания).

Предстоит осознать, являются ли способы исцеления, которые нацелены на поглощение опухолевых ВВ (то есть внутренние войска) клетками-реципиентами, довольно специфичными в контексте предотвращения побочных эффектов.

Также нужно наилучшее осознание молекулярных устройств, лежащих в базе биосинтеза везикул и их физиологической значимости.

Невзирая на препядствия, упомянутые выше, научное общество заинтересовано в этих тканевых пузырьках и их бессчетных функциях. ВВ (то есть внутренние войска) имеют огромные перспективы для диагностики и исцеления рака. Аналогичным образом, существует ряд многообещающих направлений использования везикул в исследовательских работах рака и эпидемиологии.

Константин Моканов: магистр фармации и проф мед переводчик